পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • জ্যোতির্বিজ্ঞান

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

একটি পালসার থেকে আগত মহাজাগতিক বিকিরণ বিশ্লেষণ করে বিজ্ঞানী ড. ফারহানা দেখলেন, তাতে 5×107 eV5 \times 10^{7}\ \mathrm{eV} শক্তির ফোটন আছে। যন্ত্রটির ভেতরে ঘন সন্নিবিষ্ট স্ফটিকের ব্লক রয়েছে। ড. ফারহানার সহকারী বলল, ‘আলোর মতো দর্পণ ব্যবহার করে এ ফোটনগুলোকে ফোকাস করলেই ছবি পাওয়া যাবে।’ [h=6.63×10−34 J sh = 6.63 \times 10^{-34}\ \mathrm{J\,s}, c=3×108 m s−1c = 3 \times 10^{8}\ \mathrm{m\,s^{-1}}, 1 eV=1.6×10−19 J1\ \mathrm{eV} = 1.6 \times 10^{-19}\ \mathrm{J}]

  1. ক)

    গামা রশ্মির তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসর কত?

    (1)
  2. খ)

    গামা রশ্মি সাধারণ দর্পণ দ্বারা প্রতিফলিত বা শোষিত হয় না কেন? ব্যাখ্যা কর।

    (2)
  3. গ)

    উদ্দীপকের ফোটনের তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্ণয় কর এবং তা গামা রশ্মির পরিসরের মধ্যে পড়ে কি না যাচাই কর।

    (3)
  4. ঘ)

    সহকারীর প্রস্তাব মূল্যায়ন কর এবং উদ্দীপকের যন্ত্রে কীভাবে গামা রশ্মি শনাক্ত হয় ও এর মাধ্যমে মহাজাগতিক উৎস সম্পর্কে কী তথ্য পাওয়া যায় তা বিশ্লেষণ কর।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর গামা রশ্মির তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসর 10−11 m10^{-11}\ \mathrm{m} থেকে 10−15 m10^{-15}\ \mathrm{m} পর্যন্ত।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর গামা রশ্মি তড়িৎচৌম্বকীয় বর্ণালীর সবচেয়ে শক্তিশালী ফোটন দ্বারা গঠিত, যার শক্তি 107 eV10^{7}\ \mathrm{eV} থেকে 1015 eV10^{15}\ \mathrm{eV} পর্যন্ত। ফলে এর ভেদন ক্ষমতা অত্যন্ত বেশি। এই কারণে গামা রশ্মি সাধারণ দর্পণে শোষণ বা প্রতিফলন না ঘটিয়ে দর্পণের ভেতর দিয়ে চলে যায়। তাই আলো বা এক্স-রশ্মির মতো দর্পণ দিয়ে গামা রশ্মি ধরা যায় না।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর দেওয়া আছে, E=5×107 eV=5×107×1.6×10−19 J=8×10−12 JE = 5 \times 10^{7}\ \mathrm{eV} = 5 \times 10^{7} \times 1.6 \times 10^{-19}\ \mathrm{J} = 8 \times 10^{-12}\ \mathrm{J}
    আমরা জানি, E=hcλE = \frac{hc}{\lambda}
    ∴λ=hcE=6.63×10−34×3×1088×10−12=1.989×10−258×10−12=2.486×10−14 m\therefore \lambda = \frac{hc}{E} = \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{8}}{8 \times 10^{-12}} = \frac{1.989 \times 10^{-25}}{8 \times 10^{-12}} = 2.486 \times 10^{-14}\ \mathrm{m}
    গামা রশ্মির পরিসর 10−11 m10^{-11}\ \mathrm{m} থেকে 10−15 m10^{-15}\ \mathrm{m}। যেহেতু 10−15<2.486×10−14<10−1110^{-15} < 2.486 \times 10^{-14} < 10^{-11}, তাই ফোটনটি গামা রশ্মির পরিসরের মধ্যে পড়ে।
    অতএব, তরঙ্গদৈর্ঘ্য 2.486×10−14 m2.486 \times 10^{-14}\ \mathrm{m} এবং এটি গামা রশ্মি।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর সহকারীর প্রস্তাব সঠিক নয়। কারণ ‘গ’ থেকে ফোটনটি গামা রশ্মি এবং গামা রশ্মির ভেদন ক্ষমতা অত্যন্ত বেশি হওয়ায় তা দর্পণে প্রতিফলিত না হয়ে ভেতর দিয়ে চলে যায়। তাই দর্পণ দিয়ে ফোকাস করে গামা রশ্মির ছবি পাওয়া সম্ভব নয়।
    গামা রশ্মি শনাক্ত করার জন্য বিশেষ ধরনের সিন্টিলেশন ডিটেক্টর ব্যবহৃত হয়। উদ্দীপকের ঘন সন্নিবিষ্ট স্ফটিকের ব্লক এই ডিটেক্টরেরই অংশ। গামা রশ্মি স্ফটিকে প্রবেশ করলে এর ইলেকট্রনের সাথে সংঘর্ষ ঘটে এবং চার্জিত কণা সৃষ্টি হয়। এই চার্জিত কণা ডিটেক্টরের সেন্সরে ধরা পড়ে এবং প্রতিবিম্ব তৈরি হয়। কম্পটন বিক্ষেপ টেলিস্কোপ এ ধরনের গামা-রে টেলিস্কোপ।
    তথ্য: পালসার, নিউট্রন নক্ষত্র, সুপারনোভা বিস্ফোরণ ও কৃষ্ণ বিবরের পরিপার্শ্বের মতো উন্নত ও শক্তিশালী বস্তুতে ঘটা প্রচণ্ড ধ্বংসাত্মক ঘটনা থেকে গামা রশ্মি উৎপন্ন হয়। ডিটেক্টরে প্রাপ্ত গামা রশ্মি বিশ্লেষণ করে এসব উৎস ও ঘটনার তথ্য সংগ্রহ করা যায়। এছাড়া প্রতিটি তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াস নিজস্ব বৈশিষ্ট্যসূচক গামা রশ্মি নিঃসরণ করে, তাই আগত রশ্মি থেকে উৎসে নির্দিষ্ট মৌলিক পদার্থের উপস্থিতিও সনাক্ত করা যায়।
    অতএব, গামা রশ্মি ধরার জন্য দর্পণ নয়, সিন্টিলেশন ডিটেক্টরই উপযুক্ত।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো