বিজ্ঞানী টিমটিম
আজ রাতের আকাশঢাকার আকাশে আজ রাতে কী দেখা যাবে?লাইভ ম্যাপ

এসএসসি পদার্থবিজ্ঞান · অধ্যায় ১৩

আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান ও ইলেকট্রনিক্স

এক কথায়

এই অধ্যায়ের দুই ভাগ। আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানে আছে তেজস্ক্রিয়তা: অস্থিতিশীল নিউক্লিয়াস নিজে থেকে আলফা, বিটা ও গামা রশ্মি ছেড়ে ভাঙে, আর অর্ধায়ু হলো অর্ধেক পরমাণু ভাঙতে লাগা সময়। ইলেকট্রনিক্সে আছে অর্ধপরিবাহী, p-n জাংশন ডায়োড, ট্রানজিস্টর, বাইনারি সংখ্যা ও লজিক গেট, যা দিয়ে আজকের সব ডিজিটাল যন্ত্র চলে।

আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান কী এবং কেন

উনিশ শতকের শেষ পর্যন্ত বিজ্ঞানীরা ভাবতেন নিউটনের বলবিদ্যা আর ম্যাক্সওয়েলের তড়িৎচুম্বকত্ব দিয়েই প্রকৃতির সব কিছু ব্যাখ্যা করা যাবে। কিন্তু ১৮৯৫ সালে রন্টজেন এক্স-রে আবিষ্কার করলেন, ১৮৯৬ সালে বেকেরেল দেখলেন ইউরেনিয়াম লবণ অন্ধকারেও ফটোগ্রাফিক প্লেট কালো করে দেয়। এসব ঘটনা পুরোনো তত্ত্ব দিয়ে ব্যাখ্যা করা গেল না।

বিশ শতকের শুরু থেকে আপেক্ষিকতা তত্ত্ব, কোয়ান্টাম তত্ত্ব ও নিউক্লীয় পদার্থবিজ্ঞান মিলে যে নতুন জ্ঞান গড়ে উঠল, তাকেই আমরা আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান বলি। এই অধ্যায়ে আমরা তার একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ, তেজস্ক্রিয়তা, এবং সেই জ্ঞান থেকে জন্ম নেওয়া ইলেকট্রনিক্স শিখব।

তেজস্ক্রিয়তা: নিউক্লিয়াস যখন নিজে ভাঙে

কিছু ভারী মৌলের নিউক্লিয়াস অস্থিতিশীল। এরা বাইরের কোনো চাপ, তাপ বা রাসায়নিক বিক্রিয়া ছাড়াই নিজে থেকে ভেঙে অদৃশ্য রশ্মি ছাড়ে এবং অন্য মৌলের নিউক্লিয়াসে পরিণত হয়। এই স্বতঃস্ফূর্ত ঘটনাকে তেজস্ক্রিয়তা বলে। ১৮৯৬ সালে হেনরি বেকেরেল এটি আবিষ্কার করেন; পরে মেরি কুরি ও পিয়ের কুরি পোলোনিয়াম ও রেডিয়াম আবিষ্কার করেন।

তেজস্ক্রিয়তা সম্পূর্ণ নিউক্লীয় ঘটনা। তাই তাপমাত্রা, চাপ বা মৌলটি কোন যৌগে আছে, এসব বদলালেও ভাঙনের হার বদলায় না। সাধারণত যেসব মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা ৮২-এর বেশি, তারা প্রাকৃতিকভাবে তেজস্ক্রিয়, যেমন ইউরেনিয়াম, থোরিয়াম, রেডিয়াম।

  • তেজস্ক্রিয়তার একক বেকেরেল (Bq): প্রতি সেকেন্ডে একটি নিউক্লিয়াস ভাঙলে সক্রিয়তা ১ Bq।
  • পুরোনো একক কুরি (Ci): 1 Ci = 3.7 × 10^10 Bq।

আলফা, বিটা ও গামা রশ্মি

তেজস্ক্রিয় পদার্থ থেকে তিন ধরনের রশ্মি বের হয়। চৌম্বক বা তড়িৎক্ষেত্রের ভেতর দিয়ে পাঠালে এরা তিন দিকে আলাদা হয়ে যায়, কারণ এদের আধান আলাদা।

  • আলফা (α) কণা: আসলে হিলিয়াম নিউক্লিয়াস, দুটি প্রোটন ও দুটি নিউট্রন। আধান +2e, ভর প্রায় 4u। আয়নিত করার ক্ষমতা সবচেয়ে বেশি, ভেদন ক্ষমতা সবচেয়ে কম; এক টুকরো কাগজ বা কয়েক সেন্টিমিটার বাতাসেই থেমে যায়।
  • বিটা (β) কণা: নিউক্লিয়াস থেকে বের হওয়া দ্রুতগামী ইলেকট্রন, আধান −e। আয়নায়ন ক্ষমতা মাঝারি, ভেদন ক্ষমতা মাঝারি; কয়েক মিলিমিটার পুরু অ্যালুমিনিয়াম পাত একে থামায়।
  • গামা (γ) রশ্মি: উচ্চ শক্তির তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ, কোনো আধান বা ভর নেই, চলে আলোর বেগে। ভেদন ক্ষমতা সবচেয়ে বেশি; থামাতে পুরু সিসা বা কংক্রিট লাগে। তড়িৎ বা চৌম্বক ক্ষেত্রে বাঁকে না।

α নিঃসরণ: ভর সংখ্যা 4 কমে, পারমাণবিক সংখ্যা 2 কমে

β নিঃসরণ: ভর সংখ্যা অপরিবর্তিত, পারমাণবিক সংখ্যা 1 বাড়ে

γ নিঃসরণ: ভর সংখ্যা ও পারমাণবিক সংখ্যা দুটোই অপরিবর্তিত

উদাহরণ: U-238 (Z = 92) → Th-234 (Z = 90) + α

অর্ধায়ু: অর্ধেক হতে কত সময়

কোন একটি নির্দিষ্ট নিউক্লিয়াস কখন ভাঙবে তা আগে থেকে বলা যায় না, এটি সম্ভাবনার ব্যাপার। কিন্তু অনেক পরমাণু একসাথে থাকলে একটি নির্দিষ্ট সময়ে প্রায় ঠিক অর্ধেক ভেঙে যায়। যে সময়ে কোনো তেজস্ক্রিয় পদার্থের মোট পরমাণুর অর্ধেক ভেঙে যায়, তাকে ওই পদার্থের অর্ধায়ু (half-life) বলে।

অর্ধায়ু একেক মৌলের একেক রকম: পোলোনিয়াম-214 এর মাত্র প্রায় 164 মাইক্রোসেকেন্ড, আয়োডিন-131 এর প্রায় 8 দিন, কার্বন-14 এর প্রায় 5730 বছর, আর ইউরেনিয়াম-238 এর প্রায় 4.5 বিলিয়ন বছর। n টি অর্ধায়ু পার হলে মূল পরমাণুর মাত্র (1/2)^n অংশ অবশিষ্ট থাকে।

N = N0 × (1/2)^n

n = t / T½

তেজস্ক্রিয়তার ব্যবহার ও সাবধানতা

তেজস্ক্রিয় রশ্মি জীবকোষের ক্ষতি করতে পারে, আবার ঠিকভাবে ব্যবহার করলে জীবন বাঁচাতেও পারে। তাই এর ব্যবহার কঠোর নিয়মে হয়।

  • চিকিৎসা: কোবাল্ট-60 এর গামা রশ্মি দিয়ে ক্যান্সার কোষ ধ্বংস (রেডিওথেরাপি); আয়োডিন-131 দিয়ে থাইরয়েড রোগ নির্ণয় ও চিকিৎসা।
  • জীবাণুমুক্তকরণ: গামা রশ্মি দিয়ে সিরিঞ্জ, অস্ত্রোপচারের যন্ত্র ও কিছু খাদ্য জীবাণুমুক্ত করা হয়।
  • বয়স নির্ণয়: কার্বন-14 দিয়ে প্রাচীন হাড়, কাঠ বা কাপড়ের বয়স বের করা হয় (রেডিওকার্বন ডেটিং)।
  • কৃষি ও শিল্প: বীজের নতুন জাত তৈরি, পাইপের ছিদ্র খোঁজা, কাগজ বা ধাতব পাতের পুরুত্ব মাপা।
  • বিদ্যুৎ উৎপাদন: নিউক্লীয় বিদ্যুৎকেন্দ্রে ইউরেনিয়াম-235 এর নিউক্লীয় ফিশন থেকে তাপ পাওয়া যায়।
  • সাবধানতা: তেজস্ক্রিয় উৎস সিসার পাত্রে রাখা, দূরত্ব বজায় রাখা, কম সময় কাছে থাকা এবং ডোসিমিটার ব্যবহার করা।

অর্ধপরিবাহী: পরিবাহী আর অন্তরকের মাঝামাঝি

তামার মতো পরিবাহীতে প্রচুর মুক্ত ইলেকট্রন থাকে, কাচ বা রাবারের মতো অন্তরকে প্রায় থাকেই না। সিলিকন (Si) ও জার্মেনিয়াম (Ge) এর মতো কিছু পদার্থের পরিবাহিতা এই দুইয়ের মাঝামাঝি; এদের অর্ধপরিবাহী বলে। এদের বিশেষত্ব হলো তাপমাত্রা বাড়লে রোধ কমে, যা ধাতুর ঠিক উল্টো।

বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীকে অন্তর্জাত (intrinsic) অর্ধপরিবাহী বলে। এতে সামান্য পরিমাণ অপদ্রব্য মেশানোকে ডোপিং বলে, এবং তখন এটি বহির্জাত (extrinsic) অর্ধপরিবাহী হয়।

  • n-টাইপ: সিলিকনে পঞ্চযোজী অপদ্রব্য (যেমন ফসফরাস, আর্সেনিক) মেশালে অতিরিক্ত মুক্ত ইলেকট্রন তৈরি হয়; সংখ্যাগুরু বাহক ইলেকট্রন।
  • p-টাইপ: ত্রিযোজী অপদ্রব্য (যেমন বোরন, অ্যালুমিনিয়াম, গ্যালিয়াম) মেশালে ইলেকট্রনের ঘাটতি বা হোল তৈরি হয়; সংখ্যাগুরু বাহক হোল।
  • মনে রাখো: n-টাইপ বা p-টাইপ দুটোই সামগ্রিকভাবে তড়িৎ নিরপেক্ষ।

p-n জাংশন ডায়োড ও ট্রানজিস্টর

একটি p-টাইপ ও একটি n-টাইপ অর্ধপরিবাহী জুড়ে দিলে p-n জাংশন বা ডায়োড তৈরি হয়। সংযোগস্থলে একটি পাতলা নিঃশেষিত স্তর (depletion layer) তৈরি হয়। p প্রান্ত ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্তে যুক্ত করলে (সম্মুখী ঝোঁক বা forward bias) বাধা কমে এবং তড়িৎ প্রবাহিত হয়। উল্টো যুক্ত করলে (বিমুখী ঝোঁক বা reverse bias) বাধা বাড়ে এবং প্রায় কোনো প্রবাহ হয় না। অর্থাৎ ডায়োড তড়িৎকে একমুখে চলতে দেয়।

এই গুণের কারণে ডায়োড দিয়ে পরিবর্তী প্রবাহ (AC) কে একমুখী প্রবাহে (DC) রূপান্তর করা যায়; একে রেক্টিফিকেশন বলে। মোবাইল চার্জারের ভেতরে ঠিক এই কাজই হয়। আলো নিঃসারী ডায়োড বা LED সম্মুখী ঝোঁকে আলো দেয়।

ট্রানজিস্টর তিন স্তরের অর্ধপরিবাহী যন্ত্র, n-p-n অথবা p-n-p। এর তিনটি প্রান্ত: নিঃসারক (emitter), পীঠ (base) ও সংগ্রাহক (collector)। পীঠে খুব সামান্য প্রবাহ বদলালে সংগ্রাহকে অনেক বড় প্রবাহ বদলায়। তাই ট্রানজিস্টর বিবর্ধক (amplifier) ও সুইচ হিসেবে কাজ করে। ১৯৪৭ সালে বেল ল্যাবরেটরিজে এটি উদ্ভাবিত হয়।

IE = IB + IC

ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্স: বাইনারি সংখ্যা

অ্যানালগ সংকেত নিরবচ্ছিন্নভাবে বদলায়, যেমন থার্মোমিটারের পারদ। ডিজিটাল সংকেতের মাত্র দুটি অবস্থা: চালু (1) বা বন্ধ (0)। তাই কম্পিউটার বাইনারি বা দ্বিমিক সংখ্যা পদ্ধতি ব্যবহার করে, যার ভিত্তি 2 এবং অঙ্ক শুধু 0 ও 1। দশমিক পদ্ধতির ভিত্তি 10।

দশমিক থেকে বাইনারি করতে সংখ্যাটিকে বারবার 2 দিয়ে ভাগ করে ভাগশেষগুলো নিচ থেকে উপরে পড়তে হয়। বাইনারি থেকে দশমিক করতে প্রতিটি অঙ্ককে 2 এর স্থানীয় ঘাত দিয়ে গুণ করে যোগ করতে হয়।

(1011)₂ = 1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰ = 8 + 0 + 2 + 1 = (11)₁₀

লজিক গেট: ছোট সিদ্ধান্ত, বড় কম্পিউটার

লজিক গেট এমন ইলেকট্রনিক বর্তনী যা এক বা একাধিক বাইনারি ইনপুট নিয়ে একটি নির্দিষ্ট নিয়মে একটি আউটপুট দেয়। কোটি কোটি ট্রানজিস্টর দিয়ে তৈরি লজিক গেটই কম্পিউটারের প্রসেসরের ভিত্তি।

  • OR গেট: যেকোনো একটি ইনপুট 1 হলেই আউটপুট 1। Y = A + B
  • AND গেট: সব ইনপুট 1 হলেই কেবল আউটপুট 1। Y = A · B
  • NOT গেট: একটি ইনপুট, আউটপুট ঠিক উল্টো। Y = A'
  • NAND ও NOR গেট: যথাক্রমে AND ও OR এর আউটপুট উল্টে দিলে পাওয়া যায়; এদের সর্বজনীন গেট বলে, কারণ শুধু এগুলো দিয়েই যেকোনো গেট বানানো যায়।

সমাধান করা অংক

উদাহরণ ১: একটি তেজস্ক্রিয় পদার্থের অর্ধায়ু 8 দিন। শুরুতে 160 g থাকলে 32 দিন পর কত গ্রাম অবশিষ্ট থাকবে?

  1. অর্ধায়ুর সংখ্যা n = t / T½ = 32 / 8 = 4
  2. N = N0 × (1/2)^n = 160 × (1/2)^4 = 160 / 16
  3. N = 10 g

উত্তর: 10 g অবশিষ্ট থাকবে।

উদাহরণ ২: ইউরেনিয়াম-238 (পারমাণবিক সংখ্যা 92) থেকে একটি আলফা কণা ও তারপর দুটি বিটা কণা নির্গত হলে নতুন নিউক্লিয়াসের ভর সংখ্যা ও পারমাণবিক সংখ্যা কত?

  1. একটি α নিঃসরণ: ভর সংখ্যা 238 − 4 = 234, পারমাণবিক সংখ্যা 92 − 2 = 90
  2. দুটি β নিঃসরণ: ভর সংখ্যা অপরিবর্তিত 234, পারমাণবিক সংখ্যা 90 + 2 = 92

উত্তর: ভর সংখ্যা 234, পারমাণবিক সংখ্যা 92 (ইউরেনিয়াম-234, মূল মৌলের আইসোটোপ)।

উদাহরণ ৩: (25)₁₀ কে বাইনারিতে রূপান্তর করো এবং যাচাই করো।

  1. 25 ÷ 2 = 12, ভাগশেষ 1
  2. 12 ÷ 2 = 6, ভাগশেষ 0
  3. 6 ÷ 2 = 3, ভাগশেষ 0
  4. 3 ÷ 2 = 1, ভাগশেষ 1
  5. 1 ÷ 2 = 0, ভাগশেষ 1
  6. নিচ থেকে উপরে পড়লে 11001
  7. যাচাই: 16 + 8 + 0 + 0 + 1 = 25

উত্তর: (25)₁₀ = (11001)₂

উদাহরণ ৪: একটি ট্রানজিস্টরে নিঃসারক প্রবাহ 10 mA এবং পীঠ প্রবাহ 0.2 mA। সংগ্রাহক প্রবাহ কত?

  1. IE = IB + IC
  2. IC = IE − IB = 10 − 0.2

উত্তর: IC = 9.8 mA

বহুনির্বাচনী প্রশ্ন (MCQ)

  1. ১. তেজস্ক্রিয়তা কে আবিষ্কার করেন?

    • ক) রন্টজেন
    • খ) হেনরি বেকেরেল
    • গ) রাদারফোর্ড
    • ঘ) আইনস্টাইন
    উত্তর দেখো

    উত্তর: খ) হেনরি বেকেরেল — ১৮৯৬ সালে ইউরেনিয়াম লবণ নিয়ে কাজ করতে গিয়ে বেকেরেল তেজস্ক্রিয়তা আবিষ্কার করেন। রন্টজেন আবিষ্কার করেন এক্স-রে।

  2. ২. কোন রশ্মির ভেদন ক্ষমতা সবচেয়ে বেশি?

    • ক) আলফা
    • খ) বিটা
    • গ) গামা
    • ঘ) সব সমান
    উত্তর দেখো

    উত্তর: গ) গামা — গামা রশ্মি আধানহীন তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ, তাই পদার্থের সাথে কম মিথস্ক্রিয়া করে অনেক দূর ভেদ করে।

  3. ৩. আলফা কণা আসলে কী?

    • ক) ইলেকট্রন
    • খ) প্রোটন
    • গ) নিউট্রন
    • ঘ) হিলিয়াম নিউক্লিয়াস
    উত্তর দেখো

    উত্তর: ঘ) হিলিয়াম নিউক্লিয়াস — আলফা কণায় দুটি প্রোটন ও দুটি নিউট্রন থাকে, যা হিলিয়াম নিউক্লিয়াসের সমান।

  4. ৪. একটি বিটা কণা নির্গত হলে নিউক্লিয়াসের পারমাণবিক সংখ্যা—

    • ক) 1 কমে
    • খ) 1 বাড়ে
    • গ) 2 কমে
    • ঘ) অপরিবর্তিত থাকে
    উত্তর দেখো

    উত্তর: খ) 1 বাড়ে — বিটা নিঃসরণে একটি নিউট্রন প্রোটনে পরিণত হয়, তাই পারমাণবিক সংখ্যা 1 বাড়ে, ভর সংখ্যা একই থাকে।

  5. ৫. একটি পদার্থের অর্ধায়ু 2 ঘণ্টা। 6 ঘণ্টা পর মূল পদার্থের কত অংশ থাকবে?

    • ক) 1/2
    • খ) 1/4
    • গ) 1/6
    • ঘ) 1/8
    উত্তর দেখো

    উত্তর: ঘ) 1/8 — n = 6/2 = 3, অবশিষ্ট = (1/2)^3 = 1/8।

  6. ৬. সিলিকনে ফসফরাস মেশালে কোন অর্ধপরিবাহী তৈরি হয়?

    • ক) p-টাইপ
    • খ) n-টাইপ
    • গ) অন্তর্জাত
    • ঘ) অন্তরক
    উত্তর দেখো

    উত্তর: খ) n-টাইপ — ফসফরাস পঞ্চযোজী, তাই অতিরিক্ত মুক্ত ইলেকট্রন দেয় এবং n-টাইপ অর্ধপরিবাহী তৈরি হয়।

  7. ৭. AC কে DC তে রূপান্তরে কোনটি ব্যবহৃত হয়?

    • ক) ট্রান্সফরমার
    • খ) ডায়োড
    • গ) রোধক
    • ঘ) লজিক গেট
    উত্তর দেখো

    উত্তর: খ) ডায়োড — ডায়োড কেবল সম্মুখী ঝোঁকে প্রবাহ চলতে দেয়, তাই একে রেক্টিফায়ার হিসেবে ব্যবহার করা হয়।

  8. ৮. AND গেটের দুটি ইনপুট A = 1 ও B = 0 হলে আউটপুট কত?

    • ক) 0
    • খ) 1
    • গ) 2
    • ঘ) অনির্ধারিত
    উত্তর দেখো

    উত্তর: ক) 0 — AND গেটে সব ইনপুট 1 হলেই আউটপুট 1; এখানে B = 0, তাই Y = 1 · 0 = 0।

সৃজনশীল প্রশ্ন

উদ্দীপক: একটি হাসপাতালের নিউক্লিয়ার মেডিসিন বিভাগে রোগীর থাইরয়েড পরীক্ষার জন্য 80 mg আয়োডিন-131 আনা হলো, যার অর্ধায়ু 8 দিন। উৎসটি পুরু সিসার পাত্রে রাখা হয়েছে এবং কর্মীরা ডোসিমিটার পরে কাজ করেন।

  • ক) অর্ধায়ু কাকে বলে?
  • খ) তেজস্ক্রিয় উৎস সিসার পাত্রে রাখা হয় কেন? ব্যাখ্যা করো।
  • গ) 24 দিন পর কত mg আয়োডিন-131 অবশিষ্ট থাকবে? নির্ণয় করো।
  • ঘ) চিকিৎসায় তেজস্ক্রিয়তার ব্যবহার উপকারী না ক্ষতিকর? উদ্দীপকের আলোকে বিশ্লেষণ করো।
উত্তর দেখো
  1. যে সময়ে কোনো তেজস্ক্রিয় পদার্থের মোট পরমাণুর অর্ধেক ভেঙে যায়, তাকে ওই পদার্থের অর্ধায়ু বলে।
  2. তেজস্ক্রিয় উৎস থেকে গামা রশ্মি বের হতে পারে, যার ভেদন ক্ষমতা খুব বেশি এবং যা জীবকোষের ক্ষতি করে। সিসা উচ্চ ঘনত্বের ধাতু, পুরু সিসা এই রশ্মিকে শোষণ করে থামায়। তাই চারপাশের মানুষকে রক্ষা করতে উৎস সিসার পাত্রে রাখা হয়।
  3. n = 24 / 8 = 3; N = 80 × (1/2)^3 = 80 / 8 = 10 mg। অর্থাৎ 24 দিন পর 10 mg আয়োডিন-131 থাকবে।
  4. তেজস্ক্রিয় রশ্মি কোষের DNA ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে, তাই অনিয়ন্ত্রিত সংস্পর্শ ক্ষতিকর। কিন্তু উদ্দীপকে আয়োডিন-131 এর অর্ধায়ু মাত্র 8 দিন, ফলে শরীরে বেশি দিন থাকে না; থাইরয়েড এটি শোষণ করে বলে রোগ নির্ণয় ও চিকিৎসা নির্ভুলভাবে করা যায়। সিসার পাত্র ও ডোসিমিটারের মতো সাবধানতা ঝুঁকি কমায়। তাই নিয়ম মেনে নিয়ন্ত্রিত মাত্রায় ব্যবহার করলে চিকিৎসায় তেজস্ক্রিয়তা উপকারী, এর লাভ ঝুঁকির চেয়ে অনেক বেশি।

উদ্দীপক: রাফি একটি বর্তনীতে ব্যাটারি, একটি p-n জাংশন ডায়োড ও একটি বাতি সিরিজে যুক্ত করল। প্রথমে ডায়োডের p প্রান্ত ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্তে যুক্ত থাকায় বাতি জ্বলল। পরে সংযোগ উল্টে দিলে বাতি নিভে গেল। তার বোন দুটি সুইচ A ও B দিয়ে এমন একটি বর্তনী বানাল, যেখানে দুটি সুইচই চালু থাকলে কেবল বাতি জ্বলে।

  • ক) ডোপিং কী?
  • খ) n-টাইপ অর্ধপরিবাহী তড়িৎ নিরপেক্ষ কেন? ব্যাখ্যা করো।
  • গ) সংযোগ উল্টালে বাতি নিভে গেল কেন? ব্যাখ্যা করো।
  • ঘ) রাফির বোনের বর্তনীটি কোন লজিক গেটের মতো কাজ করে? সত্যক সারণির সাহায্যে বিশ্লেষণ করো।
উত্তর দেখো
  1. বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীর পরিবাহিতা বাড়াতে এতে খুব সামান্য পরিমাণ নিয়ন্ত্রিত অপদ্রব্য মেশানোকে ডোপিং বলে।
  2. n-টাইপ অর্ধপরিবাহীতে পঞ্চযোজী অপদ্রব্যের প্রতিটি পরমাণু নিজেই নিরপেক্ষ; এটি যে অতিরিক্ত ইলেকট্রন দেয়, তার সমান ধনাত্মক আধান নিউক্লিয়াসে থেকে যায়। মোট ধনাত্মক ও ঋণাত্মক আধান সমান বলে পুরো পদার্থ তড়িৎ নিরপেক্ষ থাকে।
  3. প্রথমে ডায়োড সম্মুখী ঝোঁকে ছিল, নিঃশেষিত স্তর পাতলা হয়ে প্রবাহ চলেছিল। সংযোগ উল্টালে ডায়োড বিমুখী ঝোঁকে চলে যায়; নিঃশেষিত স্তর চওড়া হয়ে বাধা বেড়ে যায় এবং প্রায় কোনো প্রবাহ চলে না। তাই বাতি নিভে যায়।
  4. দুটি সুইচ সিরিজে থাকলে দুটিই চালু (1) হলে কেবল বাতি জ্বলে (1)। সত্যক সারণি: A=0,B=0 → Y=0; A=0,B=1 → Y=0; A=1,B=0 → Y=0; A=1,B=1 → Y=1। এটি হুবহু AND গেটের আচরণ, Y = A · B। তাই বর্তনীটি AND গেটের মতো কাজ করে।

বাস্তব জীবনে মজার যোগসূত্র

তোমার শরীর নিজেই একটু তেজস্ক্রিয়! খাবারের সাথে আসা পটাশিয়াম-40 আর কার্বন-14 এর কারণে একজন প্রাপ্তবয়স্ক মানুষের শরীরে প্রতি সেকেন্ডে কয়েক হাজার নিউক্লিয়াস ভাঙে। ভয়ের কিছু নেই, মাত্রা খুবই কম। আর পকেটের ফোনের চিপে আছে শত শত কোটি ট্রানজিস্টর, প্রতিটি একটি ক্ষুদ্র সুইচ, যা প্রতি সেকেন্ডে শতকোটি বার চালু-বন্ধ হয়।

প্রশ্ন ও উত্তর

তেজস্ক্রিয়তা কি তাপ দিয়ে বাড়ানো বা কমানো যায়?

না। তেজস্ক্রিয়তা নিউক্লীয় ঘটনা, তাই তাপমাত্রা, চাপ বা রাসায়নিক অবস্থা বদলালে এর হার বদলায় না।

অর্ধায়ু দ্বিগুণ সময় পার হলে কি পুরো পদার্থ শেষ হয়ে যায়?

না। দুটি অর্ধায়ু পর এক-চতুর্থাংশ থাকে, তিনটি পর এক-অষ্টমাংশ। প্রতিবার বাকি অংশের অর্ধেক ভাঙে।

অর্ধপরিবাহীতে তাপমাত্রা বাড়লে রোধ কমে কেন?

তাপে আরও বেশি ইলেকট্রন বন্ধন ছিঁড়ে মুক্ত হয় এবং হোল তৈরি হয়, ফলে আধান বাহকের সংখ্যা বাড়ে ও রোধ কমে।

সর্বজনীন গেট কোনগুলো?

NAND ও NOR গেট। শুধু এদের যেকোনো একটি দিয়েই OR, AND, NOT সহ সব গেট তৈরি করা যায়।

ট্রানজিস্টর কীভাবে সুইচের কাজ করে?

পীঠে প্রবাহ না দিলে সংগ্রাহক-নিঃসারক পথে প্রায় প্রবাহ চলে না (বন্ধ), পর্যাপ্ত পীঠ প্রবাহ দিলে বড় প্রবাহ চলে (চালু)।

আরও পড়ো

সূত্র: NCTB নবম-দশম শ্রেণি পদার্থবিজ্ঞান পাঠ্যবই, অধ্যায় ১৩: আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান ও ইলেকট্রনিক্স · OpenStax College Physics 2e, Chapter 31: Radioactivity and Nuclear Physics · U.S. NRC: Radiation Basics