কার্শফের ১ম সূত্র চার্জের নিত্যতা সূত্র মেনে চলে। ব্যাখ্যা কর।
উত্তর: কার্শফের ১ম সূত্র থেকে আমরা পাই, বিদ্যুৎ বর্তনীর কোনো সংযোগ বিন্দুতে মিলিত প্রবাহমাত্রাগুলোর বীজগাণিতিক যোগফল শূন্য হয়। আবার আমরা জানি, প্রবাহমাত্রা হলো চার্জের প্রবাহ। এখন সংযোগ বিন্দুতে প্রবাহমাত্রাগুলোর যোগফল যদি শূন্য না হয় তাহলে ঐ বিন্দুতে চার্জের সৃষ্টি বা ধ্বংস হওয়া বুঝায়। যা চার্জের নিত্যতা সূত্রের সম্পূর্ণ পরিপন্থী। তবে বর্তনীর কোথাও চার্জ সঞ্চিত হতে পারে না। কিন্তু এই সূত্রানুসারে ∑I = 0। অর্থাৎ কার্শফের ১ম সূত্র চার্জের সংরক্ষণ নীতি মেনে চলে।
HSC Physics 2nd Paper Chapter 8: আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান CQ — Prosthuti প্রশ্নব্যাংক
HSC · Physics 2nd Paper · Chapter 8: আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান · সৃজনশীল
কার্শফের ১ম সূত্র চার্জের নিত্যতা সূত্র মেনে চলে। ব্যাখ্যা কর।
উদ্দীপক
রফিক সিজিয়াম ধাতুর পাতে 4500 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো আপতিত করে ফটো তড়িৎ ক্রিয়ার পরীক্ষা পরিচালনা করছে। সে নিবৃত্তি বিভব পেলো 1.5 V। পরবর্তীতে 5500 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সবুজ আলো ব্যবহার করে। [দেওয়া আছে, ইলেকট্রনের ভর
রংপুর ক্যাডেট কলেজ · 2025
উত্তর
কোনো তেজস্ক্রিয় পদার্থের একটি পরমাণুর একক সময়ে ভাঙ্গনের সম্ভাব্যতাকে ঐ পদার্থের অবক্ষয় ধ্রুবক বলে।
উত্তর
কার্শফের ১ম সূত্র থেকে আমরা পাই, বিদ্যুৎ বর্তনীর কোনো সংযোগ বিন্দুতে মিলিত প্রবাহমাত্রাগুলোর বীজগাণিতিক যোগফল শূন্য হয়। আবার আমরা জানি, প্রবাহমাত্রা হলো চার্জের প্রবাহ। এখন সংযোগ বিন্দুতে প্রবাহমাত্রাগুলোর যোগফল যদি শূন্য না হয় তাহলে ঐ বিন্দুতে চার্জের সৃষ্টি বা ধ্বংস হওয়া বুঝায়। যা চার্জের নিত্যতা সূত্রের সম্পূর্ণ পরিপন্থী। তবে বর্তনীর কোথাও চার্জ সঞ্চিত হতে পারে না। কিন্তু এই সূত্রানুসারে ∑I = 0। অর্থাৎ কার্শফের ১ম সূত্র চার্জের সংরক্ষণ নীতি মেনে চলে।
উত্তর
এখানে, ইলেকট্রনের ভর,
ইলেকট্রনের চার্জ,
নিবৃত্তি বিভব,
ইলেকট্রনের সর্বোচ্চ বেগ, ?
এখন, ফটোইলেকট্রনের সর্বোচ্চ গতিশক্তি হলে,
বা,
বা,
অতএব, উদ্দীপক অনুসারে ফটোইলেকট্রনের সর্বোচ্চ গতিবেগ .
উত্তর
ধাতব পাত থেকে ইলেকট্রন মুক্ত করার জন্য একটা ন্যূনতম শক্তির প্রয়োজন হয়। যাকে ঐ ধাতুর কার্যাপেক্ষক বলা হয়। সবুজ আলোর শক্তি যদি সিজিয়ামের কার্যাপেক্ষকের চেয়ে বেশি হয় তাহলে ফটোতড়িৎ প্রবাহ ঘটবে।
এখানে,
প্লাঙ্কের ধ্রুবক,
আলোর তরঙ্গদদৈর্ঘ্য,
ইলেকট্টনের ভর,
কার্যাপেক্ষক, ?
সবুজ আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য,
সবুজ আলোর শক্তি,
'গ' হতে পাই, সর্বোচ্চ বেগ,
এখন,
বা,
$=
\frac{6.63 \times 10^{-34} \mathrm{JS} \times 3 \times 10^8 \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1}{4.5 \times 10^{-7} \mathrm{~m}}
\quad-\frac{1}{2} \times 9.1 \times 10^{-31} \mathrm{~kg} \times\left(726273.0392 \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1}\right)^2$
সিজিয়ামের কার্যাক্ষেক
অর্থাৎ সিজিয়াম থেকে ইলেকট্রন মুক্ত করার জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম শক্তি
আবার, সবুজ আলোর শক্তি,
\mathrm{E} =\frac{6.63 \times 10^{-34} \mathrm{Js} \times 3 \times 10^8 \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1}{5.5 \times 10^{-7} \mathrm{~m}}
উপরের গাণিতিক বিশ্লেষণ হতে দেখা যায়, অর্থাৎ সবুজ আলোর শক্তি সিজিয়ামের কার্যাপেক্ষক অপেক্ষা বেশি।
সুতরাং, ফটোতড়িৎ প্রবাহ ঘটবে।