ভৌত আলোকবিজ্ঞান — বোর্ডের সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

বায়ু মাধ্যমে ইয়ং-এর দ্বি-চির পরীক্ষায় ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 5400 Å। চিরদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব 1.5 mm এবং চির হতে পর্দার দূরত্ব 2.0 m। পানির প্রতিসরণাঙ্ক 43।

নিচের চিত্রে ইয়ং-এর দ্বি-চির পরীক্ষার একটি ব্যবস্থা দেখানো হয়েছে। এখানে S₁ ও S₂ দুটি সুসংগত আলোক উৎস এবং ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 3800 Å, S₁S₂=0.5 mm।

একটি সমতল গ্রেটিং এর চির এবং দাগের বেধ যথাক্রমে 0.0004 cm এবং 0.00015 cm। গ্রেটিংটিতে 7000 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একবর্ণী আলো আপতিত করা হলো। গ্রেটিং হতে পর্দার দূরত্ব 1 m।

বায়ু মাধ্যমে ইয়ং এর দ্বিচির পরীক্ষায় ব্যবহৃত আলোক তরঙ্গদৈর্ঘ্য 5400 Å। চিরদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব 2.5 mm এবং চির হতে পর্দার দূরত্ব 2 m। [গ্লিসারিনের প্রতিসরাঙ্ক = 1.46]

ইয়ং-এর দ্বিচির পরীক্ষণে পর্দার লম্ব দূরত্ব চিরদ্বয়ের দূরত্বের 50 গুণ। প্রথম পরীক্ষণে লাল ও নীল আলো দ্বারা বর্ণালি পৃথকভাবে পর্যবেক্ষণ করা হলো। নীল ও লাল আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য যথাক্রমে 4000 Å ও 7000 Å।

ইয়ং-এর দ্বি-চির পরীক্ষায় 6500 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের লাল আলো ব্যবহার করে পর্দার ওপর দশম ডোরা পর্যবেক্ষণ করা হলো। পরবর্তীতে সবুজ (λ_g=4980 Å) এবং নীল (λ_b=4380 Å) আলো ব্যবহার করে একই পর্দায় পূর্বের অবস্থানে সম সংখ্যক ডোরা তৈরির চেষ্টা করা হলো। চিরদ্বয়ের ব্যবধান 0.36 mm এবং চিরদ্বয় হতে পর্দার দূরত্ব 85 cm।

ইয়ং এর দ্বি-চির পরীক্ষায় চিরদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব 1 mm। চির ও পর্দার মধ্যবর্তী দূরত্ব 1 m এবং ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 5.88×10⁻⁷ m। পর্দার উপর P একটি বিন্দু যা কেন্দ্রীয় উজ্জ্বল ডোরা থেকে 2.5 cm দূরে অবস্থিত।

রহিম পরীক্ষাগারে ইয়ং-এর দ্বি-চির পরীক্ষা সম্পন্ন করার জন্য চির দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব 2.5 mm রেখে এর উপর 5840 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একবর্ণী আলো আপতিত করলো। সে পর্দার মধ্যবিন্দু হতে 5.1392 mm দূরে ১১তম উজ্জ্বল ডোরা দেখতে পেল। চির থেকে পর্দার দূরত্ব 2 m।

পদার্থবিজ্ঞান গবেষণাগারে ইয়ং-এর দ্বি-চির পরীক্ষাটি সম্পন্ন করতে 2.95 mm ব্যবধানের চিরদ্বয় থেকে 1 m দূরে পর্দা স্থাপন করা হলো। P বিন্দুতে সৃষ্ট ডোরার ক্ষেত্রে, ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য ছিল 5900 Å এবং তরঙ্গদ্বয়ের পথ পার্থক্য পাওয়া গেল 2.36×10⁻⁶ m।

নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো দিয়ে 6×10⁻³ mm প্রস্থের চির আলোকিত করে অপবর্তন সৃষ্টি করা হলো। ফলে কেন্দ্রীয় চরমের উভয় পাশে তৃতীয় ক্রমের অবমগুলোর মধ্যবর্তী কৌণিক দূরত্ব 34.26^∘ পাওয়া গেল। লেন্স থেকে পর্দার দূরত্ব 150 cm।

একজন পরীক্ষার্থী সমতল অপবর্তন গ্রেটিং ব্যবহার করে আলোর অপবর্তন পর্যবেক্ষণ করছিল। অপবর্তন গ্রেটিং এর চিরের ও দাগের বেধ যথাক্রমে 0.005 mm এবং 0.001 mm। ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 4000 Å। পর্দায় কেন্দ্রীয় চরমের উভয়পাশে গৌণ চরম দেখতে পায়।

ইয়ং এর দ্বি-চির পরীক্ষায় চিরদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব 0.4 mm এবং চির হতে পর্দার দূরত্ব 1.2 m। ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 3800 Å। কেন্দ্রীয় উজ্জ্বল বিন্দুর উভয় পাশে 9.12 mm পর্যন্ত আলোর বিস্তৃতি পাওয়া যায়। [একটি চিরের প্রস্থ 0.1 mm]

আলোর ব্যতিচার পরীক্ষা করার জন্য ছাত্ররা দুটি সুসংগত উৎস ব্যবহার করল। উৎস হতে নির্গত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 4500 Å। উৎস হতে পর্দার দূরত্ব 1 m এবং ডোরার প্রস্থ 5 mm।

চিত্রে কেন্দ্রীয় চরম বিন্দু O হতে ৪র্থ চরম বিন্দু P এর দূরত্ব 6 mm।

চিত্র অনুযায়ী ইয়ং এর দ্বিচির পরীক্ষায় দুই চিরের মধ্যবর্তী দূরত্ব 2a=0.5 mm এবং চির থেকে পর্দার দূরত্ব 1.4 m। কেন্দ্রীয় উজ্জ্বল বিন্দু O হতে দ্বিতীয় উজ্জ্বল বিন্দুর দূরত্ব 6 mm।

একটি সমতল অপবর্তন গ্রেটিং এর চির এবং দাগের প্রস্থ যথাক্রমে 1×10⁻⁶ m ও 1.5×10⁻⁶ m। গ্রেটিংটির উপর 5500 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো দ্বারা আলোকিত করা হলো।

বায়ুতে ইয়ং এর দ্বিচির পরীক্ষায় দুটি চিরের মধ্যবর্তী দূরত্ব 0.4 mm এবং চির হতে পর্দার দূরত্ব 1 m। কেন্দ্রীয় উজ্জ্বল ডোরা হতে 12 তম উজ্জ্বল ডোরার দূরত্ব 9.3 mm। পরবর্তীতে পরীক্ষণটি পানিতে সম্পন্ন করা হলো। পানির প্রতিসরাঙ্ক 43।

উদ্দীপকটি লক্ষ্য করো-

দ্বি-চির পরীক্ষণটিতে 5890 Å আলোক রশ্মি ব্যবহার করা হলো।

ইয়ং এর দ্বি-চির পরীক্ষায় 5890 Å আলো ব্যবহারে 1.5 m দূরে স্থাপিত পর্দায় ব্যতিচার সজ্জা সৃষ্টি করা হলো, চিরদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব 1 mm।

ইয়ং-এর দ্বি-চির পরীক্ষণে ব্যবহৃত আলোক উৎসের তরঙ্গদৈর্ঘ্য 5896 Å। চিরদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব 2 mm এবং চির ও পর্দার লম্ব দূরত্ব 1 m। পরবর্তীতে চিরদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব অর্ধেক এবং চির ও পর্দার দূরত্ব দ্বিগুণ করা হলো।

বায়ু মাধ্যমে ইয়ং-এর দ্বিচির পরীক্ষায় ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য, λ=3800 Å এবং S₂P−S₁P=6λ।

ইয়ং এর দ্বিচির পরীক্ষায় চিরদ্বয়ের মধ্যবর্তী ব্যবধান 1 mm এবং এর থেকে পর্দার দূরত্ব 1 m। ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 6000 Å।

চিত্রে ইয়ং এর দ্বিচির পরীক্ষার একটি ব্যবস্থা দেখানো হলো। চিরে 3100 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো ফেলা হলে পর্দার কেন্দ্র হতে উভয় দিকে 10টি ডোরা দেখা গেল।

পদার্থবিজ্ঞান ল্যাবের ইয়ং এর দ্বিচির পরীক্ষায় একবর্ণী 5890 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলোক উৎস, চিরদ্বয় 0.8 mm ব্যবধানে এবং পর্দা চিরদ্বয় হতে 1 m দূরত্বে আছে। রিমা পর্দাকে চিরদ্বয়ের দিকে 5.2 cm সরিয়ে এবং সীমা পর্দাকে বিপরীত দিকে 5.2 cm দূরে সরিয়ে ব্যতিচার সজ্জা পর্যবেক্ষণ করে। রিমা ডোরার প্রস্থের পরিবর্তন 0.02 mm দেখল।

[P বিন্দুতে দশা পার্থক্য = 6π, আলোর কম্পাঙ্ক = 10⁶ Hz, S₁S₂=1 mm, পানির প্রতিসরাঙ্ক = 1.33] চিত্রে ইয়ং এর দ্বিচির পরীক্ষার তথ্য দেওয়া হলো।

ইয়ং এর দ্বি-চির পরীক্ষায় 5800 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো ব্যবহার করা হয়েছে। পরবর্তীতে দ্বি-চিরটি 0.2 mm প্রস্থের একক চির দ্বারা প্রতিস্থাপন করা হলো।

S₁S₂=0.3 mm, D=1 m, OL=8.2 mm

ইয়ং এর দ্বি-চির পরীক্ষায় 600 nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো ব্যবহার করা হলো এবং বায়ুতে ডোরার প্রস্থ 2 mm পাওয়া গেল। পরবর্তীতে 500 nm এবং 400 nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো দিয়ে ডোরার অবস্থান পর্যবেক্ষণ করা হলো।

পরীক্ষাগারে একটি ফ্রনহফার শ্রেণির একক চিরের দরুণ অপবর্তন পরীক্ষায় 5890 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো ব্যবহার করা হলো। দ্বিতীয় ক্রমের চরমের জন্য অপবর্তন কোণ 10^∘ পাওয়া গেল এবং দশম অবম বিন্দুটি পাওয়ার চেষ্টা করা হলো।

ইয়ং এর দ্বি-চির পরীক্ষায় চির দুটির ব্যবধান 0.3 mm এবং পর্দার দূরত্ব 160 cm। নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো চিরের উপর ফেলা হলে পর্দার কেন্দ্র হতে উভয় পার্শ্বে 12 টি উজ্জ্বল ডোরা দেখা যায়।

একদল শিক্ষার্থী পদার্থবিজ্ঞান গবেষণাগারে ইয়ং এর দ্বি-চির পরীক্ষাটি সম্পন্ন করার জন্য চির দু'টির মধ্যবর্তী দূরত্ব 2 mm এবং চির থেকে পর্দাটিকে 1 m দূরে স্থাপন করলো। পরীক্ষায় ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য ছিল 5900 Å এবং চির দুটি থেকে নিঃসৃত আলোর তরঙ্গদ্বয়ের পথ পার্থক্য পেল 1.5×10⁻⁶ m।

ইয়ং এর দ্বি-চির পরীক্ষায় চির দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব 2.5 mm। ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 5840 Å চিরের মধ্যবর্তী অঞ্চলে আপতিত করার ফলে পর্দার উপর পর্যায়ক্রমে উজ্জ্বল ও অন্ধকার পট্টির সৃষ্টি হয়। কেন্দ্রীয় উজ্জ্বল পট্টি হতে প্রথম উজ্জ্বল পট্টির মধ্যবর্তী দূরত্ব 0.4672 mm।

রিয়া এবং রিপা দুটি অপবর্তন গ্রেটিং নিয়ে পরীক্ষা করছিল। রিয়ার গ্রেটিং এ প্রতি সেন্টিমিটারে দাগসংখ্যা 6000। এর ভিতরে কমলা রঙের আলো ফেলা হলো। অপরদিকে রিপার গ্রেটিং-এর গ্রেটিং ধ্রুবক 1.6×10⁻⁶ m। সে সবুজ আলো নিয়ে পরীক্ষা করছিল। রিয়া বললো প্রথম উজ্জ্বল রেখার জন্য অপবর্তন কোণ আমার ক্ষেত্রে বেশি হবে। রিপা বললো, দেখা যাক।

ল্যাবরেটরিতে বায়ু মাধ্যমে রওনক সাহেব ইয়ং এর দ্বি-চির পরীক্ষায় চির দুটির ব্যবধান 0.66 cm এবং চির হতে পর্দার দূরত্ব 166 cm নিয়ে কাজ করল। কেন্দ্রীয় উজ্জ্বল পট্টি হতে 16 তম উজ্জ্বল পট্টির দূরত্ব পেল 0.16 cm। রওনক সাহেব পরীক্ষাটি আবার 1.66 প্রতিসরাঙ্ক বিশিষ্ট মাধ্যমে সম্পন্ন করলেন।

বায়ুতে ইয়ং-এর একটি দ্বি-চির পরীক্ষায় ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 5200 Å। পর্দার দূরত্ব 90 cm এবং চিরের ব্যবধান 0.4 mm। এরপর পরীক্ষণটি গ্লিসারিন ও কেরোসিন মাধ্যমে সম্পন্ন করা হয়। গ্লিসারিন ও কেরোসিনের প্রতিসরণাঙ্ক যথাক্রমে 1.47 এবং 1.441।

জারা পদার্থবিজ্ঞান গবেষণাগারে ইয়ং-এর দ্বিচির পরীক্ষার 0.2 cm ব্যবধানে অবস্থিত দুটি চিরে আলো ফেললো। চির থেকে 100 cm দূরে পর্দায় ডোরার প্রস্থ 0.03 cm পেলো। ডোরার প্রস্থ বৃদ্ধি করার জন্য জারা চিরের ব্যবধান কমিয়ে 0.15 cm এবং পর্দার দূরত্ব বাড়িয়ে 150 cm করলো।

ইয়ং-এর দ্বিচির পরীক্ষায় চিরদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব 1 mm। পরীক্ষণটিতে একবর্ণী আলো ব্যবহার করে চির হতে 80 cm দূরত্বে অবস্থিত পর্দায় ব্যতিচার ডোরা সৃষ্টি করা হল। পর্দাকে চিরের দিকে 5 cm সরালে ডোরা ব্যবধানের পরিবর্তন ঘটে 3×10⁻⁵ m।

ইয়ং এর দ্বি-চির পরীক্ষায় চিরদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব 1 mm চির দুটি থেকে 150 cm দূরে পর্দার ডোরা পাওয়া গেল। পরীক্ষায় ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 6000 Å।

ইয়ং এর দ্বিচির পরীক্ষায় দুটি চিরের মধ্যবর্তী দূরত্ব 2 mm নেয়া হল। এ চিরদ্বয় থেকে 1 m দূরত্বে পর্দায় ডোরার ব্যবধান 0.3 mm পাওয়া গেল।

উপরের চিত্রে ইয়ং-এর দ্বিচির পরীক্ষার একটি ব্যবস্থা দেখানো হয়েছে, যেখানে S₁ ও S₂ দুটি সুসংগত উৎস।

পদার্থবিজ্ঞান ল্যাবে একদল শিক্ষার্থী ইয়ং-এর দ্বিচির পরীক্ষায় পর্দা থেকে 1 m দূরত্বে দুটি চির স্থাপন করল। চিরদ্বয়ের মধ্যবর্তী ব্যবধান 4×10⁻⁴ m। তারা লাল আলো ব্যবহার করে পর্দার উপর 40 টি ডোরা সৃষ্টি করলো। পরে সবুজ ও নীল আলো ব্যবহার করল।

λ_r=6200 Å, λ_g=4950 Å থেকে 5700 Å পর্যন্ত, λ_B=4500 Å থেকে 4950 Å পর্যন্ত।

চিত্রে ইয়ং-এর দ্বি-চির পরীক্ষার ব্যবস্থা দেখানো হয়েছে। ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 5500 Å, চিরদ্বয়ের প্রস্থ 0.1 mm এবং মধ্যবর্তী দূরত্ব 0.5 mm। পানির প্রতিসরণাঙ্ক 1.33 এবং পানিতে আলোর দ্রুতি 1450 m s⁻¹।

পরীক্ষাগারে ইয়ং এর দ্বি-চির পরীক্ষা সম্পন্ন করতে গ্রুপ-বি এর শিক্ষার্থীরা 5460 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সবুজ আলো দ্বারা একটি পর্দাকে আলোকিত করল। ফলে স্লিটগুলো হতে 1 m দূরে পর্দার উপর যে ব্যতিচার পট্টি দেখা গেল তার চারটি উজ্জ্বল ডোরার ব্যবধান 5 mm।

সুমি প্রতি সেন্টিমিটারে 6000 দাগবিশিষ্ট অপবর্তন গ্রেটিং এর 5890 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো ফেলল। অপরদিকে রুমি প্রতি সেন্টিমিটারে 1.25×10⁵ সংখ্যক দাগবিশিষ্ট অপবর্তন গ্রেটিং-এ 2200 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো ফেলল।

ইয়ং এর দ্বিচির পরীক্ষায় চির দুটির ব্যবধান 0.4 mm এবং পর্দার দূরত্ব 1 m। 3100 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো চিরের উপর ফেলা হলে পর্দায় কেন্দ্র হতে ডানে বা বায়ে 12 টি উজ্জ্বল ডোরা দেখা যায়। চিরের মধ্যবর্তী ব্যবধান কমানো হলে পর্দায় দৃশ্যমান ডোরার পরিবর্তন হয়।

বায়ু মাধ্যমে সম্পন্ন দ্বি-চির পরীক্ষায় ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 5400 Å। চিরদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব 1.5 mm এবং পর্দার দূরত্ব 2.0 m।

রায়হান অপটিকস ল্যাবে 600 nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যবিশিষ্ট একবর্ণী আলো 2 μm প্রস্থের চিরবিশিষ্ট একটি অপবর্তন গ্রেটিং-এর উপর লম্বভাবে আপতিত করল। সে ধারণা করেছিল যে সে নয়টি চরম বিন্দু দেখতে পারবে।

ইয়ং এর দ্বিচির পরীক্ষায় চিরের মধ্যবর্তী দূরত্ব 0.3 mm। পর্দা থেকে চির দুটির দূরত্ব 1 m। বায়ু মাধ্যমে পরীক্ষায় উৎপন্ন কেন্দ্রীয় উজ্জ্বল পট্টি থেকে ৮ম উজ্জ্বল পট্টির দূরত্ব 6.2 mm। এই ব্যবস্থাটিকে পানির মধ্যে স্থাপন করে পর্যবেক্ষণ করা হলো _aμ_w=43।

উদ্দীপকে 3800 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো ব্যবহার করে ইয়ং-এর দ্বিচির পরীক্ষা সম্পন্ন করা হচ্ছে। চিত্রে S₁S₂=0.5 mm, OP=6.46×10⁻³ m, D=1 m।

নিচের চিত্রে ইয়ং-এর দ্বি-চির পরীক্ষার একটি ব্যবস্থা দেখানো হয়েছে। যেখানে S₁ ও S₂ দুটি সুসংগত উৎস। ব্যবহৃত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 5800 Å।

প্রতি মিটারে 6×10⁵ সংখ্যক রেখাসম্পন্ন কোনো অপবর্তন গ্রেটিং এর মধ্য দিয়ে 450 nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো কোনো ফিল্টারের সাহায্যে লম্বভাবে আপতিত করা হলো।