আধানের কোয়ান্টান অনুসারে কোনো বস্তুতে নিচের কোন চার্জ টি থাকা সম্ভব?
আধানের কোয়ান্টান অনুসারে কোনো বস্তুতে নিচের কোন চার্জ টি থাকা সম্ভব?
- 9.4 × 10¹⁹ C (Incorrect)
- 4.6 × 10⁻¹⁹ C (Incorrect)
- 6.2 × 10⁻¹⁹ C (Incorrect)
- 3.2 × 10⁻¹⁹ C (Correct)
আধানের কোয়ান্টান (Quantization of Charge)
আধানের কোয়ান্টান হলো প্রকৃতির একটি মৌলিক নীতি। এই নীতি অনুসারে, কোনো বস্তুর মোট বৈদ্যুতিক আধান (Q) একটি মৌলিক আধানের (e) পূর্ণ সংখ্যার গুণিতক হবে। অর্থাৎ, আধান বিচ্ছিন্ন বা কোয়ান্টাইজড এবং এটি যেকোনো মানের হতে পারে না।
মৌলিক আধান (Elementary Charge)
মৌলিক আধান (e) হলো একটি ইলেকট্রন বা একটি প্রোটনের আধানের পরম মান। এর মান প্রায় 1.6 × 10⁻¹⁹ কুলম্ব (C)।
e ≈ 1.6 × 10⁻¹⁹ C
আধানের কোয়ান্টানের সূত্র
আধানের কোয়ান্টানের সূত্রটি হলো:
Q = ne
যেখানে:
- Q হলো বস্তুর মোট আধান
- n হলো একটি পূর্ণ সংখ্যা (0, ±1, ±2, ±3, ...) যা ইলেকট্রন বা প্রোটনের সংখ্যা নির্দেশ করে
- e হলো মৌলিক আধান (≈ 1.6 × 10⁻¹⁹ C)
বিকল্পগুলোর বিশ্লেষণ
এখন আমরা প্রতিটি বিকল্পের আধানকে মৌলিক আধান দিয়ে ভাগ করে দেখব ভাগফল একটি পূর্ণ সংখ্যা কিনা। যদি ভাগফল পূর্ণ সংখ্যা হয়, তবে সেই আধানটি বস্তুতে থাকা সম্ভব।
- Q = 9.4 × 10¹⁹ C
n = Q / e = (9.4 × 10¹⁹) / (1.6 × 10⁻¹⁹) = 5.875 × 10³⁸
এটি একটি পূর্ণ সংখ্যা নয়।
- Q = 4.6 × 10⁻¹⁹ C
n = Q / e = (4.6 × 10⁻¹⁹) / (1.6 × 10⁻¹⁹) = 2.875
এটি একটি পূর্ণ সংখ্যা নয়।
- Q = 6.2 × 10⁻¹⁹ C
n = Q / e = (6.2 × 10⁻¹⁹) / (1.6 × 10⁻¹⁹) = 3.875
এটি একটি পূর্ণ সংখ্যা নয়।
- Q = 3.2 × 10⁻¹⁹ C
n = Q / e = (3.2 × 10⁻¹⁹) / (1.6 × 10⁻¹⁹) = 2
এটি একটি পূর্ণ সংখ্যা।
সিদ্ধান্ত
যেহেতু বিকল্প D এর আধানকে মৌলিক আধান দিয়ে ভাগ করলে একটি পূর্ণ সংখ্যা পাওয়া যায়, তাই এই আধানটি কোনো বস্তুতে থাকা সম্ভব।
টেবিলের মাধ্যমে উপস্থাপন
বিষয়টি আরও সহজে বোঝার জন্য একটি টেবিলের মাধ্যমে উপস্থাপন করা হলো:
| বিকল্প | আধান (Q) | মৌলিক আধান (e) | n = Q / e | পূর্ণ সংখ্যা? | সম্ভব? |
|---|---|---|---|---|---|
| A | 9.4 × 10¹⁹ C | 1.6 × 10⁻¹⁹ C | 5.875 × 10³⁸ | না | না |
| B | 4.6 × 10⁻¹⁹ C | 1.6 × 10⁻¹⁹ C | 2.875 | না | না |
| C | 6.2 × 10⁻¹⁹ C | 1.6 × 10⁻¹⁹ C | 3.875 | না | না |
| D | 3.2 × 10⁻¹⁹ C | 1.6 × 10⁻¹⁹ C | 2 | হ্যাঁ | হ্যাঁ |
সঠিক উত্তর: D. 3.2 × 10⁻¹⁹ C