সৃজনশীলঃ ‘প্রোটনের স্থির ভর…’ রংপুর ক্যাডেট কলেজ ২০২৬ – পরমাণুর মডেল ও নিউক্লিয়ার পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

চিরায়ত পদার্থবিজ্ঞানে শক্তিকে তরঙ্গ হিসেবে বিবেচনা করা হলেও কোয়ান্টাম তত্ত্ব অনুযায়ী শক্তির কণা ধর্মও বিদ্যমান। এই কণা ধর্মকে ফোটন বলা হয়।
দুটি প্রধান ঘটনার মাধ্যমে শক্তির কণা ধর্ম ব্যাখ্যা করা যায়:
১. আলোক তড়িৎ ক্রিয়া: যখন নির্দিষ্ট কম্পাঙ্কের আলো কোনো ধাতু পৃষ্ঠে পড়ে, তখন তা থেকে ইলেকট্রন নির্গত হয়। বিজ্ঞানী আইনস্টাইন ব্যাখ্যা করেন যে, আলো এখানে নিরবিচ্ছিন্ন তরঙ্গ নয় বরং শক্তির ছোট ছোট প্যাকেট বা কণা (ফোটন) হিসেবে কাজ করে। প্রতিটি ফোটন একটি ইলেকট্রনকে ধাক্কা দিয়ে নির্গত করে, যা কণা ধর্মের প্রমাণ।
২. কম্পটন প্রভাব: এক্স-রে ফোটন যখন ইলেকট্রনের সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়, তখন এটি মতো ভরবেগ বিনিময় করে এবং বিচ্ছুরিত হয়। তরঙ্গের পক্ষে এভাবে ভরবেগ বিনিময় করা সম্ভব নয়, যা নিশ্চিতভাবে প্রমাণ করে যে শক্তির কণা ধর্ম রয়েছে।

[নিচের সৃজনশীল প্রশ্নোত্তরের অনুরূপ। উত্তর: 1.87854 amu ]

এখানে,
প্রোটনের ভর, $m_p=1.00758\mathrm{amu}$
নিউট্রনের ভর, $m_n=1.00894\mathrm{amu}$
হিলিয়ামের প্রোটন সংখ্যা, Z=2
ভরসংখ্যা, A = 4
নিউট্রন সংখ্যা,

$N=A-Z$
$=4-2=2$

নিউক্লিয়াসের ভর, $M=4.00389amu$

ভরত্রুটি, $\Delta m=$ ?

আমরা জানি, 

ভরত্রুটি,

$\begin{array}{cc}& \Delta m={\mathrm{Zm}}_p+{\mathrm{Nm}}_n-M\\ & =(2\times 1.00758+2\times \\ & 1.00894-4.00389)\mathrm{amu}\\ & =0.02915\mathrm{amu}\left(\text{ Ans. }\right)\end{array}$

‘গ’ হতে প্রাপ্ত ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসের ভরত্রুটি = 1.87854 amu
∴ ইউরেনিয়ামের বন্ধন শক্তি $=1.87854\times 931[\because 1\mathrm{amu}=931\mathrm{MeV}]$

$=1748.92\mathrm{MeV}$

ইউরেনিয়ামের নিউক্লিয়ন প্রতি বন্ধন শক্তি $=\frac{1748.92}{235}$

$=7.44\mathrm{MeV}\text{ nucleon }$

আয়রন (Fe) ভর ত্রুটি $=26\times 1.00728+(56-26)\times 1.00876-56$

$\text{ = }0.45208\mathrm{amu}$ [Fe এর জন্য ‘গ’ নং এর মত মান বসিয়ে]

এবং বন্ধন শক্তি $=0.45208\times 931=420.886\mathrm{MeV}$
আয়রনের নিউক্লিয়ন প্রতি বন্ধন শক্তি $=\frac{420.886}{56}$

$=7.52\mathrm{MeV}\text{ nucleon }$

যেহেতু আয়রন (Fe) এর নিউক্লিয়ন প্রতি বন্ধনশক্তি ইউরেনিয়ামের নিউক্লিয়ন প্রতি বন্ধনশক্তি অপেক্ষা বেশি, তাই ইউরেনিয়ামের থেকে একটি নিউক্লিয়ন বের করা সহজ হবে।