2024 A/L Physics Past Paper · Question 06 (Sinhala Medium)

Answer: (3) (A) සහ (C) පමණක් සත්‍ය වේ.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

අපට අවශ්‍ය: මියෝනයක් සඳහා (A), (B), (C) ප්‍රකාශවලින් සත්‍ය වන්නේ කුමක් ද.

එක් එක් අකුරේ තේරුම:

$\mu^-$: මියෝනය, ආරෝපණය $-1$.

$e^-$: ඉලෙක්ට්‍රෝනය.

$\text{MeV/c}^2$: අංශුවක ස්කන්ධය සඳහා භාවිත ඒකකය.

අදාළ න්‍යාය

ෆර්මියෝන වර්ග දෙකක් ඇත. ඒවා නම් ලෙප්ටෝන (leptons) සහ ක්වාර්ක් (quarks) ය. ඉලෙක්ට්‍රෝනය ෆර්මියෝන ගණයට අයත් වන අතර, ප්‍රෝටෝන සහ නියුට්‍රෝන සෑදී ඇත්තේ ක්වාර්ක් තුනක් එකතු වීමෙනි.

ලෙප්ටෝන: e (electron, 0.511 MeV/c², -1), μ (muon, 106 MeV/c², -1)

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

පළමු උද්ධෘතය කියන්නේ ෆර්මියෝන වර්ග දෙකක්, ලෙප්ටෝන සහ ක්වාර්ක්, ඇති බව ය. ප්‍රෝටෝන සහ නියුට්‍රෝන සෑදී ඇත්තේ ක්වාර්ක් තුනක් එකතු වීමෙන් බව ද කියයි. දෙවන උද්ධෘතය මූලික අංශු වගුවෙනි: ඉලෙක්ට්‍රෝනයේ ස්කන්ධය $0.511\ \text{MeV/c}^2$ ය. ඉලෙක්ට්‍රෝනය මෙන් ලෙප්ටෝනයක් වන මියෝනයේ ස්කන්ධය $106\ \text{MeV/c}^2$ ය.

නිදසුනක් ලෙස ගොඩනැගිලි කැට පෙට්ටියක් සිතන්න. සමහර කැට වෙන් කළ නොහැකි තනි කෑලි ය. තවත් ඒවා කුඩා කෑලි තුනක් සවි කර සාදා ඇත.

ඉලෙක්ට්‍රෝනය සහ මියෝනය තනි කෑලි ය. ප්‍රෝටෝනය කෑලි තුනක් සවි කර සාදා ඇත.

තර්කය / ගණනය

එය ලෙප්ටෝනය (lepton) කි.

මූලික අංශු වගුවේ මියෝනය $\mu$ ලෙප්ටෝන අතර, ඉලෙක්ට්‍රෝනය අසල, එම ආරෝපණය $-1$ සමග ඇත. එබැවින් මියෝනය ලෙප්ටෝනයකි.

A

එය ක්වාක් (quark) තුනකින් සෑදී ඇත.

ලෙප්ටෝන සහ ක්වාර්ක් යනු ෆර්මියෝනවල වර්ග දෙක ය. ලෙප්ටෝනයක් තනිවම මූලික අංශුවකි, ක්වාර්ක්වලින් සෑදී නැත. ක්වාර්ක් තුනකින් සෑදෙන්නේ ප්‍රෝටෝනයක් හෝ නියුට්‍රෝනයක් ය. එබැවින් මියෝනය ක්වාර්ක් තුනකින් සෑදී නැත.

B

එහි ස්කන්ධය ඉලෙක්ට්‍රෝනයක ස්කන්ධයට වඩා වැඩි ය.

මියෝනයේ ස්කන්ධය $106\ \text{MeV/c}^2$ ය, ඉලෙක්ට්‍රෝනයේ $0.511\ \text{MeV/c}^2$ ය. $106 \div 0.511$ ආසන්න වශයෙන් $207$ ය. එබැවින් මියෝනය ඉලෙක්ට්‍රෝනයට වඩා ආසන්න වශයෙන් $207$ ගුණයක් බර ය.

C

ප්‍රකාශය (A) සත්‍ය ය, මන්ද මියෝනය වගුවේ ලෙප්ටෝන පේළියේ ඇති බැවිනි.

ප්‍රකාශය (B) අසත්‍ය ය, මන්ද ලෙප්ටෝනයක් ක්වාර්ක්වලින් සෑදී නැති බැවිනි.

ප්‍රකාශය (C) සත්‍ය ය, මන්ද $106\ \text{MeV/c}^2$ යනු $0.511\ \text{MeV/c}^2$ ට වඩා විශාල බැවිනි.

එබැවින් සත්‍ය වන්නේ (A) සහ (C) පමණි.

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

(C) ද සත්‍ය ය: මියෝනය, $106\ \text{MeV/c}^2$, ඉලෙක්ට්‍රෝනයට, $0.511\ \text{MeV/c}^2$, වඩා බර ය.

(B) අසත්‍ය ය: ක්වාර්ක් තුනකින් සෑදෙන්නේ ප්‍රෝටෝනයක් හෝ නියුට්‍රෝනයක් ය, ලෙප්ටෝනයක් නොවේ.

(A) සත්‍ය ය: මියෝනය ලෙප්ටෝනයකි. එබැවින් එය ක්වාර්ක් තුනකින් සෑදී නැත.

(B) අසත්‍ය ය. එබැවින් තුනම සත්‍ය නොවේ. ලෙප්ටෝනයක් ක්වාර්ක්වලින් සෑදී නැත.

නිගමනය

මියෝනය ලෙප්ටෝනයකි. එය ක්වාර්ක්වලින් සෑදී නැත. එය ඉලෙක්ට්‍රෝනයට වඩා බර ය. (A) සහ (C) සත්‍ය ය.

පිළිතුර (3) යි.

මියෝනය බර ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් වැනි ය: එම ආරෝපණය, එම පවුල (ලෙප්ටෝන), ස්කන්ධය ආසන්න වශයෙන් $207$ ගුණයක්.

ක්වාර්ක් තුනකින් සෑදෙන්නේ ප්‍රෝටෝන සහ නියුට්‍රෝන ය, කිසි විටෙක ලෙප්ටෝන නොවේ.

විභාග ඉඟිය