ঢাকা বোর্ড ২০২৫ — ভৌত আলোকবিজ্ঞান সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

দুটি সুসংগত উৎস থেকে নিঃসৃত একই তরঙ্গদৈর্ঘ্য ও সমান বা প্রায় সমান বিস্তারের দুটি আলোক তরঙ্গের উপরিপাতনের ফলে কোনো কোনো বিন্দুতে আলোর তীব্রতা বৃদ্ধি পায় এবং কোনো কোনো বিন্দুতে হ্রাস পায় বা অন্ধকার হয়; এ ঘটনাকে আলোর ব্যতিচার বলে।

মাইক্রো-তরঙ্গ হলো 1 mm থেকে 1 m তরঙ্গদৈর্ঘ্যের তাড়িতচৌম্বক তরঙ্গ। মাইক্রোওয়েভ ওভেনে সাধারণত প্রায় 2.45 GHz কম্পাঙ্কের মাইক্রো-তরঙ্গ ব্যবহার করা হয়।

খাদ্যে থাকা পানির অণুগুলো পোলার বা তড়িৎ দ্বিমেরু। মাইক্রো-তরঙ্গের পরিবর্তনশীল তড়িৎক্ষেত্রের প্রভাবে এই দ্বিমেরুগুলো প্রতি সেকেন্ডে কোটি কোটি বার দিক পরিবর্তন করে ঘূর্ণন-কম্পন করে।

ফলে অণুগুলোর পারস্পরিক ঘর্ষণ ও সংঘর্ষে তাদের গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়, যা তাপে রূপান্তরিত হয়।

মাইক্রো-তরঙ্গ খাদ্যের কিছুটা ভেতরে প্রবেশ করতে পারে বলে খাদ্য দ্রুত ও সমভাবে উত্তপ্ত হয়। এজন্য রান্নার কাজে মাইক্রো-তরঙ্গ ব্যবহার করা হয়।

কেন্দ্রীয় উজ্জ্বল ডোরা থেকে n তম উজ্জ্বল ডোরার কৌণিক সরণ θ হলে, dsin θ=nλ; কোণ ক্ষুদ্র বলে sin θ≈θ।

আমরা জানি,

dsin θ=nλ

বা, sin θ=nλd=8×5.4×10⁻⁷1.5×10⁻³

বা, sin θ=2.88×10⁻³

বা, θ=sin⁻¹(2.88×10⁻³)

∴ θ=2.88×10⁻³ rad=0.165^∘

অতএব, অষ্টম উজ্জ্বল ডোরার কৌণিক সরণ 2.88×10⁻³ rad বা 0.165^∘।

ডোরার প্রস্থ β=λDd। আলো বায়ু থেকে পানিতে গেলে কম্পাঙ্ক অপরিবর্তিত থাকে কিন্তু বেগ ও তরঙ্গদৈর্ঘ্য কমে যায়, λ_w=λn_w। উভয় মাধ্যমে ডোরার প্রস্থ নির্ণয় করি।

বায়ুতে ডোরার প্রস্থ,

β=λDd=5.4×10⁻⁷×21.5×10⁻³

∴ β=7.2×10⁻⁴ m=0.72 mm

পানিতে তরঙ্গদৈর্ঘ্য,

λ_w=λn_w=5.4×10⁻⁷4/3=4.05×10⁻⁷ m

পানিতে ডোরার প্রস্থ,

β_w=λ_wDd=4.05×10⁻⁷×21.5×10⁻³

∴ β_w=5.4×10⁻⁴ m=0.54 mm

দেখা যায়, β_wβ=1n_w=34; অর্থাৎ পানিতে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য কমে যাওয়ায় ডোরার প্রস্থ 0.72 mm থেকে কমে 0.54 mm হয়, অর্থাৎ 0.18 mm হ্রাস পায়।

অতএব, পরীক্ষণটি পানিতে সম্পন্ন করলে ডোরার প্রস্থ একই থাকবে না, বরং বায়ুর তুলনায় 34 গুণ হয়ে যাবে।