এইচএসসি পরীক্ষার পূর্ণাঙ্গ প্রস্তুতি
পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র
৭ম অধ্যায়
সৃজনশীল প্রশ্ন ও উত্তর
HSC Physics 2nd Paper pdf download
Chapter-7
Srijonshil
Question and Answer
ক. জ্ঞানমূলক প্রশ্নোত্তরঃ
প্রশ্ন-১. কোন তরঙ্গ পানির অণুকে ঘুরাতে সক্ষম?
উত্তর: মাইক্রো-তরঙ্গ পানির অণুকে ঘুরাতে সক্ষম।
প্রশ্ন-২. হাইগেনস্-এর নীতি কোন রীতির উপর প্রতিষ্ঠিত?
উত্তর: হাইগেনস্-এর নীতি একটি জ্যামিতিক অঙ্কন রীতির উপর প্রতিষ্ঠিত।
প্রশ্ন-৩. আলোক কোন ধরনের তরঙ্গ?
উত্তর: আলোক অনুপ্রস্থ তরঙ্গ।
প্রশ্ন-৪. অগ্রগামী তরঙ্গ কাকে বলে?
উত্তর: যদি কোনো তরঙ্গ সময়ের সাথে সাথে নির্দিষ্ট দিকে নির্দিষ্ট বেগে চলমান থাকে তাকে অগ্রগামী তরঙ্গ বলে।
প্রশ্ন-৫. ফ্যারাডে ক্রিয়া কী?
উত্তর: একটি প্রবল চৌম্বকক্ষেত্রের প্রভাবে সমবর্তন তল ঘুরে যায়। এ ঘঁনা ফ্যারাডে ক্রিয়া নামে পরিচিত।
প্রশ্ন-৬. স্পন্দন তল কী?
উত্তর: তরঙ্গের স্পন্দিত এবং সঞ্চালন দিক ধারণকারী সমতলই স্পন্দন তল।
প্রশ্ন-৭. ধ্বংসাত্মক ব্যতিচার কাকে বলে?
উত্তর: দুটি উৎস হতে সমান কম্পাঙ্ক ও বিস্তারের দুটি আলোক তরঙ্গের উপরিপাতনের ফলে অন্ধকার বিন্দু পাওয়া গেলে তাকে ধ্বংসাত্ম ব্যতিচার বলে।
অনুধাবনমূলক প্রশ্নোত্তরঃ
প্রশ্ন-১. তাড়িতচৌম্বকীয় বর্ণালি কীভাবে সৃষ্টি হয়?
উত্তর: নির্দিষ্ট কম্পাঙ্কের আলো যখন কোনো বস্তুর উপর আপতিত হয় তখন উক্ত আলোর তাড়িতচৌম্বকক্ষেত্র ও আণবিক পরিবর্তন পরমাণুস্থ ইলেকট্রনের কক্ষীয় অবস্থানের পরিবর্তন কিংবা নিউক্লীয় পরিবর্তন দ্বারা সৃষ্ট তড়িৎ বা চৌম্বক ক্রিয়ার মধ্যে এক ধরনের পারস্পরিক ক্রিয়া সংগঠিত হয়। এরুপ ক্রিয়া প্রতিক্রিয়ার ফলে শক্তির পরিবর্তন হয় এবং বিভিন্ন তরঙ্গ তথা তাড়িত চৌম্বকীয় রর্ণালির সৃষ্টি হয়।
প্রশ্ন-২. ম্যাক্রওয়েলের তাড়িতচৌম্বকীয় তরঙ্গ তত্ত্ব বলতে কী বুঝ?
উত্তর: ম্যাক্রওয়েলের তাড়িতচৌম্বকীয় তরঙ্গ তত্তব অনুসারে একটি পরিবর্তী চেীম্বকক্ষেত্রের সাথে একই সঙ্গে সর্বদা সমদশায় এবং সমকোণ একটি পরিবর্তী তড়িৎক্ষেত্র স্পন্দনশীল হলে তাড়িতচৌম্বকীয় তরঙ্গ উৎপন্ন হয় যা উক্ত ক্ষেত্রদ্বয়ের স্পন্দনশীল হলে তাড়িতচৌম্বকীয় তরঙ্গ উৎপন্ন হয় যা উক্ত ক্ষেত্রদ্বয়ের সথে সমকোণে সঞ্চালনের জন্য শূন্য মাধ্যমে-তড়িৎক্ষেত্র, এবং চৌম্বকক্ষেত্র।
প্রশ্ন-৩. ফ্রনহফার শ্রেণির ও ফ্লেনেল শ্রেণির অপবর্তনের জন্য দুটি পার্থক্য লেখ।
উত্তর: ফ্রনহফার শ্রেণি ও ফ্লেনেল শ্রেণিন অপবর্তনের মধ্যে দুটি পার্থক্য হলো-
ফ্রনহফার শ্রেণির
১. ফ্রনহফার শ্রেণির অপরর্তনের উত্তল লেন্স ব্যবহার করা হয়।
২. ফ্রনহফার শ্রেণির অপরর্তনে আলোর তরঙ্গমুখ সমতল।
ফ্লেনেল শ্রেণি
১. ফ্রেনেল শ্রেণির অপবর্তনে কোনো লেন্সই ব্যবহার করা হয় না।
২. ফ্রেনেল শ্রেণির অপবর্তনে আলোর তরঙ্গমুখ চোঙাকৃতির।
প্রশ্ন-৪. প্রতিসরণ দ্বরা কীভাবে সমবর্তিত আলো পাওয়া যায়?
উত্তর: যখন কোনো আলোকরশ্মি কোনো কাচ প্লেটের উপর সমবর্তন কোণে আপতিত হয় তখন প্রতিফলিত রশ্মি পূর্ণভাবে সমবর্তিত হয় বটে কিন্তু তীব্রতা বেশি হয় না কারণ বেশির ভাগ আলো প্রতিসরিত হয়ে যায়। তাই একটি কাচপ্লেটের সজ্জার উপর আপতিত হয়ে পুনঃপুন প্রতিফলিত হওয়ার ফলে প্রতিফলিত ও প্রতি সৃত রশ্মি উভয়েই সমতল সমবর্তিত হয়।
প্রশ্ন-৫. গ্রেটিং এর দুটি ব্যবহার লেখ।
উত্তর: গ্রেটিং এর দুটি ব্যবহার হলো-
১. আলেকের তরঙ্গ দৈর্ঘ্য নির্ণয় করা যায়
২. একই তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের দুটি বর্ণালি রেখা পৃথক করা যায়।
সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ ১
ইয়ং-এর দ্বি-চিড় পরীক্ষায় চিড় দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব 0.03 cm। একটি একবর্ণী আলো দ্বারা এদের আলোকিত করা হলো। চিড় হতে 0.3 m দূরত্বে পর্দার উপরে ডোরার প্রস্থ 2.95×10-4m পাওয়া গেল।
ক) আলোর সমবর্তন কাকে বলে?
খ) ফ্রনহফার শ্রেণি অপবর্তন কীভাবে পাওয়া যায়?
গ) ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গ দের্ঘ্য কত?
ঘ) 8850 Å তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের আলো ব্যবহার করে একই ডোরা প্রস্থ পাওয়ার ক্ষেত্রে পর্দার দূরত্বের কীরূপ পরিবর্তন করতে হবে গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ কর।
উত্তরঃ (ক).
যে প্রক্রিয়ায় বিভিন্ন তলে কম্পমান আলোক তরঙ্গকে একটি নির্দিষ্ট তর বরাবর কম্পনক্ষম করা যায় তাকে আলোকের সমবর্তন বলে।
উত্তরঃ (খ).
কোনো উত্তল লেন্সের ফোকাসতলে একটি আলোক উৎস স্থাপন করলে লেন্স প্রতিসারণের পর সমান্তরাল আলোক রুশ্নিগুচ্ছ উৎপন্ন হয় সেগুলোকে কোনো প্রতিবন্ধক বা চিড়ের উপর আপতিত করে ফ্রনহফার শ্রেণির অপবর্তন পাওয়া যায়। একক বা দ্বি-চিড়, অপবর্তন গেস্খটিং প্রভৃতির সাহায্যে ফ্রনহফার শ্রেণির অপবর্তন পাওয়া যায়।
উত্তরঃ (গ).
ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গ দৈর্ঘ্য λ হলে,
আমরা জানি,
বা,
উদ্দীপকের তথ্য মতে,
চিড় দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব,
চিড় হতে পর্দার দূরত্ব, D = 0.3m
ডোরা প্রস্থ, x = 2.95× 10-4m
সুতরাং, ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গ দৈর্ঘ্য 5.9×10-7m।
উত্তরঃ (ঘ).
চিড় হতে পর্দার দূরত্ব D হলে,
আমরা জানি,
বা,
উদ্দীপক থেকে পাই,
আলোর তরঙ্গ দৈর্ঘ্য, λ= 8850Å
= 8850 × 10-7m
চিড় দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব, a = 3×10-4m
ডোরা প্রস্থ, x = 2.95×10-4m
উদ্দীপকের ক্ষেত্রে, চিড় হতে পর্দার দূরত্ব 0.3 m
পর্দাকে সামনে সরিয়ে আনতে হবে = 0.3 m -0.2 m = 0.1 m
সুতরাং, 8850 Å তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের আলো ব্যবহার করে একই ডোরা প্রস্থ পেতে চিড় হতে পর্দাকে 0.1 m সামনে আনতে হবে।
সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ ২
দুটি চিড়ের মধ্যবতৃী দূরত্ব 2 mm এবং পর্দার দূরত্ব 1 m দুটি অন্ধকার তরঙ্গের উপরিপাতনের ফলে সেখানে উজ্জ্বল ও অন্ধকার ডোরার সৃষ্টি হয়।
ক) ফ্লেনেল শ্রেণীর অপবর্তন কাকে বলে?
খ) তরঙ্গ প্রবাহের ফলে কীভাবে তরঙ্গমুখ সৃষ্টি হয়।
গ) উজ্জ্বল ডোরার ব্যবধান 0.295 mm হলে আলোর কম্পাঙ্ক বের কর।
ঘ) একটি চিড় বন্ধ করে দিলেও কি উজ্জ্বল ও অন্ধকার ডোরা পরিলক্ষিত হবে? তোমার মতামত আলোচনা কর।
উত্তরঃ (ক).
যখন উৎস এবং পর্দা তাদের মধ্যবর্তী বাধা হতে অল্প দূরত্বের মধ্যে অবস্থান করে তখন ঐ বাধার দরুন পর্দায় আলোকের যে অপবর্তন পরিলক্ষিত হবে তাকে ফেস্ননেল শ্রেণির অপবর্তন বলে।
উত্তরঃ (খ).
তরঙ্গ প্রবাহের দরুন কোনো মাধ্যমের কণাগুলো আন্দোলিত হয়। আবার কোনো একটি মাধ্যমের বিভিন্ন কণার সম্মিলিত কম্পনের ফলে তরঙ্গ সৃষ্টি হয়। অর্থাৎ তরঙ্গ প্রবাহ এবং কণার কম্পন পরস্পর সম্পর্কযুক্ত। মাধ্যমের কিছু কিছু কণার কম্পনের দশা অভিন্ন হতে পারে আবার, কিছু কিছু কণার কম্পনের দশা ভিন্ন হতে পারে। এমন একটি তল বা রেখা কল্পনা করা যেতে পারে যেখানে কণাগুলোর দশা অভিন্ন। এ তল বা রেখাকে তরঙ্গ মুখ বলে।
উত্তরঃ (গ).
উদ্দীপকের তথ্য অনুসারে,
চিড় দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব, a = 2 mm = 2×10-3m
চিড় হতে পর্দার দূরত্ব, D = 1m
উজ্জ্বল ডোরার ব্যবধান, ∆x = 0.295 mm = 0.295×10-3m
আলোর তরঙ্গ দৈর্ঘ্য λ হলে,
আমরা জানি, ∆x
বা,
আবার, আলোর কম্পাঙ্ক হলে,
আমরা জানি, [যেখানে, c = আলোর বেগ = 3×108ms-1]
বা,
সুতরাং আলোর কম্পাঙ্ক।
উত্তরঃ (ঘ).
উদ্দীপকে দুটি চিড়ের একটি বন্ধ করে দিলেও উজ্জল ও অন্ধকার ডোরা পরিলক্ষিত হবে। একটি চিড় তখন অপবর্তনের মতো ঘটনা সৃষ্টি করবে। মনে করি, একটি S আলোক উৎস এবং তার সামনে একটি অস্বচ্ছ প্রতিবন্ধক AB। প্রতিবন্ধকের পেছনে PQ একটি পর্দা। আলোক রশ্মি সরলপথে গমন করে বলে পর্দা PQ এর উপর AB এর একটি ছায়া MN গঠিত হয়।
কারণ প্রতিবন্ধকের কারণে উৎস থেকে কোনো আলো MN অঞ্চলে এসে পৌছাতে পারে না। MN অঞ্চল সম্পূর্ণ অন্ধকারাচ্ছন্ন থাকবে। M বিন্দুর উপরে এবং N বিন্দুর নিচে সমস্ত অংশই সমানভাবে আলোকিত হবে। কারণ ঐ অঞ্চরে উৎস থেকে আলো পৌছাতে কোনো বাধা পায় না। কিন্তু খুব সুক্ষ্মভাবে লক্ষ করলে দেখা যায় যে, M বিন্দু এবং N বিন্দু থেকে হঠাৎ অন্ধকার শুরু হয় না। অর্থাৎ ছায়ার দুই প্রান্ত খুব তীক্ষন নয়। M বিন্দুর নিচে এবং N বিন্দুর উপরেও কিছু অংশে অল্প অল্প আলোর অনুপ্রবেশ ঘটে। অর্থাৎ আলোর পরিবর্তন হয়।
সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ ৩
প্রতি মিটারে 6×105 সংখ্যক রেখাসম্পন্ন কোনো অপবর্তন গ্রেটিং এর মধ্য দিয়ে 450 nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো কোনো ফিল্টারের সাহায্যে লম্বভাবে আপতিত করা হলো।
ক) চার্জের কোয়ান্টায়ান কাকে বলে?
খ) কোনো পরিবাহীর মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ চলার সময় তাপ উৎপন্ন হয় কেন?
গ) 450 nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলোর প্রথম ক্রমের অপবর্তন কোণ কত?
ঘ) উদ্দীপকের আলোকে চতুর্থ ক্রমের অপবর্তন সম্ভব কি- না - বিশ্লেষণ কর।
উত্তরঃ (ক).
পরমাণু তথা যেকোনো বস্তুর নূন্যতম চার্জ e-এর পূর্ণসংখ্যার গুণিতক হিসেবে চার্জিত হতে পারে এবং চার্জের মান কখানো ভগ্নাংশ হবে না। একে চার্জের কোয়ান্টায়ন বলে।
উত্তরঃ (খ).
পরিবাহীতে তড়িৎ প্রবাহের সময় পরিবাহী উত্তপ্ত হয়। ধাতব পরিবাহীতে অণুগুলো স্থির নয়্ এর সর্বদা কম্পনরত অবস্থায় থাকে। পরিবাহীর মধ্যে মুক্ত ইলেকট্রনের প্রবাহের ফলে তড়িৎ প্রবাহ সৃষ্টি হয়। মুক্ত ইলেকট্রন প্রবাহের সময় পরিবাহীর অণু পরমাণুর সাথে সংঘর্ষ লিপ্ত হয় ফলে পরিবাহীতে রোধের উদ্ভব ঘটে। এ কারণে প্রবাহ বাধাগ্রস্থ হয়। ফলে পরিবাহী উত্তপ্ত হয়। অর্থাৎ প্রবাহ চলাকালে পরিবাহীতে তাপের উদ্ভব ঘটে।
উত্তরঃ (গ).
ধরি, অপবর্তণ কোণ, θ
আমরা জানি,
d sin θ = nλ
বা, sin θ =
বা, sin θ = Nnλ
বা, sin θ = 6×105×1×450×10-9
উদ্দীপক থেকে পাই,
তরঙ্গ দৈর্ঘ্য,
λ = 450 nm = 450 ×10-9m
ক্রম, n = 1
প্রতিমিটারে রেখার সংখ্যা,
N = 6×105
বা, sin θ = 0.27
বা, θ = sin-1(0.27)
θ = 15.66º
.. প্রথম ক্রমের অপবর্তন কোণ 15.66º।
উত্তরঃ (ঘ).
এখানে, চতুর্থ ক্রমের জন্য, n = 4
তরঙ্গ দৈর্ঘ্য, λ = 450 nm = 450 × 10-9m
প্রতিমিটারে রেখার সংখ্যা, N = 6×105
অপবর্তন কোণ = θ
আমরা জানি,
Sin θ = nNλ
বা, sin θ = 4×6×105×450×10-9
বা, sin θ = 1.08
আমরা জানি, sin θ এর সর্বোচ্চ মান = 1
sin θ ≠ 1.08
অতএব, চতুর্থ ক্রমের অপবর্তন সম্ভব নয়।
সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ ৪
নওরিন পদার্থবিজ্ঞান ব্যবহারিক ক্লাসে ইয়ং এর দ্বিচিড় পরীক্ষায় 2 mm ব্যবধানে দুটি চিড়ে আলো ফেললো। চিড় হতে 1 m দূরত্বে পর্দায় ডোরার প্রস্থ 0.3 mm পেল। কিন্ত সে ডোরার প্রস্থ আরও বাড়াতে চাইলো। তাই সে চিরের ব্যবধান কমিয়ে চির থেকে পর্দার দূরত্ব বাড়িয়ে দিল।
ক) অসমবর্তিত আলোকের সংজ্ঞা দাও।
খ) সমতল আলোক তরঙ্গ কিভাবে পাওয়া যায়- ব্যাখ্যা কর।
গ) উদ্দীপকে উল্লিখিত নওরিন এর ব্যবহৃত আলোর কম্পাঙ্ক কত?
ঘ) নওরিন ডোরার প্রস্থ বাড়ানোর জন্য যে কাজটি করেছিলো তা যথার্থ হয়েছে কি? গাণিতিকভাবে এর যথার্থতা বিশ্লেষণ কর।
উত্তরঃ (ক).
সাধারণ আলোক যার কণাগুলোর কম্পন গতিপথের লম্ব অভিমুখে চারদিকে সমান বিস্তারে কম্পিত হয় তাকে অসমবির্তিত আলোক বলে।
উত্তরঃ (খ).
সমতল আলোক তরঙ্গ তৈরির একটি উপায় হচ্ছে পোলারায়ন যা করা হয় পেলারয়েড দ্বারা। পোলারয়েড হচ্ছে পাতলা পাত আকৃতির এক ধরনের কেলাসিত বস্তু যার মধ্য দিয়ে শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট তলে কম্পমান আলোক তরঙ্গ (অর্থাৎ, এর ভেক্টর) গমন করতে পারে। প্রত্যেক পোলারয়েডের একটি সমবর্তন দিক থাকে। ঐ দিক কম্পনরত ভেক্টরই শুধু এর মধ্য দিয়ে গমন করতে পারে। তাই পোলারয়েডের মধ্য দিয়ে প্রেরণ করলে সমতল আলোক তরঙ্গ পাওয়া যায়।
উত্তরঃ (গ).
উদ্দীপক অনুযায়ী চিড় হতে পর্দার দূরত্ব, D = 1 m
ডোরার প্রস্থ, x = 0.3 mm = 0.3 × 10-3m
চিড়দ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব, a = 2 mm = 2×10-3m
ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গ দের্ঘ্য, λ =?
আমরা জানি,
বা,
আলোর বেগ, c = 3×108ms-1
আবার, আলোর কম্পাঙ্ক,
আমরা জানি,
বা,
অর্থাৎ, আলোর কম্পাঙ্ক
উত্তরঃ (ঘ).
চিড়দ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব a , হতে পর্দার দূরত্ব D ডোরার প্রস্থ x এবং ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গ দৈর্ঘ্য λ হলে,
আমরা জানি,
ধরি, চিড়ের ব্যবধান কমানো হলো P পরিমাণ
তাহলে হ্রাসকৃত চিড়ের ব্যবধান (a-P)
আবার, চিড় হতে পর্দার দূরত্ব q পরিমাণ বাড়ানো হলে বৃদ্ধিপ্রাপ্ত চিড় হতে পর্দার দূরত্ব (D+q)
তাহলে পরিবর্তীত ডোরার প্রস্থ xʹ হলে, xʹ =
এখানে, ভগ্নাংশটির হর ভগ্নাংশটির তুলনায় ক্ষুদ্র
অপরদিকে ভগ্নাংশটির লব ভগ্নাংশ অপেক্ষা বৃহৎ।
তাহলে গাণিতিক শর্তানুযায়ী ভগ্নাংশটির মান ভগ্নাংশ অপেক্ষা বৃহৎ। অর্থাৎ xʹ ˃ x
সুতরাং নওরীন ডোরার প্রস্থ বাড়ানোর জন্য যে কাজটি করেছিল তা যথার্থ হয়েছিল।
0 Comments:
Post a Comment