কোনো তেজস্ক্রিয় মৌলের প্রাথমিক পরমাণুর সংখ্যা No । কত সময় পর N সংখ্যক পরমাণু অবশিষ্ট থাকবে?
পদার্থবিজ্ঞান দ্বিতীয় পত্রপরমাণুর মডেল ও নিউক্লিয়ার পদার্থবিজ্ঞানপরমাণুর আকার, শক্তি ও ব্যাসার্ধ (Topic Practice)
সঠিক উত্তরঃ
C.
t = 1/ λIn (-N/N_O)
Another Explanation (5): প্রশ্নে দেওয়া হয়েছে যে, কোনো তেজস্ক্রিয় মৌলের প্রাথমিক পরমাণুর সংখ্যা \(N_0\)। এবং এটি জানতে চাওয়া হয়েছে কত সময় পরে মোট পরমাণুর সংখ্যা \(N\) থাকবে।
প্রতিরোধের নিয়ম অনুযায়ী, তেজস্ক্রিয় মৌলের পরমাণু সংখ্যা সময়ের সাথে হ্রাস পায় এক্সপোনেনশিয়ালভাবে। এর সমীকরণ হচ্ছে:
\[
N = N_0 e^{-\lambda t}
\]
যেখানে:
- \(N_0\) = প্রাথমিক পরমাণুর সংখ্যা
- \(N\) = সময়ে অবশিষ্ট পরমাণুর সংখ্যা
- \(\lambda\) = অর্ধ-জীবনের হার বা ভাঙ্গনের হার
- \(t\) = সময়
আমরা এই সমীকরণ থেকে \(t\) নির্ণয় করব:
\[
\begin{aligned}
N &= N_0 e^{-\lambda t} \\
\Rightarrow \frac{N}{N_0} &= e^{-\lambda t} \\
\Rightarrow \ln \left( \frac{N}{N_0} \right) &= -\lambda t \\
\Rightarrow t &= -\frac{1}{\lambda} \ln \left( \frac{N}{N_0} \right)
\end{aligned}
\]
এখানে, উপরের সমীকরণে \(\frac{N}{N_0}\) অংশটি দিয়ে লেখা যেতে পারে:
\[
t = -\frac{1}{\lambda} \ln \left( \frac{N}{N_0} \right)
\]
অথবা, সমীকরণটি আরও সাধারণভাবে লেখা যায়:
\[
t = \frac{1}{\lambda} \ln \left( -\frac{N}{N_0} \right)
\]
তবে, যেহেতু লোগারিদমের ভিতরে নেতিবাচক মান আসছে না, তাই মূল সমীকরণটি হলো:
t = \frac{1}{\lambda} \ln \left( \frac{N_0}{N} \right)
অর্থাৎ, একটি সাধারণ এবং পরিষ্কার সমাধান হলো:
t = \frac{1}{\lambda} \ln \left( \frac{N_0}{N} \right)