পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর এক্স-রে টেলিস্কোপে ধাতব দর্পণ ব্যবহার করা হয়, যার পৃষ্ঠে স্বর্ণ বা ইরিডিয়ামের পাতলা প্রলেপ দেওয়া থাকে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর এক্স-রশ্মি অত্যন্ত উচ্চ শক্তির বিকিরণ হওয়ায় সাধারণ দর্পণে লম্বভাবে বা বড় কোণে আপতিত হলে তা দর্পণের ভেতর দিয়ে চলে যায় বা শোষিত হয়, প্রতিফলিত হয় না। কিন্তু অতি ক্ষুদ্র কোণে আপতিত হলে রশ্মি দর্পণের তল ছুঁয়ে প্রতিফলিত হয়, যেমন পুকুরের পানিতে অল্প কোণে নুড়ি পাথর ছুড়লে তা পানির তল ছুঁয়ে সামনে এগিয়ে যায়। তাই প্রতিফলিত রশ্মিকে ডিটেক্টরে সংগ্রহ করার জন্য ক্ষুদ্র কোণে আপতন ঘটানো হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর দেওয়া আছে, $\lambda = 1.0\ \mathrm{nm} = 1.0 \times 10^{-9}\ \mathrm{m}$, $h = 6.63 \times 10^{-34}\ \mathrm{J\,s}$, $c = 3 \times 10^{8}\ \mathrm{m\,s^{-1}}$।
   ফোটনের শক্তি, $E = \frac{hc}{\lambda} = \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{8}}{1.0 \times 10^{-9}} = 1.989 \times 10^{-16}\ \mathrm{J}$
   ইলেকট্রন-ভোল্টে, $E = \frac{1.989 \times 10^{-16}}{1.6 \times 10^{-19}}\ \mathrm{eV} = 1243\ \mathrm{eV} \approx 1.24\ \mathrm{keV}$
   অতএব, প্রতিটি ফোটনের শক্তি প্রায় $1.24 \times 10^{3}\ \mathrm{eV}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর রিয়াদের প্রস্তাবটি যৌক্তিক নয়। কারণ নিম্নরূপ:
   (১) অবস্থান: মহাজাগতিক এক্স-রশ্মির বেশিরভাগই পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে শোষিত হয়ে যায়। পাহাড়ের চূড়া বায়ুমণ্ডলের তুলনায় সামান্য উঁচু মাত্র, তাই সেখানেও এক্স-রশ্মি পৌঁছাবে না। এজন্য এক্স-রে টেলিস্কোপ কৃত্রিম উপগ্রহ, রকেট বা বেলুনে স্থাপন করে বায়ুমণ্ডলের অনেক ওপরে নিয়ে যেতে হয়, যেমনটা উদ্দীপকের টেলিস্কোপে করা হয়েছে।
   (২) দর্পণ: উদ্দীপকে প্রদত্ত বিকিরণের ফোটনশক্তি প্রায় $1.24\ \mathrm{keV}$ (‘গ’ থেকে), যা অত্যন্ত উচ্চ। এত শক্তিশালী ফোটন সাধারণ কাচের দর্পণের ভেতর দিয়ে সহজেই চলে যায়, প্রতিফলিত হয় না। তাই ধাতব দর্পণ প্রয়োজন, যার ওপর স্বর্ণ বা ইরিডিয়ামের পাতলা স্তর দেওয়া থাকে যাতে রশ্মি শোষিত না হয়ে প্রতিফলিত হয়।
   (৩) আপতন কোণ: দর্পণ এমনভাবে বসাতে হয় যাতে এক্স-রশ্মি অতি ক্ষুদ্র কোণে আপতিত ও প্রতিফলিত হয়; সাধারণ কাচের দর্পণ এই শর্ত পূরণ করে না।
   (৪) ডিটেক্টর: প্রতিফলিত রশ্মি ফোটন ডিটেক্টরে সংগৃহীত হয় এবং CCD এর মাধ্যমে শক্তি, সময় ও দিক রেকর্ড করে বিশ্লেষণ করা হয়; কাচের দর্পণযুক্ত সাধারণ ব্যবস্থায় তা সম্ভব নয়।
   সুতরাং ভূপৃষ্ঠের পাহাড়ে কাচের দর্পণ দিয়ে এক্স-রে টেলিস্কোপ বানানো সম্ভব নয়; রিয়াদের প্রস্তাব গ্রহণযোগ্য নয়।