পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর সিলিকন ও জার্মেনিয়াম অর্ধপরিবাহী পদার্থের উদাহরণ।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর যে পদার্থে বিদ্যুৎ পরিবহনের জন্য কোনো মুক্ত ইলেকট্রন নেই, তাকে অপরিবাহী পদার্থ বলে। রাবারে ধাতুর মতো প্রায় মুক্ত ইলেকট্রন থাকে না। ফলে বিভব পার্থক্য প্রয়োগ করলেও এর ভেতর দিয়ে ইলেকট্রন প্রবাহিত হতে পারে না। তাই রাবারকে অপরিবাহী পদার্থ বলা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর A পদার্থ: তাপমাত্রা বাড়ালে রোধ বেড়েছে ($2.0\ \Omega$ থেকে $2.5\ \Omega$) এবং রোধ কম। পরিবাহী পদার্থে তাপমাত্রা বাড়লে অণু-পরমাণুর কম্পন বাড়ে, ফলে ইলেকট্রনের বাধা বাড়ে। তাই A পরিবাহী।
   B পদার্থ: তাপমাত্রা বাড়ালে রোধ কমেছে ($500\ \Omega$ থেকে $120\ \Omega$)। তাপমাত্রা বাড়লে অর্ধপরিবাহীতে বিদ্যুৎপ্রবাহের জন্য আরও ইলেকট্রন পাওয়া যায়, তাই রোধ কমে। তাই B অর্ধপরিবাহী।
   C পদার্থ: রোধ অতি উচ্চ এবং তাপমাত্রায় প্রায় অপরিবর্তিত, অর্থাৎ মুক্ত ইলেকট্রন নেই। তাই C অপরিবাহী।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর ও'মের সূত্র অনুযায়ী, $I = \frac{V}{R}$
   A এর ক্ষেত্রে:
   $20^\circ\mathrm{C}$ এ, $I = \frac{6}{2.0} = 3\ \mathrm{A}$
   $80^\circ\mathrm{C}$ এ, $I = \frac{6}{2.5} = 2.4\ \mathrm{A}$
   B এর ক্ষেত্রে:
   $20^\circ\mathrm{C}$ এ, $I = \frac{6}{500} = 0.012\ \mathrm{A}$
   $80^\circ\mathrm{C}$ এ, $I = \frac{6}{120} = 0.05\ \mathrm{A}$
   বিশ্লেষণ: তাপমাত্রা বাড়ার সাথে A এর বিদ্যুৎপ্রবাহ কমেছে ($3\ \mathrm{A}$ থেকে $2.4\ \mathrm{A}$)। কারণ পরিবাহীতে তাপমাত্রা বাড়লে পরমাণুগুলো বেশি কাঁপে, ফলে মুক্ত ইলেকট্রনের চলায় বাধা বেড়ে রোধ বাড়ে।
   আবার B এর বিদ্যুৎপ্রবাহ বেড়েছে ($0.012\ \mathrm{A}$ থেকে $0.05\ \mathrm{A}$)। কারণ অর্ধপরিবাহীতে সাধারণ তাপমাত্রায় মুক্ত ইলেকট্রন কম থাকে, তাপমাত্রা বাড়ালে আরও ইলেকট্রন বিদ্যুৎপ্রবাহের জন্য পাওয়া যায় বলে রোধ কমে।
   অতএব, তাপমাত্রা বাড়ালে পরিবাহীতে বিদ্যুৎপ্রবাহ কমে এবং অর্ধপরিবাহীতে বাড়ে।