পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তাপগতিবিদ্যার ১ম সূত্র (ক্লসিয়াসের বিবৃতি অনুযায়ী): যখন যান্ত্রিক কাজ সম্পূর্ণরূপে তাপে বা তাপ সম্পূর্ণরূপে যান্ত্রিক কাজে রূপান্তরিত হয়, তখন কাজ ও তাপ পরস্পরের সমানুপাতিক হয়। অথবা, কোনো সিস্টেমে তাপশক্তি সরবরাহ করা হলে তার কিছু অংশ সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধিতে এবং অবশিষ্ট অংশ বাহ্যিক কাজ সম্পাদনে ব্যবহৃত হয় (dQ = dU + dW)।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বিশুদ্ধ বা সহজাত অর্ধপরিবাহীর (যেমন: সিলিকন বা জার্মেনিয়াম) পরিবাহিতা সাধারণ তাপমাত্রায় অত্যন্ত কম থাকে, যা ব্যবহারিক ক্ষেত্রে যথেষ্ট নয়। পরিবাহিতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করার উদ্দেশ্যে অত্যন্ত নিয়ন্ত্রিত উপায়ে এতে উপযুক্ত অপদ্রব্য বা ভেজাল (ত্রিযোজী বা পঞ্চযোজী পরমাণু) মিশিয়ে মুক্ত ইলেকট্রন বা হোলের ঘনত্ব কয়েক গুণ বাড়ানো হয়। এ প্রক্রিয়াকেই ডোপিং বলা হয়। তাই অর্ধপরিবাহীর তড়িৎ পরিবাহিতা বৃদ্ধি করার জন্য ডোপিং করা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দেওয়া আছে,
   পীঠ প্রবাহ, $I_B = 0.04\text{ mA}$
   নিঃসারক প্রবাহ, $I_E = 0.7\text{ mA}$

   আমরা জানি,
   $I_E = I_B + I_C$
   বা, সংগ্রাহক প্রবাহ, $I_C = I_E - I_B = 0.7 - 0.04 = 0.66\text{ mA}$

   সাধারণ পীঠ সংযোগের ক্ষেত্রে প্রবাহ বিবর্ধক গুণক (Current amplification factor), $\alpha = \frac{I_C}{I_E}$
   $\therefore \alpha = \frac{0.66\text{ mA}}{0.7\text{ mA}} \approx 0.9429$

   অতএব, ট্রানজিস্টরটির প্রবাহ বিবর্ধক গুণকের মান প্রায় 0.943।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুযায়ী প্রাথমিক অবস্থায়:
   $I_B = 0.04\text{ mA}$, $I_C = 0.66\text{ mA}$
   প্রাথমিক প্রবাহ লাভ (Current gain),
   $\beta_1 = \frac{I_C}{I_B} = \frac{0.66}{0.04} = 16.5$

   প্রশ্নমতে, পীঠ প্রবাহের মান দ্বিগুণ করা হলে নতুন পীঠ প্রবাহ,
   $I_B' = 2 \times 0.04\text{ mA} = 0.08\text{ mA}$

   একটি নির্দিষ্ট ট্রানজিস্টরের ক্ষেত্রে এর গঠনগত ধর্মের কারণে প্রবাহ লাভ বা বিবর্ধন গুণক ($\alpha$ বা $\beta$) মূলত একটি নির্দিষ্ট ধ্রুবক প্যারামিটার থাকে। সে অনুযায়ী $\beta$-এর মান অপরিবর্তিত থাকে এবং $I_C$ বৃদ্ধি পেয়ে $I_C' = \beta_1 \times I_B' = 16.5 \times 0.08 = 1.32\text{ mA}$ হয়।

   তবে, যদি নিঃসারক প্রবাহ $I_E$ অপরিবর্তিত ($0.7\text{ mA}$) রাখা হয়, তবে নতুন সংগ্রাহক প্রবাহ হবে:
   $I_C' = I_E - I_B' = 0.7 - 0.08 = 0.62\text{ mA}$
   সেক্ষেত্রে পরিবর্তিত প্রবাহ লাভ,
   $\beta_2 = \frac{I_C'}{I_B'} = \frac{0.62\text{ mA}}{0.08\text{ mA}} = 7.75$
   তাহলে প্রবাহ লাভের হ্রাস ঘটবে: $\Delta\beta = 16.5 - 7.75 = 8.75$।

   অতএব, $I_E$ স্থির বিবেচনা করলে প্রবাহ লাভের মান 16.5 থেকে কমে 7.75 হবে (হ্রাস পাবে 8.75); আর আদর্শ ট্রানজিস্টর প্যারামিটার হিসেবে বিবেচনা করলে প্রবাহ লাভ $\beta$ অপরিবর্তিত (16.5) থাকবে।