=== Image 1 === AL/2010/01-S-II(B) සියලු ම හිමිකම් ඇවිරිණි] முழுப் பதிப்புரிமையுடையது] All Rights Reserved] 1. Evolu -8- දෙපාරිකමේන්තුව ශ්‍රී ලංකා විභාග සාර්තමේන්තුව ශ්‍රී ලංකා විභාග දෙපාර්තයේ න්නුව ශ්‍රී ලංකා විභාග දෙපාර්තමේ Department ar Examinations Sri Lannkuna [H කරේ. එකෙන්නේ hariයේ විභාග දෙපාපත teles, firmlant ශ්‍රී ලංකා විභාග දෙපාර්තමේන්තුව පුතා විභාග දෙපාරතමේන්තුව ශ්‍රී ලංකා විශා Denartme of aminations SriLanka Department of Exami සරල සංගීතයය frieswadenuh Department of Examinations, Sri Lankanlish Punn 01]S II Department of Examinations Sri Lanka Department of Examinations SnLanka Department of Examinations Sri Lanka. අධ්‍යයන පොදු සහතික පත්‍ර (උසස් පෙළ) විභාගය, 2010 අගෝස්ත கல்விப் பொதுத் தராதரப் பத்திர(உயர் தர)ப் பரீட்சை, 2010 ஓகஸ்ற் General Certificate of Education (Adv. Level) Examination, August 2010 භෞතික විද්‍යාව பௌதிகவியல் Physics II II II B කොටස රචනා ප්‍රශ්න හතරකට පමණක් පිළිතුරු සපයන්න. (g = 10 N kg-¹) ස්කන්ධය M හා දිග L වන සමචතුරස්‍රාකාර හරස්කඩක් ඇති ඒකාකාර AB දණ්ඩක් 1 රූපයේ පෙන්වා ඇති පරිදි ඝර්ෂණයෙන් තොර තිරස් පෘෂ්ඨයක් මත තබා ඇත. දණ්ඩේ ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය (G) හරහා යන පෘෂ්ඨයට ලම්බ අක්ෂයක් වටා එහි අවස්ථිති ඝූර්ණය I වේ. බැමුමකින් තොරව දණ්ඩට ලම්බව පෘෂ්ඨය දිගේ o ප්‍රවේගයකින් ගමන් කරන ස්කන්ධය m වන බෝලයක් දණ්ඩේ ගැටෙයි. බෝලය ගැටීම නිසා දණ්ඩේ ඇතිවන චලිතය දණ්ඩේ ගුරුත්ව කේන්ද්‍රයේ රේඛීය චලිතය සහ එහි ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය වටා දණ්ඩේ භ්‍රමණය ඇසුරෙන් හැදෑරිය හැකි ය. දණ්ඩ නොපෙරළෙන්නේයැයි සලකන්න. ගැටුමෙන් පසු බෝලය එම වේගයෙන් ම ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට වාංගු වේ. බෝලය ගැටීම නිසා දණ්ඩේ සිදුවන රේඛීය චලිතය පළමුවෙන් සලකන්න. x තිරස් 8 (1) රූපය L (a) (i) ගැටුමට පෙර බෝලයේ රේඛීය ගම්‍යතාව සඳහා ප්‍රකාශනයක් ලියා දක්වන්න. (ii) දණ්ඩේ රේඛීය චලිතය පමණක් සලකා ගැටුමෙන් පසු දණ්ඩේ ප්‍රවේගය V සඳහා ප්‍රකාශනයක් ලබා ගන්න. (b) දැන් දණ්ඩේ ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය වටා එහි භ්‍රමණ චලිතය සලකන්න. (i) බෝලය දණ්ඩේ ගුරුත්ව කේන්ද්‍රයේ සිට x දුරකින් ගැටෙයි නම් ගැටුමට පෙර දණ්ඩේ ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය වටා බෝලයේ කෝණික ගම්‍යතාව සඳහා ප්‍රකාශනයක් ලියා දක්වන්න. (ii) ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය වටා දණ්ඩේ භ්‍රමණ චලිතය පමණක් සලකා ගැටුමෙන් පසු ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය වටා දණ්ඩේ කෝණික ප්‍රවේගය @ සඳහා ප්‍රකාශනයක් ලබා ගන්න. (c) (i) ඉහත (b)(ii) හි ලබාගත් ප්‍රකාශනය භාවිත කොට දණ්ඩේ භ්‍රමණය නිසා දණ්ඩේ A කෙළවරේ රේඛීය ප්‍රවේගය f සඳහා ප්‍රකාශනයක් ලියා දක්වන්න. (ii) V සහ D හි දිශා එකම ද? නැත්නම් ප්‍රතිවිරුද්ධ ද? (iii) x හි x නම් එක්තරා අගයක් සඳහා දණ්ඩි චලිත වීම ආරම්භ වන විට දණ්ඩි A කෙළවර නිසලව පවතියි. X සඳහා ප්‍රකාශනයක් ව්‍යුත්පන්න කරන්න. · ML (d) දණ්ඩේ ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය වටා එහි අවස්ථිති ඝූර්ණය 1, H= = Mගී මගින් සදනු ලැබේ. 12 L = 0.6 m නම් ඉහත (c) (iii) හි ලබාගත් x, සඳහා අගය නිර්ණය කරන්න. (e) ටෙනිස් පිත්තක් එහි මිටෙන් අල්ලාගෙන සිටින ක්‍රීඩකයකු සලකා බලන්න. (2 රූපය බලන්න.) පිත්තෙහි ගුරුත්ව කේන්ද්‍රයේ සිට x, දුරකින් පිහිටි විශේෂ ලක්ෂ්‍යයේ බෝලය වැදුණු විට ක්‍රීඩකයාගේ අත්ල මත බලයක් ජනිත නොවන අතර එමගින් අත්ල මත දැනෙන වේදනාව අවම වේ. (i) x>x (ii) x 100 um) සිරස් දිගක් සහිතව වාතය හරහා නියත වේගයකින් සිරස්ව වැටෙන වැහි බින්දුවක් සලකන්න. වායුගෝලීය පීඩනය (II) සහ වාතයේ ඝනත්වය නියතව පවතීයැයි උපකල්පනය කරන්න. බින්දුවේ ඉහළ කෙළවරේ වක්‍රතා අරය R, ලෙස ද පහළ කෙළවරේ වක්‍රතා අරය R, ලෙස ද ගන්න. (i) ජල බින්දුවේ ඉහළ කෙළවරට යන්තම් පහළින් පිහිටි ලක්ෂ්‍යයක පීඩනය P (> IT) නම්, R, සහ ජලයේ පෘෂ්ඨික ආතතිය (1) ඇසුරෙන් (P;− IT) සඳහා ප්‍රකාශනයක් ලියන්න. (ii) වැහි බින්දුවේ පහළ කෙළවරට යන්තමින් ඉහළින් පිහිටි ලක්ෂ්‍යයක පීඩනය කුමක් ද? ඔබේ පිළිතුර P, h, ජලයේ ඝනත්වය (p ) සහ ගුරුත්වජ ත්වරණය f ඇසුරෙන් ප්‍රකාශ කරන්න. (iii) R, > R, බව පෙන්වන්න. - (iv) සිරස් දිග h = 4 mm වන වැහි බින්දුවක් සඳහා (R, – R,) හි අගය ගණනය කරන්න. මෙම අවස්ථාව සඳහා R,R, = 4 × 10^ m‍් ලෙස ගන්න. ජලයේ පෘෂ්ඨික ආතතිය 7.5 × 10−2 N m−' වේ. (d) වැහි බින්දුව තුළ උපරිම ද්‍රවස්ථිති පීඩනය බින්දුවේ පහළ පෘෂ්ඨයේ පෘෂ්ඨික ආතතිය නිසා ඇති වන පීඩන වෙනසට වඩා වැඩි වූ විට වැහි බින්දුව අස්ථායි වී වඩාත් කුඩා බිඳිතිවලට කැඩී යයි. h = 2R, ලෙස උපකල්පනය කර වැහි බින්දුවකට තිබිය හැකි උපරිම සිරස් දිගේ අගය h ගණනය කරන්න. √7.5 = 2.7 ලෙස ගන්න. max [එකොළොස්වෙනි පිටුව බලන්න. === Image 4 === AL/2010/01-S-II(B) 11- ස්‍රාවේ ඝනත්වය B වන ඒකාකාර චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක් අවකාශයේ එක්තරා පෙදෙසක පවතී. (1) රූපයේ පෙනෙන පරිදි ක්ෂේත්‍රයට ලම් බව 0 ප්‍රවේගයකින් m ස්කන්ධයක් සහ e ආරෝපණයක් සහිත ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් ප්‍රක්ෂේපණය කරනු ලැබේ. ඉලෙක්ට්‍රෝනය අරය R වන වෘත්තයක් ඔස්සේ ගමන් කරයි. (a) (i) R සඳහා ප්‍රකාශනයක් ව්‍යුත්පන්න කරන්න. (ii) ඉලෙක්ට්‍රෝනය ඒකක කාලයක දී පරිභ්‍රමණය වන වට සංඛ්‍යාව, f, සඳහා ප්‍රකාශනයක් ලබා ගන්න. B R (1) රූපය (b) ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් වැනි ආරෝපිත අංශුවක් වෘත්තයක් ඔස්සේ ගමන් කරන විට තම පරිභ්‍රමණ සංඛ්‍යාතය, j, ට සමාන සංඛ්‍යාතයකින් යුත් විද්‍යුත් චුම්බක - තරංග විමෝචනය කරයි. ක්ෂුද්‍ර තරංග උඳුනක (mrcrowave oven) ක්ෂුද්‍ර තරංග නිෂ්පාදනය කරන්නේ ඉහත විස්තර කොට ඇති පරිදි චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක ඉලෙක්ට්‍රෝන වෘත්තාකාර පථවල ගමන් කිරීමට සැලැස්වීම මගිනි. ක්ෂුද්‍ර තරංග උඳුනක ක්ෂුද්‍ර තරංග නිෂ්පාදනය කරන ඒකකය මැග්නිට්‍රෝනයක් (magnetron) ලෙස හඳුන්වනු ලැබේ. (i) ක්ෂුද්‍ර තරංග උඳුනක මැග්නිට්‍රෝනයක් 2450 MHz සංඛ්‍යාතයකින් යුතු ක්ෂුද්‍ර තරංග විමෝචනය කරයි. මෙවැනි ක්ෂුද්‍ර තරංග නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා අවශ්‍ය වන චුම්බක ස්‍රාව ඝනත්වය B නිර්ණය කරන්න. (m = 9.0 × 10-31 kg; e = 1.6 × 10-l9 C) ඔබගේ පිළිතුරු දෙවන දශමස්ථානයට වටයන්න. e= (ii) මෙවැනි ඒකාකාර චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක් ධාරාවක් රැගෙන යන පරිනාලිකාවක් තුළ නිෂ්පාදනය කළ හැකිය. (1) දිගු, පොටවල් සමීපව ඔතා ඇති, ඒකක දිගකට වට " සංඛ්‍යාවක් ඇති පරිනාලිකාවක් I ධාරාවක් රැගෙන යයි. පරිනාලිකාව තුළ එහි අක්ෂය ඔස්සේ චුම්බක ස්‍රාවේ ඝනත්වය B සඳහා ප්‍රකාශනයක් ලියන්න. (2) 1= 10A ධාරාවක් සඳහා ඉහත (b) (i) හි ගණනය කරන ලද B නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා n ට තිබිය යුතු අගය කුමක් ද? (lu = 10 ^ T m A−' ලෙස ගන්න.) (3) පරිනාලිකාව එතීමට ගත් කම්බියේ විෂ්කම්භය ගණනය කරන්න. (4) මෙවැනි පරිනාලිකාවක් තුළ හා ඒ අවට චුම්බක ස්‍රාව රේඛාවල දළ රූප සටහනක් අඳින්න. (c) ඉහත (a) හි ප්‍රක්ෂේපණය කරන ලද ඉලෙක්ට්‍රෝනයේ ආරම්භ ක ප්‍රවේගයේ දිශාව ඒකාකාර චුම්භක ක්ෂේත්‍රයේ දිශාවට 6 කෝණයක් සාදන ආකාරයට ඇත්නම් ඉලෙක්ට්‍රෝනයේ පථය (2) රූපයේ පෙන්වා ඇති පරිදි සර්පිලාකාර වේ. (i) ඉලෙක්ට්‍රෝනයේ පථය සර්පිලාකාර වන බව සනාථ කිරීමට තර්කයන් ගොඩනගන්න. (ii) සර්පිලාකාර පථයේ අරය R සඳහා ප්‍රකාශනයක් අපෝහනය කරන්න. B (2) රූපය 7 p - (iii) රූපයේ පෙන්වා ඇති පරිදි එක් පරිභ්‍රමණයක දී සර්පිලයේ අක්ෂය ඔස්සේ ඉලෙක්ට්‍රෝනය ගමන් කරන දුර සර්පිලයේ අන්තරාලය ලෙස හැඳින්වේ. p සඳහා ප්‍රකාශනයක් ලබා ගන්න. R' (iv) 33 යන අනුපාතය 9 මත පමණක් රඳා පවතින බව පෙන්වන්න. P 5. (A) කොටසට හෝ ( B ) කොටසට හෝ පමණක් පිළිතුරු සපයන්න. (A) (a) V විභව අන්තරයකට යටත් කර ඇති ප්‍රතිරෝධය R වූ ප්‍රතිරෝධකයක් මගින් සිදු කරන ක්ෂමතා හානිය සඳහා ප්‍රකාශනයක් ලියන්න. (b) වි.ගා.බි. 10V වූ බැටරියක් මගින් පෙන්වා ඇති පරිපථය +10 V R₁ ගන්වා ඇත. P යනු අග්‍ර තුනක් සහිත මුලාවයවයකි. ((i), (ii) සහ (iii) කොටස් සඳහා පිළිතුරු සැපයීමේ දී බැටරියේ අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය නොලසකා හැරිය හැකි තරම් කුඩා යැයි උපකල්පනය කරන්න.) X R₂ wwwwww 6002 R35kQ 5V Y 200 2 1.8k2 (i) R,, R,, R, සහ R, ප්‍රතිරෝධ මගින් සිදුවන ක්ෂමතා හානිය වෙන වෙනම ගණනය කරන්න. ඔබගේ පිළිතුරු mW වලින් ආසන්න පූර්ණ සංඛ්‍යාවට දෙන්න. XY හරහා ධාරාව නොසැලකිය හැකි යැයි උපකල්පනය කරන්න. (ii) වෙනස් ක්ෂමතා ප්‍රමාණයන්ගෙන් ප්‍රතිරෝධක ඇති අතර ප්‍රමාණන අගය සමග ප්‍රතිරෝධක වල මිළ ඉහළ යයි. ප්‍රතිරෝධක වල සමහර සම්මත ප්‍රමාණනයන් වන්නේ 0.125 W, 0.25 W, 0.5 W, 1 W, 2V යනාදි වශයෙනි. ඉහත දැක්වෙන තොරතුරු සලකා බලමින් R,, R,, R, සහ R, සඳහා සුදුසු ක්ෂමතා ප්‍රමාණත දක්වන්න. (iii) පරිපථය විසින් පරිභෝජනය කරනු ලබන මුළු ක්ෂමතාව සොයන්න. P ද ශුද්ධ ප්‍රතිරෝධක මූලාවයවයක් ලෙස ඔබට උපකල්පනය කළ හැක. (iv) සම්පූර්ණ පරිපථය IC (සංගෘහිත පරිපථයක්) ආකාරයට ස්කන්ධය 0.9 mg වූ කුඩා සිලිකන් කැබැල්ලක ගොඩ නගා ඇත්නම් සහ පරිපථයෙන් පරිසරයට තාපය හානි නොවන්නේ නම් ක්ෂමතා සැපයුම සම්බන්ධ කර මිනිත්තු 5 කට පසු පරිපථයේ උෂ්ණත්වය ගණනය කරන්න. කාමර උෂ්ණත්වය 30 °C ලෙස ගන්න. සිලිකන්හි විශිෂ්ට තාප ධාරිතාව 600Ijg'J' වේ. (v) මෙවැනි පරිපථ 05 ක් වී.ගා.බ. 10 V බැටරියකට සම්බන්ධ කළ විට එහි අග්‍ර අතර වෝල්ටීයතාව 9.9 V දක්වා අඩු වන බව සොයා ගන්නා ලදී. බැටරියේ අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය ගණනය කරන්න. [දොපළවෙනි පිටුව බලන්න. === Image 5 === AL/2010/01-S-II(B) -12- (B) (a) 1 රූපයේ පෙන්වා ඇති පරිපථයේ A සහ B යනු සර්වසම ආලෝකය මත රඳා පවතින ප්‍රතිරෝධ (LDR) දෙකකි. සම්පූර්ණ අඳුරේ දී එක් එක් LDR හි ප්‍රතිරෝධය 50 M2 වේ. කාරකාත්මක වර්ධකයට ± 5 U සංතෘප්ත වෝල්ටීයතා ද. 107 වූ විවෘත පුඩු වෝල්ටීයතා ලාභයක්ද ඇත. (i) කාරකාත්මක වර්ධකය +5 U හි සංතෘප්ත කරන P සහ Q අතර අවම වෝල්ටීයතා වෙනස ගණනය කරන්න. (ii) LDR දෙකම සම්පූර්ණ අඳුරේ ඇති විට X හි වෝල්ටීයතාව V කුමක් වනු ඇත්ද? +5‍ (1) රූපය X (iii) එක් එක් LDR හි ප්‍රතිරෝධය 2002 දක්වා අඩු කරන පරිසර ආලෝකය සහිත ස්ථානයක LDR දෙකම ඇති විට V හි අගය කුමක් වනු ඇත්ද? X (iv) LDR දෙකම ඉහත (iii) හි සඳහන් ස්ථානයේ තබා ඇති විට, A මතට පමණක් කුඩා ආලෝක ප්‍රභවයකින් ආලෝකය වැටෙන්නට සලස්වනු ලැබේ. මේ නිසා A හි ප්‍රතිරෝධය 502 දක්වා අඩු වෙයි. V, හි නව අගය ගණනය කරන්න. (v) මෙම පරිපථය බාහිර ආලෝක ප්‍රභවයක් අනාවරණය කර ගැනීමට භාවිත කරන්නේ නම්, අචල ප්‍රතිරෝධයක් භාවිත නොකර B සඳහා ආලෝකය මත රඳා පවතින ප්‍රතිරෝධයක් භාවිත කිරීමේ වාසියක් තිබේද? ඔබේ පිළිතුරට හේතුව පැහැදිලි කරන්න. S (b) LDR දෙක ආසන්නයේ තැබූ, සිදුරක් සහිත පාරාන්ධ කාඩ්බෝඩ් කැබැල්ලක පිහිටීම් තුනක් 2 රූපයේ පෙන්වා ඇත. යනු ආලෝක ප්‍රභවයකි. කාඩ්බෝඩ් කැබැල්ල (1) පිහිටීමේ සිට සෙමින්, ඒකාකාර වේගයකින් වලනය කිරීමෙන් (2) පිහිටීම හරහා ( 3 ) පිහිටීමට එයි. A වෙත සිදුර හරහා ආලෝකය ලැබෙන විට එහි ප්‍රතිරෝධය 502 වේ. අනෙක් පිහිටීමවල දී 4 පරිසර ආලෝකය නිසා, එහි ප්‍රතිරෝධය 2002 වේ. B හි ප්‍රතිරෝධය සියලුම පිහිටීම්වල දී 200 2 වේ. X (i) කාඩ්බෝඩ් කැබැල්ල චලනය වන විට V හි කාලය (t) සමඟ විචලනයේ දළ ප්‍රස්තාරයක් අඳින්න. x (1) A (2) රූපය B (2) | (3) (ii) කාඩ්බෝඩ් කැබැල්ලේ වේගය දෙගුණ කළ විට V හි කාලය (t) සමග විචලනයේ දළ ප්‍රස්තාරයක් අදින්න. (c) රොබෝවක් වැනි උපකරණයක චලනය වන කොටසක පිහිටීම නිර්ණය කිරීම සඳහා භාවිත වන ප්‍රකාශ කේතකය" (optical encoder) ඉහත මූල ධර්මය මත පදනම් වී ඇත. 3 රූපයේ පෙන්වා ඇත්තේ ඉදිරියට සහ පසුපසට චලනය වන රොබෝ අතක් සහ ඊට සම්බන්ධ කර ඇති සිදුරු පේළි දෙකක් සහිත ලෝහ තහඩුවකි. රූපයේ පෙන්වා ඇති පරිදි ලෝහ තහඩුව ආලෝක ප්‍රභව සහ LDR අතරෙන් චලනය වේ. B සහ B LDR දෙක (රූපයේ පෙන්වා නැත) ආලෝක ප්‍රභව වලින් ඉවත තබා ඇති අතර ඒවාට ලැබෙන්නේ A සහ A ' ට ද ලැබෙන පරිසර ආලෝකය පමණි. A සහ B යන LDR දෙක 1 රූපයේ පෙන්වා ඇති පරිපථයට සම්බන්ධ කර ඇති අතර A සහ B' සම්බන්ධ කර ඇත්තේ ප්‍රතිදානය Y වු සර්වසම වෙනත් පරිපථයකටය. ලෝහ තහඩුවෙහි කොස් සතරෙන් ( 1 - 4 ) එකක් සෑම විටම LDR සහ ආලෝක ප්‍රභව අතර පිහිටන බව උපකල්පනය කරන්න. සිදුරු (3) රූපය ආලෝක ප්‍රභව LDR (i) LDR වෙත ලැබෙන ආලෝක මට්ටම් ඉහත (b) කොටසේ සඳහන් ඒවාට සර්වසම බව උපකල්පනය කර, 4 කොටසේ සිට 1 කොටස දක්වා ලෝහ තහඩුව නියත වේගයකින් A සහ A පසුකර ගමන් කරන විට X සහ Y හි වෝල්ටීයතාවේ කාලය (1) සමඟ විචලන දක්වන ප්‍රස්තාරයක දළ සටහන් අඳින්න. එකම කාල අක්ෂය මත X හි විචලනයට යටින් Y හි විචලනය අඳින්න. (ii) X සහ Y ප්‍රතිදාන තාර්කික සංඥා ලෙස අර්ථකථනය කළහොත්, ලෝහ තහඩුවේ එක් එක් කොටස A සහ A ඉදිරියෙන් පවතින විට X සහ Y මගින් ලැබෙන ද්විමය සංඛ්‍යා ලියා දක්වන්න. [දහතුන්වෙනි පිටුව බලන්න. === Image 6 === AL/2010/01-S-II(B) <-13-> 6. (A) කොටසට හෝ (B) කොටසට හෝ පමණක් පිළිතුරු සපයන්න. (A) උපකරණයක් රැගත් හීලියම් පිරවූ වායු බැලුනයක් පර්යේෂණ කාර්යයක් සඳහා පොළොවේ සිට එක්තරා උසක රඳවා ඇත. එම උසෙහි වායුගෝල තත්ත්වය පහත පරිදි වේ. උෂ්ණත්වය (T) = 240 K, පීඩනය (P) = 420 Pa සහ ඝනත්වය (p ) = 58.4 × 10+ kg m' බැලුනය තුළ සහ පිටත පීඩනය එකම බව උපකල්පනය කරන්න. පහත ප්‍රශ්න වලට පිළිතුරු සැපයීමේදී ඔබ භාවිත කරන සූත්‍ර ඇතොත් පරිපූර්ණ වායුවක් සඳහා වන අවස්ථා සමීකරණයෙන් පටන් ගෙන ඒවා ව්‍යුත්පන්න කරන්න. හීලියම් පරිපූර්ණ වායුවක් ලෙස හැසිරෙන්නේ යැයි උපකල්පනය කරන්න. (a) බැලුනය තුළ ඇති හිලියම් වායුවේ ඝනත්වය ගණනය කරන්න. හීලියම් පරමාණුවක ස්කන්ධය 6.64 x 10-27 kg, ඇවගාඩිරෝ අංකය N = 6 × 102' molr' සහ සර්වත්‍ර වායු නියතය R = 8.3JJ−'mol−' වේ. (b) ඉහත සඳහන් කළ උසෙහිදී බැලුනයේ පරිමාව Vg නම් සහ බැලුනය තුළ හීලියම්හි ඝනත්වය 2 නම් ද බැලුනය එම උසෙහි පවත්වා ගැනීම සඳහා VB M PA-P විය යුතු බව පෙන්වන්න. මෙහි M යනු හිස් බැලුනය සහ උපකරණයේ ස්කන්ධයයි. (c) M හි අගය 10kg නම් (a) සහ (b) භාවිත කොට බැලුනයේ පරිමාව V, ගණනය කරන්න. (d) බැලුනය තුළ ඇති හීලියම් පරමාණු සංඛ්‍යාව ද ගණනය කරන්න. B (e) පොළොවේ සිට මුදා හැරීමට පෙර බැලුනයේ පරිමාව ගණනය කරන්න. පොළොවේ දී වායුගෝලීය පීඩනය සහ උෂ්ණත්වය පිළිවෙළින් 105 Pa සහ 300 K වේ. (f) ඉහත සඳහන් උසෙහි වායුගෝලීය උෂ්ණත්වය අඩුවුවහොත් මෙම බැලුනය පිහිටි උස මත කුමන බලපෑමක් ඔබ බලාපොරොත්තු වන්නේ ද ? ඔබේ පිළිතුර පැහැදිලි කරන්න. (B ) පෘථිවිය මත පතනය වන සූර්යයාගේ විද්‍යුත් - චුම්බක වර්ණාවලියේ කොළ (සංඛ්‍යාතය f¢ = 5.6 × 10'* Hz) සහ දම් (සංඛ්‍යාතය J, = 7.2 × 104Hz) වර්ණයන්ට අනුරූප විකිරණයේ තීව්‍රතා සංසන්දනය කිරීම සඳහා රූපයේ පෙන්වා ඇති උපකරණය භාවිත කළ හැකිය. මෙම සංඛ්‍යාත දෙකට අදාළ ඒකවර්ණ ආලෝක කදම්බ පෙරහන් භාවිතයෙන් ලබා ගනී. එක් එක් කදම්බයට 5 x 10-5 m ක හරස්කඩ වර්ගඵලයක් ඇති අතර වරකට එක් කදම්බයක් බැගින් ප්‍රකාශ කැතෝඩයට ල බව පතනය වීමට සලස්වයි. (a) (b) (i) ප්‍රකාශ කැතෝඩය මතට දම් ආලෝක කදම්බය පතනය වූ විට, නැවතුම විභව්ය 0.05 V බව සොයා ගන්නා ලදී. ප්‍රකාශ කැතෝඩ ද්‍රව්‍යයේ කාර්ය ශ්‍රිතය ගණනය කරන්න. ආලෝක කදම්බය ප්ලාන්ක් නියතය h = 6.6 x 10−34Is සහ ඉලෙක්ට්‍රෝනයක ආරෝපණයේ විශාලත්වය e = 1.6 × 10-9 උ ලෙස ගන්න. (ii) ඉහත a (i) හි විස්තර කරන ලද ප්‍රකාශ කැතෝඩය මතට කොළ ආලෝකය පතනය වූ විට පරිපථය තුළ ධාරාවක් නොගලන බව පෙන්වන්න. (i) කාර්ය ශ්‍රිත පිළිවෙළින් 3.4 × 10–19 J, 5.1 × 10-19 J සහ 7.2 × 10 19 J වූ ද්‍රව්‍ය වලින් සාදන ලද A, B සහ C නම් වෙනත් ප්‍රකාශ කැතෝඩ තුනක් ඇත. කොළ සහ දම් වර්ණ ආලෝක කදම්බ දෙකම සංසන්දනය කිරීම සඳහා එක් ප්‍රකාශ කැතෝඩයක් පමණක් භාවිත කිරීම යෝග්‍ය නම් තෝරා ගත යුත්තේ කුමන ප්‍රකාශ කැතෝඩය ද? ඔබේ තෝරා ගැනීමට හේතු දක්වන්න. (ii) ඉහත b (i) හි ඔබ තෝරාගත් ප්‍රකාශ කැතෝඩය සඳහා වඩා ඉහළ උපරිම චාලක ශක්තියකින් යුත් ප්‍රකාශ ඉලෙක්ක්ට්‍රෝන නිකුත් කරන්නේ කුමන වර්ණය ද? ප්‍රකාශ ඉලෙක්ට්‍රෝනයන්ගේ එම උපරිම චාලක ශක්ති අගය ගණනය කරන්න. (c) ප්‍රකාශ කැතෝඩය මත පෝටෝන පතනය වූ විට පතනය වූ පෝටෝනවලින් කොටසක් පමණක් ප්‍රකාශ ඉලෙක්ට්‍රෝන විමෝචනය සඳහා දායක වෙයි. කොළ සහ දම් ආලෝකය සඳහා පිළිවෙළින් පතනය වන පෝටෝන වලින් 10% සහ 15% ක් පමණක් ප්‍රකාශ ඉලෙක්ට්‍රෝන විමෝචනය කරන්නේ යැයි උපකල්පනය කරන්න. (1) කොළ සහ දම් ආලෝක කදම්බ සඳහා පරිපථයේ නිරීක්ෂණය කරන ලද උපරිම ධාරා පිළිවෙළින් 400 |LA සහ 240 4A වේ. තත්පරයකදී ප්‍රකාශ කැතෝඩය මත පතනය වන කොළ සහ දමි වර්ණයන්ට අදාළ No My පෝටෝන සංඛ්‍යා පිළිවෙළින් N; සහ N, ලෙස ගෙන අනුපාතය ගණනය කරන්න. (ii) කොළ ආලෝකය සහ දම් ආලෝකය සඳහා භාවිත කරන ලද විභව අන්තරය (V) සමග ප්‍රකාශ විද්‍යුත් ධාරාවේ (I) විචලනය එකම ප්‍රස්තාරයක දැක්වීමට දළ සටහනක් අඳින්න. (iii) දිවා කාලය තුළ ඒකක කාලයක දී ඒකක වර්ගඵලයක් මත පෘථිවි පෘෂ්ඨයට පතනය වන සූර්ය විකිරණ ශක්තියේ සාමාන්‍ය අගය 1200 W m2 වේ. මෙම ශක්තියෙන් කුමන ප්‍රතිශතයක් කොළ වර්ණයට අනුරූප පෝටෝන මගින් ලබාදෙන්නේ දැයි ගණනය කරන්න.