পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াসের ভেতরের নিউট্রন প্রোটনে রূপান্তরিত হওয়ার সময় যে ইলেকট্রন নির্গত হয়, তাকে বিটা কণা বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর নিউক্লিয়াসের ভেতরে শুধু প্রোটন ও নিউট্রন থাকে, ইলেকট্রন থাকে না। নিউক্লিয়াসের কোনো একটি নিউট্রন ভেঙে একটি প্রোটন, একটি ইলেকট্রন ও একটি অ্যান্টি-নিউট্রিনোতে পরিবর্তিত হতে পারে, অর্থাৎ $n^0 \rightarrow p^+ + e^- + \bar{\nu}$। এখানে সৃষ্ট ইলেকট্রনটিই বিটা কণা হিসেবে নিউক্লিয়াস থেকে বেরিয়ে আসে। প্রোটন নিউক্লিয়াসেই থেকে যায়, তাই মোট চার্জ অপরিবর্তিত থাকে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর $X$ এর পারমাণবিক সংখ্যা = প্রোটন সংখ্যা = 11, নিউক্লিয়ন সংখ্যা = $11 + 11 = 22$।
   ইলেকট্রনের প্রতিপদার্থ পজিট্রন নির্গত হতে নিউক্লিয়াসের একটি প্রোটনকে নিউট্রনে পরিবর্তিত হতে হয়: $p^+ \rightarrow n^0 + e^+ + \nu$।
   এতে প্রোটন সংখ্যা 1 কমে এবং নিউট্রন সংখ্যা 1 বাড়ে, নিউক্লিয়ন সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকে।
   $Y$ এর পারমাণবিক সংখ্যা = $11 - 1 = 10$
   $Y$ এর নিউক্লিয়ন সংখ্যা = 22
   $Y$ এর নিউট্রন সংখ্যা = $11 + 1 = 12$।
   অতএব, $Y$ এর পারমাণবিক সংখ্যা 10, নিউক্লিয়ন সংখ্যা 22 ও নিউট্রন সংখ্যা 12।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর $P$ এর প্রোটন সংখ্যা 6 এবং নিউট্রন সংখ্যা 8, অর্থাৎ নিউক্লিয়ন সংখ্যা 14। এটি তেজস্ক্রিয় $C_{14}$। বিটা বিকিরণে একটি নিউট্রন প্রোটনে পরিবর্তিত হয়, ফলে প্রোটন সংখ্যা হয় $6 + 1 = 7$ এবং নিউক্লিয়ন সংখ্যা 14-ই থাকে। 7 পারমাণবিক সংখ্যার মৌল নাইট্রোজেন।
   সমীকরণ: $C_{14} \rightarrow N_{14} + e^- + \bar{\nu}$
   অতএব, $Q$ হলো নাইট্রোজেনের নিউক্লিয়াস $N_{14}$।
   শক্তির বিভিন্নতার কারণ: বিটা ক্ষয়ে ইলেকট্রনের সাথে একটি অ্যান্টি-নিউট্রিনোও নির্গত হয়। বিকিরণের মোট শক্তি ইলেকট্রন ও অ্যান্টি-নিউট্রিনোর মধ্যে ভাগ হয়। অ্যান্টি-নিউট্রিনো কতটুকু শক্তি নিয়ে যাবে তার ওপর ইলেকট্রনের শক্তি নির্ভর করে, তাই বিটা কণার শক্তি নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে যেকোনো মান হতে পারে।
   আলফা কণার সাথে পার্থক্য: নিউক্লিয়াস থেকে আলফা কণা বের হলে তা কতগুলো বিচ্ছিন্ন, নির্দিষ্ট শক্তি নিয়েই বের হয়। কিন্তু বিটা কণার শক্তি অবিচ্ছিন্নভাবে পরিবর্তনশীল।