Questions in this chapter

আলোর ব্যতিচার পরীক্ষণে শিক্ষার্থীরা প্রথম দুটি সুসংগত উৎস ব্যবহার করলো যেগুলো থেকে সমদশাবিশিষ্ট $5500\ \mathring{\rm{A}}$ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলোক তরঙ্গ নির্গত হয়। তারা পর্দায় মিলিত তরঙ্গদ্বয়ের পথপার্থক্য $11000\ \mathring{\rm{A}}$ লক্ষ করলো।

ক. ফার্মাট-এর নীতি লিখ।

খ. বিপদ সংকেতে সবসময় লাল আলো ব্যবহার করা হয় কেন? ব্যাখ্যা কর ।

গ. উৎস থেকে নির্গত প্রতিটি ফোটনের শক্তি হিসাব কর।

ঘ. শিক্ষার্থীরা উক্ত পরীক্ষণে কোন ধরনের ব্যতিচার লক্ষ্য করলো গাণিতিক বিশ্লেষণসহ যুক্তি দাও৷

আকমলের ভর $55 \mathrm{~kg}$ এবং বয়স 40 বছর। সে $2.4 \times 10^{8} \mathrm{~ms}^{-1}$ বেগে গতিশীল মহাশূন্যযানে চড়ে ছায়াপথ অনুসন্ধানে গেল। তার যমজ ভাই তাজমলের বয়স যখন $80$ বছর হলো তখন সে পৃথিবীতে ফিরে এলো।

ক. জেনার ভোল্টেজ কাকে বলে?

খ. অবতল লেন্সে গঠিত প্রতিবিম্ব পর্দায় উৎপন্ন হয় কি-না? ব্যাখ্যা কর।

গ. মহাশূন্যযানে আকমলের ভর নির্ণয় কর।

ঘ. উদ্দীপকে দু'ভাইয়ের বর্তমান বয়স সমান থাকবে কি-না গাণিতিক বিশ্লেষণসহ মতামত দাও।

একটি ধাতুর উপর $2500\ \mathring{\rm{A}}$ এবং $3500 \ \mathring{\rm{A}}$ তরঙ্গ দৈর্ঘ্যবিশিষ্ট দুটি তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ আলাদাভাবে ফেলা হলো। ফলে দুটি ক্ষেত্রেই ধাতবপৃষ্ঠ হতে ইলেকট্রন নির্গত হলো। ধাতুটির সূচন কম্পাঙ্ক $5.5 \times 10^{14} \mathrm{~Hz}$।

ক. আলোক তড়িৎ ক্রিয়া কাকে বলে?

খ. কোনো গতিশীল কণার বেগের সাথে তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের সম্পর্ক কিরূপ?

গ. ধাতুটির কার্য অপেক্ষক নির্ণয় কর।

ঘ. উদ্দীপকে আপতিত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের জন্য উভয়ক্ষেত্রে নিবৃত্তি বিভবের তুলনামূলক গাণিতিক বিশ্লেষণ কর।

$20 \mathrm{~kg}$ ভরের ও $10 \mathrm{~m}$ দৈর্ঘ্যের কোনো একটি বস্তু স্থিরাবস্থা থেকে $0.5 \mathrm{~c}$বেগে চলা আরম্ভ করলো।

ক. কাল দীর্ঘায়ন কী?

খ. ভর শক্তিতে রূপান্তরিত হয়, ব্যাখ্যা কর।

গ. বস্তুটির গতিশীল অবস্থায় দৈর্ঘ্য কত?

ঘ. নিউটনীয় বলবিদ্যা হতে প্রাপ্ত গতিশক্তি ও আপেক্ষিক তত্ত্ব অনুসারে গতিশক্তি এক নয়— উদ্দীপকে প্রদত্ত তথ্যের আলোকে বিশ্লেষণ কর।

$4000 \ \mathring{\rm{A}}$ তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের আলো $\rm{Na}$ পৃষ্ঠে আপতিত হলে ফটোইলেকট্রন নির্গত হয়। ফটোইলেকট্রনের সর্বোচ্চ গতিশক্তি পাওয়া যায় $0.4 \rm{eV}$

ক. ভর-ত্রুটি কী?

খ. দুটি বিন্দুর বিভব পার্থক্য $10\ \rm{V}$ বলতে কী বুঝায়?

গ. উদ্দীপকের নির্গত ইলেকট্রন থামাতে হলে $\rm{Na}$ পাতে কত মানের নিবৃত্তি বিভব প্রয়োগ করতে হবে?

ঘ. যুক্তি দিয়ে বুঝিয়ে দাও যে, একটি নির্দিষ্ট মানের চেয়ে কম মানের কম্পাঙ্কের আলো $\rm{Na}$ পাতে পড়লে তা থেকে ইলেকট্রন নির্গত হবে না।

একটি দ্রুতগামী রকেটে একটি দণ্ড গতির সমান্তরালে । রক্ষিত আছে। রকেটের একজন দর্শক দণ্ডটির দৈর্ঘ্য এবং ঘনত্ব পরিমাপ করলো যথাক্রমে $10 \ m$ এবং $7800 \ kg \ m^{-1}$ পৃথিবী থেকে একজন দর্শক দূরবীক্ষণ যন্ত্রযোগে দণ্ডটির দৈর্ঘ্য নির্ণয় করলো $5 \ m$।

ক. সূচন কম্পাঙ্ক কাকে বলে?

খ. আলো কখনো ভরা কখনো কণারূপ প্রদর্শন করে- ব্যাখ্যা করো।

গ. রকেটের দ্রুতি নির্ণয় করো ।

ঘ. পৃথিবীর দর্শকের নিকট দণ্ডটির ঘনত্বের কীরূপ পরিবর্তন হবে গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।

টম অপেক্ষা জেরি $5$ বছরের ছোট। টম $20$ বছর বয়সে একটি দ্রুত গতিসম্পন্ন কাল্পনিক রকেটে মহাবিশ্ব ভ্রমণে বের হয়। রকেটের দৈর্ঘ্য $10m$ এবং বেগ $0.9165$। জেরির বয়স যখন $35$ বছর তখন টম পৃথিবীতে ফিরে আসে।

ক. আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্বের দ্বিতীয় স্বীকার্যটি লিখ।

খ. মৌলিক বল কীভাবে চেনা যায়?

গ. ভ্রমণের সময় জেরি রকেটের দৈর্ঘ্য কত দেখবে নির্ণয় করো।

ঘ. ভ্রমণ শেষে টম ও জেরির মধ্যে কে বড় গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।

একটি দ্রুত গতিসম্পন্ন মহাশূন্যযান কোনো একটি গ্যালাক্সিতে $0.8$ বেগে ভ্রমণ করছে। জরুরী জ্বালানী হিসাবে ব্যবহারের জন্য এতে এক মৌল ইউরেনিয়াম আছে। ইউরেনিয়ামের গড় আয়ুষ্কাল $6.449 \times 10^{9}$ বছর। অ্যাভোগ্যাড্রো সংখ্যা $6.023 \times 10^{23}$।

ক. আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্বের দ্বিতীয় স্বীকার্যটি লিখ ।

খ. কৃষ্ণবিবর থেকে আলো বের হতে পারে না কেন?

গ. মহাশূন্যযানে অবস্থানরত একজন পর্যবেক্ষক ইউরেনিয়াম ভাঙনের হার কত দেখবে নির্ণয় করো ।

ঘ. পৃথিবীর একজন পর্যবেক্ষক বললো, মহাশূন্যযানে অবস্থিত ইউরেনিয়ামের প্রদত্ত গড় আয়ুস্কাল সঠিক নয়। উপযুক্ত কারণসহ তার মতামতের যথার্থতা যাচাই কর।

একটি মহাশূন্যযানের দুটি অংশের প্রতিটির ভর $500 \ kg$ একটি গ্যালাক্সিতে পরিভ্রমণরত। পাশের লেখচিত্রে বেগ এর সাথে $K=\frac{1}{\sqrt{1-v^{2} / c^{2}}}$ এর পরিবর্তন দেখানো হয়েছে।

ক. আপেক্ষিকতা কী?

খ. মহাশূন্যযানটিকে কি এমন বেগে চালানো সম্ভব যেখানে $k < 1$ ? ব্যাখ্যা কর।

গ. যখন $k = 2$ তখন যানটির ভরবেগ নির্ণয় কর।

ঘ. মহাশূন্যযানটির বেগ $0.58 \ c$ থেকে $0.72c$ ও $0.72c$ থেকে $0.86c$ এ উন্নীত করতে কি একই পরিমাণ জ্বালানী প্রয়োজন হবে? তোমার উত্তরের সপক্ষে যুক্তি দাও।

একটি যুদ্ধবিমানের চলমান দৈর্ঘ্য $180 \mathrm{~m}$ এবং চলমান ভর $18000 \mathrm{~kg}$। এটি কোনো স্থির পর্যবেক্ষকের সাপেক্ষে $18 \times 10^{7} \mathrm{~ms}^{-1}$ বেগে গতিশীল।

ক. তরঙ্গমুখ কাকে বলে?

খ. কোনো বস্তু আলোর বেগের থেকে বেশি বেগে চলা সম্ভব হলে ভরের কী পরিবর্তন ঘটতো— ব্যাখ্যা করো।

গ. যুদ্ধ বিমানের স্থির দৈর্ঘ্য নির্ণয় করো।

ঘ. উদ্দীপকে উল্লিখিত যুদ্ধ বিমানের বেগ অর্ধেক করা হলে এর ভর স্থির ভরের দ্বিগুণ হবে কিনা? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।

একটি পারমাণবিক কণার নিশ্চল ভর $2.5 \times 10^{-27} \ kg$ কণিকাটি $0.9c$ বেগে গতিশীল রয়েছে।

ক. সূচন কম্পাঙ্ক কী?

খ. ইলেকট্রনের তাপীয় নিঃসরণ ও ফটোতড়িৎ নিঃসরণের মধ্যে দুটি পার্থক্য উল্লেখ করো।

গ. উল্লেখিত কণাটির চলমান অবস্থায় ভর বের কর।

ঘ. চলমান অবস্থায় কণাটির মোট শক্তি উহার স্থির ভর শক্তির চেয়ে বেশি— কথাটির প্রমাণ দাও ।

একটি ধাতুর উপর $2500$ Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অতি বেগুনী রশ্মি ফেলা হলো। ধাতুর সূচন কম্পাঙ্ক $5.55 \times 10^{14}Hz$ |

ক.কার্যাপেক্ষক কাকে বলে?

খ.আলোক তড়িৎ ক্রিয়া একটি তাৎক্ষণিক ঘটনা ব্যাখ্যা কর।

গ.নির্গত ইলেকটনের সর্বোচ্চ গতিশক্তি নির্ণয় কর।

ঘ. উক্ত ধাতুর উপর $5405$Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের রশ্মি আপতিত হলে কী ঘটবে বিশ্লেষণ কর ।

চিত্রে কোনো একটি ধাতুর উপর আপতিত আলোর কম্পাঙ্কের সাথে নির্গত ফটো ইলেকট্রনের সর্বোচ্চ গতিশক্তির পরিবর্তন দেখানো হয়েছে। দৃশ্যমান আলোর তরকাদৈর্ঘ্য $400 \ nm$ থেকে $700 \ nm$ ।

ক. এক্স রশ্মি উৎপন্নের মূলনীতিটি কী?

খ. গতিশীল কণারও তরঙ্গ রূপ আছে— ব্যাখ্যা করো ।

গ. লেখচিত্র থেকে প্লাঙ্কের ধ্রুবকের মান নির্ণয় কর।

ঘ. দৃশ্যমান আলোর সাহায্যে উক্ত ধাতু থেকে ইলেকট্রন নির্গত করা সম্ভব কিনা যুক্তিসহ মতামত দাও।

বিজ্ঞান উৎসুক মেধাবী ছাত্রী হুমায়রা তার বাবার সাথে ঢাকা বিশ্ববিদ্যালয়ের পদার্থবিজ্ঞান বিভাগের গবেষণাগারে গিয়ে একটি পরীক্ষণ দেখতে পায়। উক্ত পরীক্ষায় 0.4Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি ফোটন কণা একটি স্থির ইলেকট্রনকে আঘাত করে $55°$ কোণে বিক্ষিপ্ত হয়ে যায়।

[গবেষণাগারের তালিকা থেকে জানা যায় যে, ইলেকট্রনের ভর $=9.1 \times 10^{-31} \mathrm{~kg}$, আলোর বেগ $=9.1 \times 10^{-31} \mathrm{~kg}$ এবং প্ল্যাংকের ধ্রুবক $=6.63 \times 10^{-34}Js.$]

ক. আলোক তড়িৎ ক্রিয়া কাকে বলে?

খ. বিভব পার্থক্যের $S.I$ একক $\mathrm{Kgm}^{2} \mathrm{~A}^{-1} \mathrm{~s}^{-3}$ ব্যাখ্যা কর।

গ. উদ্দীপকের আপতিত ফোটনের শক্তি কত?

ঘ. উদ্দীপকের আলোকে বিক্ষেপণের পূর্বে ও পরে ফোটনের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের তুলনামূলক বিশ্লেষণ কর।

নিচে কয়েকটি বর্ণের তরঙ্গদৈর্ঘ্যএবং কয়েকটি ধাতুর আণবিক ভর ও কার্যাপেক্ষক দেয়া হলো ।

কোনো ধাতুতে যথোপযুক্ত উচ্চ কম্পাঙ্কের আলো ফেললে ফটো ইলেকট্রন নির্গত হয় ।

ক. প্রতিপ্রভা কী?

খ. আণবিক ভরের সাপেক্ষে কার্যাপেক্ষকের লেখচিত্র অংকন। কর।

গ. $Na$ ধাতুর ওপর বেগুনী বর্ণের আলো ফেললে নির্গত ইলেকট্রনের সর্বোচ্চ গতিশক্তি কত হবে নির্ণয় কর।

ঘ. দৃশ্যমান আলোর সাহায্যে লোহা থেকে ফটো ইলেকট্রন নির্গত করা করা সম্ভব কি না ? তোমার উত্তরের সপক্ষে যুক্তি দাও।

শূন্য মাধ্যমে $A$ ও $B$ পাতদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব $3 \ cm$ । $A$ ও $B$ পাতের বিভব যথাক্রমে $– 4.2 \ V$ ও $0 \ V$। $B$ পাত থেকে ইলেকট্রন নির্গত হয়ে সরাসরি $A$ পাতের দিকে গতিশীল হচ্ছে। $B$ পাতের কার্যাপেক্ষক $1.85 \ eV$। দৃশ্যমান আলোর তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের পান্না $4000$ থেকে $7000$ Å

ক. দৈর্ঘ্য সংকোচন কাকে বলে?

খ. বিশেষ আপেক্ষিকতার দ্বিতীয় স্বীকার্য আপাত বিরোধী সত্য ব্যাখ্যা কর।

গ. সর্বনিম্ন কত বেগে একটি ইলেকট্রন নির্গত হলে তা $A$ পাতে পৌছাতে পারবে নির্ণয় কর।

ঘ. দৃশ্যমান আলোর সাহায্যে $B$ পাত থেকে নির্গত ইলেকট্রন $A$ পাতে পৌছাতে পারবে কিনা- গাণিতিকভাবে বিশ্লষণ কর।

একটি কার্বন খণ্ড থেকে $10 \ pm$ তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের $X$ রশ্মি কোনো লক্ষ্যবস্তুতে আঘাত হানায় বিক্ষিপ্ত বিকিরণটি আপতিত রশ্মির দিকের সাথে $60°$ কোণে বিক্ষিপ্ত হয়।

ক. সূচন তরঙ্গদৈর্ঘ্য কী?

খ. নিউক্লিয়াসের ভিতরে ইলেকট্রন থাকতে পারে না কেন? ব্যাখ্যা করো।

গ. বিক্ষিপ্ত $X$ রশ্মির সর্বোচ্চ তরঙ্গ দৈর্ঘ্য নির্ণয় করো।

ঘ. বিক্ষিপ্ত ইলেকট্রনের সর্বোচ্চ গতিশক্তি নির্ণয় করো।

একটি নির্দিষ্ট ধাতব পাতের উপর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একবর্ণী আলো আপতিত হলে আলোক-তড়িৎ প্রবাহের নিবৃত্তি বিভব হয় $3V_{0}$। যখন ঐ পাতে $2\lambda$ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো আপতিত হয় নিবৃত্তি বিভব হয় $V_{o}$l

ক.আলোক-তড়িৎ প্রবাহ কী?

খ.নিবৃত্তি বিভব বলতে কী বুঝায়?

গ.আলোক তড়িৎ নিঃসরণের জন্য ঐ ধাতব পৃষ্ঠের সূচন তরঙ্গদৈর্ঘ্য কত হবে?

ঘ.কোনো ধাতু নীল আলোর প্রভাবে আলোক তড়িৎ ক্রিয়া প্রদর্শন করে। লাল আলো ব্যবহারে ঐ ধাতু অনুরূপ ক্রিয়া না-ও প্রদর্শন করতে পারে- কারণ ব্যাখ্যা করো।

শিক্ষক কলেজ পরীক্ষাগারে আলোক-তড়িৎ ক্রিয়া প্রদর্শনের জন্য ব্যবস্থা গ্রহণ করলেন। ১ম পর্যবেক্ষণে তিনি সোডিয়াম পাতের উপর $300 \ nm$ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একবর্ণী আলো ফেলে পরীক্ষাটি সম্পন্ন করলেন এবং সম্পূর্ণ পরীক্ষাটি ছাত্র/ছাত্রীদের বুঝিয়ে দিলেন। ২য় পর্যবেক্ষণে তিনি আপতিত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য ক্রমশ বৃদ্ধি করে দেখলেন যে, নির্গত ইলেকট্রনের গতিশক্তি কমে যাচ্ছে এবং $505 \ nm$ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো সোডিয়াম পাতের উপর আপতিত হলে নির্গত ইলেকট্রনের কোনো গতিশক্তি থাকে না।

ক. কার্যাপেক্ষক কাকে বলে?

খ. কোনো নির্দিষ্ট একটি ধাতব পাতের জন্য ছোট না-কি বড় তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো দ্বারা সহজে আলোক তড়িৎ ক্রিয়া প্রদর্শন সহজ হবে?

গ. সোডিয়াম পাতের কার্যাপেক্ষক কত?

ঘ. আপতিত আলোক রশ্মির তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বৃদ্ধির সাথে সাথে নির্গত ইলেকট্রনের গতিশক্তি কেন কমছিল তার যথাযথ ব্যাখ্যা দাও এবং এর মাধ্যমে তুমি আলোর প্রকৃতি সম্পর্কে - কীরূপ ধারণা পাও?

$4000$Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো সোডিয়াম পৃষ্ঠে আপতিত হলে ফটো ইলেকট্রন নির্গত হয়। ফলে ইলেকট্রনের সর্বোচ্চ গতিশক্তি পাওয়া যায় $0.4 \ eV$ |

ক.সূচন কম্পাঙ্ক কাকে বলে ?

খ.আলোক-তড়িৎ ক্রিয়া প্রদর্শনের জন্য সাধারণত কোন ধরনের ধাতব পাত নেয়া হয় এবং কেন?

গ.উদ্দীপকের নির্গত ইলেকট্রন থামাতে হলে Na পাতে কত মানের নিবৃত্তি বিভব প্রয়োগ করতে হবে?

ঘ. যুক্তি দিয়ে বর্ণনা কর যে, একটি নির্দিষ্ট মানের চেয়ে কম মানের কম্পাঙ্কের আলো $Na$ পাতে পড়লে তা থেকে ইলেকট্রন নির্গত হবে না ।