HOME বোর পরমাণু মডেল
একটি পরমাণুর দ্বিতীয় কক্ষপথের একটি ইলেকট্রন শক্তি শোষণ করে তৃতীয় কক্ষপথে গমন করল। দ্বিতীয় কক্ষপথের ব্যাসার্ধ 2.12 Å। ইলেকট্রনের ভর = $9.11 \times 10^{-31} kg$। ইলেকট্রনের আধান = $-1.6 \times 10^{-19} C$। শূন্য মাধ্যমের ভেদনযোগ্যতা = $8.854 \times 10^{-12} C^2 N^{-1} m^{-2}$, প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক = $6.63 \times 10^{-34} J-s$। দৃশ্যমান আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পাল্লা = $4 \times 10^{-7} m$ হতে $8 \times 10^{-7} m$।
Dhaka • 2025
ক) নিউক্লিয় ফিউশন বিক্রিয়া কাকে বলে?
খ) কোনো তেজস্ক্রিয় পদার্থের নিঃশেষ কাল অসীম— ব্যাখ্যা কর।
গ) উদ্দীপকের পরমাণুটির দ্বিতীয় শক্তিস্তরের ইলেকট্রনের গতিবেগ নির্ণয় কর।
ঘ) উদ্দীপকের শোষিত বিকিরণটি দৃশ্যমান বিকিরণ ছিল কি-না— গাণিতিক যুক্তিসহ ব্যাখ্যা কর।

সমাধান (Solution)


ক-এর উত্তর:
যে নিউক্লিয় বিক্রিয়ায় একাধিক হালকা নিউক্লিয়াস একত্রিত হয়ে একটি অপেক্ষাকৃত ভারী নিউক্লিয়াস গঠন করে এবং প্রচুর শক্তি নির্গত হয়, তাকে নিউক্লিয় ফিউশন বিক্রিয়া বলে।

খ-এর উত্তর:
তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের সূত্রানুসারে, $N = N_{0}e^{-\lambda t}$। এখানে $N$ হলো $t$ সময় পর অবশিষ্ট পরমাণুর সংখ্যা। কোনো পদার্থ সম্পূর্ণ নিঃশেষ হতে হলে $N = 0$ হতে হবে। গাণিতিকভাবে, $N = 0$ তখনই সম্ভব যখন $t = \infty$ হয়। এ কারণেই কোনো তেজস্ক্রিয় পদার্থের সম্পূর্ণ ক্ষয় হতে অসীম সময়ের প্রয়োজন হয়।

গ-এর উত্তর:
দেওয়া আছে,
ইলেকট্রনের ভর, $m = 9.11 \times 10^{-31}\ kg$
ইলেকট্রনের আধান, $e = 1.6 \times 10^{-19}\ C$
দ্বিতীয় কক্ষপথের ব্যাসার্ধ, $r_{2} = 2.12\ Å = 2.12 \times 10^{-10}\ m$
কক্ষপথের সংখ্যা, $n = 2$
প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক, $h = 6.63 \times 10^{-34}\ J-s$
বোর পরমাণু মডেলের কৌণিক ভরবেগের ধারণা হতে পাই, $mvr = \frac{nh}{2\pi}$
$\implies v = \frac{nh}{2\pi mr_{2}}$
$\implies v = \frac{2 \times 6.63 \times 10^{-34}}{2 \times 3.1416 \times 9.11 \times 10^{-31} \times 2.12 \times 10^{-10}}$
$\implies v = \frac{1.326 \times 10^{-33}}{1.2135 \times 10^{-39}}$
$\therefore v \approx 1.0927 \times 10^{6}\ m\ s^{-1}$
ইলেকট্রনের গতিবেগ $1.0927 \times 10^{6}\ m\ s^{-1}$।

ঘ-এর উত্তর:
শোষিত বিকিরণটি দৃশ্যমান কি-না যাচাই করতে হলে আমাদের সংশ্লিষ্ট বিকিরণের তরঙ্গদৈর্ঘ্য ($\lambda$) নির্ণয় করতে হবে।
বোর মডেল হতে আমরা জানি, $r_{n} \propto n^{2}$
$\therefore \frac{r_{3}}{r_{2}} = \frac{3^{2}}{2^{2}} = \frac{9}{4}$
$\implies r_{3} = \frac{9}{4} \times 2.12 \times 10^{-10} = 4.77 \times 10^{-10}\ m$
কক্ষপথের মোট শক্তি, $E_{n} = -\frac{e^{2}}{8\pi\epsilon_{0}r_{n}}$
$\therefore E_{2} = -\frac{(1.6 \times 10^{-19})^{2}}{8 \times 3.1416 \times 8.854 \times 10^{-12} \times 2.12 \times 10^{-10}} = -5.434 \times 10^{-19}\ J$
এবং $E_{3} = -\frac{(1.6 \times 10^{-19})^{2}}{8 \times 3.1416 \times 8.854 \times 10^{-12} \times 4.77 \times 10^{-10}} = -2.415 \times 10^{-19}\ J$
শোষিত শক্তি, $\Delta E = E_{3} - E_{2} = (-2.415 + 5.434) \times 10^{-19} = 3.019 \times 10^{-19}\ J$
আমরা জানি, $\Delta E = \frac{hc}{\lambda} \implies \lambda = \frac{hc}{\Delta E}$
$\implies \lambda = \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{8}}{3.019 \times 10^{-19}}$
$\implies \lambda = 6.588 \times 10^{-7}\ m$
উদ্দীপক অনুসারে দৃশ্যমান আলোর পাল্লা $4 \times 10^{-7}\ m$ হতে $8 \times 10^{-7}\ m$।
যেহেতু নির্ণেয় তরঙ্গদৈর্ঘ্য ($6.588 \times 10^{-7}\ m$) এই সীমার মধ্যে অবস্থিত, তাই শোষিত বিকিরণটি দৃশ্যমান ছিল।