পরমাণুর মডেল ও নিউক্লিয়ার পদার্থবিজ্ঞান - 2025-12-06

Solve: \({ }_{7}^{14}N + { }_{2}^{4}He \rightarrow { }_{8}^{17}O + { }_{1}^{1}H \therefore X = \text{কণাটি প্রোটন}\) Ans. (A)

Hints: \(\beta\) ইলেকট্রনের প্রবাহ এবং \(\gamma\) তড়িৎ চৌম্বকীয় বিকিরণ। Solve: ১ টি \(\beta\) কণা নির্গত হওয়ার ফলে তর সংখ্যা কোনো পরিবর্তন হয় না, কেবল পারমাণবিক সংখ্যা এক বৃদ্ধি পায়। আর \(\gamma\) যেহেতু তড়িৎ চৌম্বক তরঙ্গ, তাই \(\gamma\) নির্গত হলে ভরসংখ্যা ও পারমাণবিক সংখ্যা কোনো পরিবর্তন হয় না। Ans. (C) ব্যাখ্যা: কোন কণা বা পরমাণুর পরিচিতি \[ A = Z + N \, \text{[n = নিউট্রন সংখ্যা]} \] প্রোটন কণা: \(_1^1P\), নিউট্রন কণা: \(_0^1n\) আলফা (\(\alpha\)) কণা: \(_2^4He^{++}\) বিটা (\(\beta\)) কণা: \(_{-1}^0e\) \(n \to P^+ + e^-\) নিউক্লিয়ার বিক্রিয়া: \[\ ^w_A^xB \to\ ^y_zX + ^z_wY \] \[ w+x = y+z, \, a+b = c+d \] যেমন: \(_7^{14}N + _0^1n \to _6^{14}C + _1^1H\) শতকতে, \(7+0=6+a \implies a=1\), \(14+1=14+b \implies b=1\) \[\therefore _7^{14}N + _0^1n \to _6^{14}C + _1^1H \] অনুরূপভাবে, \[\ _{86}^{226}Ra \to _{86}^{222}Rn + _2^4He^{++}\] \[\ _{19}^{10}O \to _{9}^{19}F + _{-1}^0e \] জেনে রাখা ভাল: (i) নিউক্লিয়ার বিক্রিয়ার নিউক্লিয়াসের বাইরে কোনো প্রভাব নেই। অর্থাৎ নিউক্লিয়ার বিক্রিয়া শুধুমাত্র নিউক্লিয়াসে সংঘটিত হয়। (ii) \(\gamma\)-ray বিকিরণের ফলে মৌলের নিউক্লিয়াসে কোনো পরিবর্তন হয় না।

Hints: সময়ের সাথে সাথে তেজস্ক্রিয় পরমাণুর পরিমাণ ও তেজস্ক্রিয়তা হ্রাস পায়। Solve: অর্ধায়ু \(1622 \, \text{বছর}\) হওয়ায় \(1622 \, \text{বছর}\) পর তেজস্ক্রিয় পরমাণুর পরিমাণ মোট পরিমাণের অর্ধেক পরিমাণে পরিণত হবে। আরও \(1622 \, \text{বছর}\) পর অর্ধকের অর্ধেক অর্থাৎ এক-চতুর্থাংশে পরিণত হবে। তখন তেজস্ক্রিয়তা ও হ্রাস পেয়ে এক-চতুর্থাংশ হয়ে যাবে। Ans. (C) ব্যাখ্যা: কোনো তেজস্ক্রিয় পদার্থের প্রাথমিক বা উপস্থিত অক্ষত পরমাণুগুলোর অর্ধেক পরিমাণ ক্ষয় হতে যে সময় লাগে তাকে অর্ধায়ু বা অর্ধ-পার্শ্ব বলে। অর্ধায়ুর মান তেজস্ক্রিয় পদার্থের একটি নিজস্ব বৈশিষ্ট্য। পদার্থটির ভৌত বা রাসায়নিক পরিবর্তন হলেও অর্ধায়ুর মান অপরিবর্তিত থাকে।

Solve: ধনাত্মক চার্জ দিয়ে বৃষ্টির \( e \) ইলেকট্রনের উচ্চ শক্তিস্তর আছে। নিউক্লিয়াসের দিকে নিম্ন শক্তিস্তরের সর্বোচ্চ ঘাটতে বাহ্যিক কাজ করতে হবে না। চার্জ বিকিরণের মাধ্যমে \( e \) নিজের শক্তি ব্যয় করে নিম্ন শক্তিস্তরে আসবে। Ans. (C) ব্যাখ্যা: কোন বস্তুকে সমস্ত ঘাটতে বাহ্যিক কাজ করতে হলে বিভব শক্তি হয় ধনাত্মক অর্থাৎ বাহ্যিক কাজ সম্পাদন করে সমস্ত ঘাটতে শক্তি বৃদ্ধি পায়। আর সমস্ত ঘাটতে বাহ্যিক কাজ করতে না হলে শক্তি হ্রাস পায়। কেননা বস্তু তখন নিজের সঞ্চিত শক্তি ব্যয় করে সমস্ত ঘাটতে। যেমন: কোন বস্তু ভূমি থেকে উপরের দিকে নিতে অভিকর্ষ বলের বিপরীতে কাজ করতে হয় তাই শক্তি বৃদ্ধি পায়। কিন্তু নিচের দিকে মানে বলের দিকে সমস্ত ঘাটতে বাহ্যিক কাজ করতে হয় না, শক্তি ব্যয় করতে হয় না, শুধু বিভব শক্তি হ্রাস পায়। তেমনই ইলেকট্রনকে নিউক্লিয়াস থেকে দূরে নিতে নিউক্লিয়াসের আকর্ষণ বলের বিপরীতে কাজ করতে হবে। কিন্তু নিউক্লিয়াসের দিকে মানে বলের দিকে সমস্ত ঘাটতে কাজ করতে হয় না, সঞ্চিত শক্তি ব্যয় করতেই হয়। তাই ইলেকট্রনটি বিভব থেকে খনাত্মক। মনেথাক: বিভব বলছে বৃষ্টির চার্জ তড়িৎ ক্ষেত্রের কোন বিন্দুতে আনে কৃতকাজ। আর ইলেকট্রনকে তড়িৎ ক্ষেত্রের দিকে আনে কাজ করতে হয় না। তাই শক্তি হ্রাস পায়। \( E_n = \frac{1}{n^2} E_1 \), সুতরাং \( E_1 = -13.6 \, \text{eV}; \, E_2 = -3.4 \, \text{eV}; \, E_3 = -1.51 \, \text{eV} \) অর্থাৎ ভূমি থেকে উচ্চতর শক্তি স্তরে গেলে বিভব শক্তি বাড়ে।

Solve: \(\alpha\)-হিলিয়াম নিঃস্রিয়াস, \(\beta\)-ইলেকট্রনের প্রবাহ, \(\gamma\)-তীব্র চৌম্বকীয় বিকিরণ।