ID#6495 HSC Physics 2nd CQ (Comilla 2025)

ক) ব্রীজ রেকটিফিকেশন কী?
চারটি ডায়োডকে ব্রীজ আকারে সাজিয়ে যে পূর্ণ তরঙ্গ রেকটিফায়ার তৈরি করা হয় এবং যার মাধ্যমে এসি (AC) ভোল্টেজকে ডিসি (DC) ভোল্টেজে রূপান্তর করা হয়, তাকে ব্রীজ রেকটিফিকেশন বলে।

খ) সুসংগত উৎস কীভাবে তৈরি করা হয়? ব্যাখ্যা কর।
সুসংগত উৎস হলো এমন দুটি উৎস যাদের থেকে নির্গত তরঙ্গের দশা পার্থক্য সবসময় স্থির থাকে। বাস্তবে দুটি ভিন্ন আলোক উৎস কখনোই সুসংগত হতে পারে না। তাই একটিমাত্র প্রাথমিক উৎস থেকে উৎপন্ন আলোকে দুটি অংশে বিভক্ত করে সুসংগত উৎস তৈরি করা হয়। যেমন- ইয়ং-এর দ্বি-চির পরীক্ষায় একটি চিরের সামনে অন্য দুটি চির স্থাপন করে অথবা লয়েডের দর্পণে প্রতিফলনের মাধ্যমে একই তরঙ্গাগ্রকে দুটি গৌণ উৎসে রূপান্তর করে সুসংগত উৎস তৈরি করা হয়।

গ) প্রথম ক্ষেত্রে নিঃসৃত ইলেকট্রনের গতিশক্তি নির্ণয় কর।
এখানে,
ক্যালসিয়ামের কার্যঅপেক্ষক, $W_0 = 2.87$ eV $= 2.87 \times 1.6 \times 10^{-19}$ J $= 4.592 \times 10^{-19}$ J
প্রথম ক্ষেত্রে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য, $\lambda_1 = 3200$ Å $= 3200 \times 10^{-10}$ m
প্লাঙ্কের ধ্রুবক, $h = 6.63 \times 10^{-34}$ Js
আলোর বেগ, $c = 3 \times 10^8$ $ms^{-1}$

আইনস্টাইনের আলোক তড়িৎ সমীকরণ হতে পাই—
$h\frac{c}{\lambda_1} = W_0 + K_{max}$
$\Rightarrow K_{max} = \frac{hc}{\lambda_1} - W_0$
$\Rightarrow K_{max} = \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{3200 \times 10^{-10}} - 4.592 \times 10^{-19}$
$\Rightarrow K_{max} = 6.2156 \times 10^{-19} - 4.592 \times 10^{-19}$
$\Rightarrow K_{max} = 1.6236 \times 10^{-19}$ J

ইলেক্ট্রন ভোল্টে প্রকাশ করলে, $K_{max} = \frac{1.6236 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}} \approx 1.015$ eV
অতএব, প্রথম ক্ষেত্রে নিঃসৃত ইলেকট্রনের গতিশক্তি $1.624 \times 10^{-19}$ J বা $1.015$ eV।

ঘ) উদ্দীপকের ধাতুর উপর আপতিত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য বাড়ালে নিবৃত্তি বিভবের পরিবর্তন হবে কি-না— গাণিতিকভাবে যাচাই কর।
এখানে, দ্বিতীয় ক্ষেত্রে তরঙ্গদৈর্ঘ্য $\lambda_2 = 4600$ Å $= 4600 \times 10^{-10}$ m
আমরা জানি, নিবৃত্তি বিভব $V_0$ হলে, $eV_0 = K_{max}$

১ম ক্ষেত্রে নিবৃত্তি বিভব $V_1$:
$eV_1 = 1.6236 \times 10^{-19}$ J
$\Rightarrow V_1 = \frac{1.6236 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}} = 1.015$ V

২য় ক্ষেত্রে নিবৃত্তি বিভব $V_2$:
আপতিত আলোর শক্তি, $E_2 = \frac{hc}{\lambda_2}$
$\Rightarrow E_2 = \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{4600 \times 10^{-10}}$
$\Rightarrow E_2 \approx 4.3239 \times 10^{-19}$ J
ইলেক্ট্রন ভোল্টে, $E_2 = \frac{4.3239 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}} \approx 2.70$ eV

দেখা যাচ্ছে, ২য় ক্ষেত্রে আপতিত আলোর শক্তি ($2.70$ eV) ক্যালসিয়ামের কার্যঅপেক্ষক ($2.87$ eV) অপেক্ষা কম। অর্থাৎ ২য় ক্ষেত্রে কোনো আলোক তড়িৎ ক্রিয়া সংঘটিত হবে না এবং ইলেকট্রনই নির্গত হবে না। ফলে নিবৃত্তি বিভবের প্রশ্নই ওঠে না (বা $V_2 = 0$ V)।

যেহেতু তরঙ্গদৈর্ঘ্য বাড়ালে আপতিত ফোটনের শক্তি কমে যায়, সেহেতু গতিশক্তি ও নিবৃত্তি বিভব কমে যায়। এক্ষেত্রে তরঙ্গদৈর্ঘ্য ৩২শ Å থেকে ৪৬শ Å এ উন্নীত করায় নিবৃত্তি বিভব ১.০১৫ V থেকে পরিবর্তিত হয়ে ০ V এ নেমে আসবে। সুতরাং নিবৃত্তি বিভবের পরিবর্তন ঘটবে।