কুমিল্লা বোর্ড ২০২৫ — ভৌত আলোকবিজ্ঞান সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

যে প্রসঙ্গ কাঠামোতে নিউটনের গতির প্রথম সূত্র তথা জড়তার সূত্র খাটে, অর্থাৎ যে কাঠামো স্থির থাকে বা সমবেগে চলে, তাকে জড় কাঠামো বলে; আর যে প্রসঙ্গ কাঠামো অন্য কোনো জড় কাঠামোর সাপেক্ষে ত্বরণসহ গতিশীল, যেখানে জড়তার সূত্র খাটে না, তাকে অজড় কাঠামো বলে।

হাইড্রোজেন বোমায় নিউক্লীয় ফিউশন বিক্রিয়া ঘটে, যেখানে হালকা নিউক্লিয়াস (যেমন ডিউটেরিয়াম ও ট্রিটিয়াম) মিলিত হয়ে ভারী নিউক্লিয়াস গঠন করে এবং বিপুল শক্তি নির্গত হয়।

ধনাত্মক আধানযুক্ত নিউক্লিয়াসগুলোর পারস্পরিক কুলম্ব বিকর্ষণ অতিক্রম করে মিলিত হতে প্রায় 10⁷ K বা তার বেশি তাপমাত্রা প্রয়োজন।

এজন্য হাইড্রোজেন বোমার ভেতরে প্রথমে একটি ফিশন বোমা (পারমাণবিক বোমা) বিস্ফোরিত করে এই অতি উচ্চ তাপমাত্রা ও চাপ সৃষ্টি করা হয়।

এর ফলে ডিউটেরিয়াম ও ট্রিটিয়াম নিউক্লিয়াস মিলিত হয়, 21H+31H→42He+10n+17.6 MeV। এ প্রক্রিয়ায় ভর ত্রুটি শক্তিতে রূপান্তরিত হয়ে মুহূর্তের মধ্যে প্রচণ্ড বিস্ফোরণ ঘটায়। এভাবে হাইড্রোজেন বোমায় নিউক্লীয় বিক্রিয়া সংঘটিত হয়।

আমরা জানি,

dsin θ=nλ

বা, sin θ=nλd=12×5.4×10⁻⁷2.5×10⁻³

বা, sin θ=2.592×10⁻³

বা, θ=sin⁻¹(2.592×10⁻³)

∴ θ=2.592×10⁻³ rad=0.149^∘

অতএব, কেন্দ্রীয় উজ্জ্বল ডোরা থেকে ১২তম উজ্জ্বল ডোরার কৌণিক সরণ 2.592×10⁻³ rad বা 0.149^∘।

ডোরার প্রস্থ β=λDd। আলো বায়ু থেকে গ্লিসারিনে গেলে কম্পাঙ্ক অপরিবর্তিত থাকে কিন্তু তরঙ্গদৈর্ঘ্য কমে, λ_g=λn_g। উভয় মাধ্যমে ডোরার প্রস্থ নির্ণয় করি।

বায়ুতে ডোরার প্রস্থ,

β=λDd=5.4×10⁻⁷×22.5×10⁻³

∴ β=4.32×10⁻⁴ m=0.432 mm

গ্লিসারিনে তরঙ্গদৈর্ঘ্য,

λ_g=λn_g=5.4×10⁻⁷1.46=3.699×10⁻⁷ m

গ্লিসারিনে ডোরার প্রস্থ,

β_g=λ_gDd=3.699×10⁻⁷×22.5×10⁻³

∴ β_g=2.96×10⁻⁴ m=0.296 mm

দেখা যায়, β_gβ=1n_g=11.46=0.685; অর্থাৎ গ্লিসারিনে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য কমে যাওয়ায় ডোরার প্রস্থ 0.432 mm থেকে কমে 0.296 mm হয়, অর্থাৎ প্রায় 0.136 mm হ্রাস পায়।

অতএব, পরীক্ষণটি গ্লিসারিনে সম্পন্ন করলে ডোরার প্রস্থ পরিবর্তিত হবে; তা বায়ুর তুলনায় 11.46 গুণ, অর্থাৎ হ্রাস পাবে।