ইসহাক · ২য় পত্র · অধ্যায় ৬
জ্যামিতিক আলোকবিজ্ঞান — গাণিতিক সমস্যা
দেওয়া আছে,
বস্তু দূরত্ব, u = 30 cm
বিবর্ধন, m = 23
বিম্ব অবাস্তব, তাই বিম্ব দূরত্ব v ঋণাত্মক।
বিম্ব দূরত্ব, v = ?
ফোকাস দূরত্ব, f = ?
আমরা জানি,
m = vu
বা, v = m × u
= 23 × 30
= 20 cm
বিম্ব অবাস্তব, ∴ v = −20 cm
আবার, আমরা জানি,
1v + 1u = 1f
বা, 1f = 1−20 + 130
বা, 1f = −3 + 260
বা, 1f = −160
∴ f = −60 cm
ফোকাস দূরত্ব ঋণাত্মক, তাই লেন্সটি অবতল।
উত্তর: প্রতিবিম্ব লেন্স থেকে বস্তুর দিকেই (পেছনে) 20 cm দূরে; f = −60 cm (মান 60 cm); লেন্সটি অবতল।
দেওয়া আছে,
বস্তুর দৈর্ঘ্য, l = 5 cm
ফোকাস দূরত্ব, f = −30 cm (অবতল লেন্স)
বস্তু দূরত্ব, u = 15 cm
বিম্বের দৈর্ঘ্য, l′ = ?
আমরা জানি,
1v + 1u = 1f
বা, 1v = 1f − 1u
= 1−30 − 115
= −1 − 230
= −110
∴ v = −10 cm
আবার, আমরা জানি,
m = l′l = vu
বা, l′ = vu × l
= 1015 × 5
= 3.33 cm
উত্তর: বিম্বের আকার (দৈর্ঘ্য) 3.33 cm (বিম্ব লেন্স থেকে 10 cm দূরে, অবাস্তব)।
লক্ষ করো: বইয়ের উত্তর 10 cm আসলে বিম্বের দূরত্ব (v), বিম্বের আকার নয়; আকার 1015 × 5 = 3.33 cm।
দেওয়া আছে,
বাতাসে ফোকাস দূরত্ব, fa = 25 cm
লেন্সের উপাদানের প্রতিসরণাঙ্ক, μg = 32
পানির প্রতিসরণাঙ্ক, μw = 43
পানিতে ফোকাস দূরত্ব, fw = ?
আমরা জানি, বাতাসে,
1fa = (μg − 1)1r1 + 1r2 ... (i)
পানিতে,
1fw = μgμw − 11r1 + 1r2 ... (ii)
(i) কে (ii) দিয়ে ভাগ করে,
fwfa = μg − 1μgμw − 1
এখানে, μgμw = 3/24/3 = 98
বা, fw25 = 32 − 198 − 1
বা, fw25 = 1/21/8
বা, fw25 = 4
∴ fw = 4 × 25
= 100 cm
উত্তর: 100 cm
লক্ষ করো: প্রশ্নে পানির প্রতিসরণাঙ্ক "2/3" ছাপার ভুল; পানির প্রতিসরণাঙ্ক 43 ধরলেই বইয়ের উত্তর 100 cm আসে।
দেওয়া আছে,
বস্তু ও পর্দার দূরত্ব, u + v = 90 cm
বিবর্ধন, m = 2
পর্দায় বিম্ব পড়ে, তাই বিম্ব বাস্তব (v ধনাত্মক)।
ফোকাস দূরত্ব, f = ?
আমরা জানি,
m = vu
বা, 2 = vu
∴ v = 2u
এখন, u + v = 90
বা, u + 2u = 90
বা, 3u = 90
∴ u = 30 cm
এবং v = 2 × 30 = 60 cm
আবার, আমরা জানি,
1v + 1u = 1f
বা, 1f = 160 + 130
বা, 1f = 1 + 260
বা, 1f = 360
∴ f = 20 cm
f ধনাত্মক, তাই লেন্সটি উত্তল।
উত্তর: উত্তল লেন্স, ফোকাস দূরত্ব 20 cm
দেওয়া আছে,
বস্তুর দৈর্ঘ্য, l = 5 cm
ফোকাস দূরত্ব, f = 30 cm (অবতল দর্পণ)
বস্তু দূরত্ব, u = 15 cm
বিম্ব দূরত্ব, v = ?
বিম্বের দৈর্ঘ্য, l′ = ?
আমরা জানি,
1v + 1u = 1f
বা, 1v = 1f − 1u
= 130 − 115
= 1 − 230
= −130
∴ v = −30 cm
v ঋণাত্মক, তাই বিম্ব অবাস্তব এবং দর্পণের পেছনে গঠিত হবে।
আবার, আমরা জানি,
m = l′l = vu
বা, l′ = vu × l
= 3015 × 5
= 10 cm
m = 2, তাই বিম্ব বিবর্ধিত (এবং সোজা)।
উত্তর: দর্পণের পেছনে 30 cm দূরে (v = −30 cm), অবাস্তব ও সোজা, বিবর্ধিত; আকার 10 cm
দেওয়া আছে,
উত্তল লেন্সের ফোকাস দূরত্ব, f1 = 20 cm
অবতল লেন্সের ফোকাস দূরত্ব, f2 = −30 cm
তুল্য ফোকাস দূরত্ব, F = ?
তুল্য লেন্সের ক্ষমতা, P = ?
আমরা জানি,
1F = 1f1 + 1f2
বা, 1F = 120 + 1−30
বা, 1F = 3 − 260
বা, 1F = 160
∴ F = 60 cm = 0.60 m
F ধনাত্মক, তাই তুল্য লেন্সটি উত্তল লেন্সের মতো আচরণ করবে।
আবার, আমরা জানি,
P = 1F (m)
বা, P = 10.60
= 1.67 D
উত্তর: F = 60 cm; উত্তল লেন্সের ন্যায় আচরণ করবে; ক্ষমতা 1.67 D
দেওয়া আছে,
ফোকাস দূরত্ব, f = 0.15 m
বিবর্ধন, m = 3
দুই বিন্দুর মধ্যে দূরত্ব, u1 − u2 = ?
(i) বাস্তব বিম্বের ক্ষেত্রে বস্তু দূরত্ব নির্ণয়:
বিম্ব বাস্তব হলে v = 3u1
আমরা জানি,
1v + 1u = 1f
বা, 13u1 + 1u1 = 10.15
বা, 1 + 33u1 = 10.15
বা, 3u1 = 4 × 0.15
বা, 3u1 = 0.60
∴ u1 = 0.20 m
(ii) অবাস্তব বিম্বের ক্ষেত্রে বস্তু দূরত্ব নির্ণয়:
বিম্ব অবাস্তব হলে v = −3u2
আমরা জানি,
1v + 1u = 1f
বা, 1−3u2 + 1u2 = 10.15
বা, −1 + 33u2 = 10.15
বা, 3u2 = 2 × 0.15
বা, 3u2 = 0.30
∴ u2 = 0.10 m
∴ বিন্দু দুটির মধ্যে দূরত্ব = u1 − u2
= 0.20 − 0.10
= 0.10 m
উত্তর: 0.1 m
দেওয়া আছে,
বস্তু দূরত্ব, u = 16 cm
বিম্ব দূরত্ব, v = −24 cm (অবাস্তব বিম্ব)
লেন্সের ক্ষমতা, P = ?
আমরা জানি,
1v + 1u = 1f
বা, 1f = 1−24 + 116
বা, 1f = −2 + 348
বা, 1f = 148
∴ f = 48 cm = 0.48 m
আবার, আমরা জানি,
P = 1f (m)
বা, P = 10.48
= 2.08 D
উত্তর: 2.08 D
দেওয়া আছে,
প্রথম ক্ষেত্রে বস্তু দূরত্ব, u1 = 15 cm
বিবর্ধন, m = 2
দ্বিতীয় ক্ষেত্রে বস্তু দূরত্ব, u2 = ?
(i) লেন্সের ফোকাস দূরত্ব নির্ণয়:
বাস্তব বিম্ব, ∴ v1 = mu1 = 2 × 15 = 30 cm
আমরা জানি,
1v + 1u = 1f
বা, 1f = 130 + 115
বা, 1f = 1 + 230
বা, 1f = 330
∴ f = 10 cm
(ii) অবাস্তব বিম্বের জন্য বস্তু দূরত্ব নির্ণয়:
অবাস্তব বিম্ব, ∴ v2 = −2u2
আমরা জানি,
1v + 1u = 1f
বা, 1−2u2 + 1u2 = 110
বা, −1 + 22u2 = 110
বা, 12u2 = 110
বা, 2u2 = 10
∴ u2 = 5 cm
উত্তর: লেন্স থেকে 5 cm দূরে
দেওয়া আছে,
বস্তুর দৈর্ঘ্য, l = 0.05 m
বিম্বের দৈর্ঘ্য, l′ = 0.25 m
বিম্ব দূরত্ব, v = 1 m (পর্দায় বাস্তব বিম্ব)
ফোকাস দূরত্ব, f = ?
আমরা জানি,
m = l′l = vu
বা, 0.250.05 = 1u
বা, 5 = 1u
∴ u = 0.2 m
আবার, আমরা জানি,
1v + 1u = 1f
বা, 1f = 11 + 10.2
বা, 1f = 1 + 5
বা, 1f = 6
∴ f = 16
= 0.167 m
উত্তর: 0.167 m
দেওয়া আছে,
প্রথম পৃষ্ঠের বক্রতার ব্যাসার্ধ, r1 = −0.20 m (অবতল তল)
দ্বিতীয় পৃষ্ঠের বক্রতার ব্যাসার্ধ, r2 = −0.40 m (অবতল তল)
ফোকাস দূরত্ব, f = −0.20 m (অবতল লেন্স)
প্রতিসরাঙ্ক, μ = ?
আমরা জানি,
1f = (μ − 1)1r1 + 1r2
বা, 1−0.20 = (μ − 1)1−0.20 + 1−0.40
বা, −5 = (μ − 1)(−5 − 2.5)
বা, −5 = −7.5(μ − 1)
বা, μ − 1 = 57.5
বা, μ − 1 = 0.667
∴ μ = 1.667
উত্তর: 1.67
দেওয়া আছে,
বস্তু দূরত্ব, u = 0.24 m
বিম্ব দূরত্ব, v = 0.30 m (বাস্তব বিম্ব)
প্রথম পৃষ্ঠের বক্রতার ব্যাসার্ধ, r1 = 0.16 m
দ্বিতীয় পৃষ্ঠের বক্রতার ব্যাসার্ধ, r2 = 0.20 m
প্রতিসরাঙ্ক, μ = ?
আমরা জানি,
1f = 1v + 1u
বা, 1f = 10.30 + 10.24
বা, 1f = 3.333 + 4.167
∴ 1f = 7.5 m−1
আবার, আমরা জানি,
1f = (μ − 1)1r1 + 1r2
বা, 7.5 = (μ − 1)10.16 + 10.20
বা, 7.5 = (μ − 1)(6.25 + 5)
বা, 7.5 = 11.25(μ − 1)
বা, μ − 1 = 7.511.25
বা, μ − 1 = 0.667
∴ μ = 1.667
উত্তর: 1.67
দেওয়া আছে,
প্রথম পৃষ্ঠের বক্রতার ব্যাসার্ধ, r1 = r
দ্বিতীয় পৃষ্ঠের বক্রতার ব্যাসার্ধ, r2 = r (উভয় তল উত্তল)
কাচের প্রতিসরাঙ্ক, μ = 1.5
দেখাতে হবে, f = r
আমরা জানি,
1f = (μ − 1)1r1 + 1r2
বা, 1f = (1.5 − 1)1r + 1r
বা, 1f = 0.5 × 2r
বা, 1f = 1r
∴ f = r
অর্থাৎ লেন্সটির ফোকাস দূরত্ব তার বক্রতার ব্যাসার্ধের সমান। (দেখানো হলো)
দেওয়া আছে,
প্রথম পৃষ্ঠের বক্রতার ব্যাসার্ধ, r1 = −5 cm (অবতল তল)
দ্বিতীয় পৃষ্ঠের বক্রতার ব্যাসার্ধ, r2 = −15 cm (অবতল তল)
প্রতিসরাঙ্ক, μ = 1.5
ফোকাস দূরত্ব, f = ?
আমরা জানি,
1f = (μ − 1)1r1 + 1r2
বা, 1f = (1.5 − 1)1−5 + 1−15
বা, 1f = 0.5 × −3 − 115
বা, 1f = 0.5 × −415
বা, 1f = −215
∴ f = −7.5 cm
উত্তর: −7.5 cm (অবতল লেন্স)
দেওয়া আছে,
প্রতিসরাঙ্ক, μ = 1.56
বক্রতার ব্যাসার্ধ, r1 = r2 = 20 cm
বস্তু দূরত্ব, u = 20 cm
বিম্ব দূরত্ব, v = ?
আমরা জানি,
1f = (μ − 1)1r1 + 1r2
বা, 1f = (1.56 − 1)120 + 120
বা, 1f = 0.56 × 220
∴ 1f = 0.056 cm−1
আবার, আমরা জানি,
1v + 1u = 1f
বা, 1v = 1f − 1u
= 0.056 − 120
= 0.056 − 0.05
= 0.006
∴ v = 10.006
= 166.67 cm
v ধনাত্মক, তাই লেন্সের অপর পাশে বাস্তব বিম্ব গঠিত হবে।
উত্তর: লেন্সের অপর পাশে 166.67 cm দূরে (বাস্তব বিম্ব)
দেওয়া আছে,
বক্রতার ব্যাসার্ধ, r1 = r2 = 20 cm
লেন্সের উপাদানের প্রতিসরাঙ্ক, μg = 1.5
পানির প্রতিসরাঙ্ক, μw = 43
বাতাসে ফোকাস দূরত্ব, fa = ?
পানিতে ফোকাস দূরত্ব, fw = ?
(i) বাতাসে ফোকাস দূরত্ব নির্ণয়:
আমরা জানি,
1fa = (μg − 1)1r1 + 1r2
বা, 1fa = (1.5 − 1)120 + 120
বা, 1fa = 0.5 × 220
বা, 1fa = 120
∴ fa = 20 cm
(ii) পানিতে ফোকাস দূরত্ব নির্ণয়:
পানির সাপেক্ষে কাচের প্রতিসরাঙ্ক,
wμg = μgμw = 1.54/3 = 1.125
আমরা জানি,
1fw = (wμg − 1)1r1 + 1r2
বা, 1fw = (1.125 − 1)120 + 120
বা, 1fw = 0.125 × 110
বা, 1fw = 180
∴ fw = 80 cm
উত্তর: (i) 20 cm, (ii) 80 cm
দেওয়া আছে,
প্রতিটি কাচ লেন্সের ফোকাস দূরত্ব, f1 = f2 = 20 cm
কাচের প্রতিসরাঙ্ক, μg = 32
পানির প্রতিসরাঙ্ক, μw = 43
সংযোজনের ফোকাস দূরত্ব, F = ?
(i) কাচ লেন্সের বক্রতার ব্যাসার্ধ নির্ণয়:
সমোত্তল লেন্সে r1 = r2 = r
আমরা জানি,
1f1 = (μg − 1)1r1 + 1r2
বা, 120 = 32 − 1 × 2r
বা, 120 = 1r
∴ r = 20 cm
(ii) পানির লেন্সের ফোকাস দূরত্ব নির্ণয়:
দুই উত্তল লেন্সের মাঝের পানি একটি উভাবতল লেন্স তৈরি করে, যার দুই তলের ব্যাসার্ধ −20 cm করে।
আমরা জানি,
1fw = (μw − 1)1r1 + 1r2
বা, 1fw = 43 − 11−20 + 1−20
বা, 1fw = 13 × −110
∴ 1fw = −130
(iii) সংযোজনের ফোকাস দূরত্ব নির্ণয়:
আমরা জানি,
1F = 1f1 + 1fw + 1f2
বা, 1F = 120 − 130 + 120
বা, 1F = 3 − 2 + 360
বা, 1F = 460
∴ F = 15 cm
উত্তর: 15 cm
দেওয়া আছে,
অভিলক্ষ্যের ফোকাস দূরত্ব, fo = 2 cm
অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব, fe = 4 cm
লেন্স দুটির ব্যবধান, L = 20 cm
অভিনেত্র থেকে চূড়ান্ত বিম্বের দূরত্ব, ve = −25 cm (অবাস্তব)
অভিলক্ষ্য থেকে বস্তু দূরত্ব, uo = ?
বিবর্ধন, m = ?
(i) অভিনেত্রের বস্তু দূরত্ব নির্ণয়:
আমরা জানি,
1ve + 1ue = 1fe
বা, 1ue = 1fe − 1ve
= 14 − 1−25
= 25 + 4100
= 29100
∴ ue = 10029 = 3.448 cm
(ii) অভিলক্ষ্য থেকে বস্তু দূরত্ব নির্ণয়:
অভিলক্ষ্যের বিম্ব দূরত্ব, vo = L − ue
= 20 − 3.448
= 16.552 cm
আমরা জানি,
1vo + 1uo = 1fo
বা, 1uo = 1fo − 1vo
= 12 − 116.552
= 0.5 − 0.0604
= 0.4396
∴ uo = 10.4396
= 2.275 cm
(iii) বিবর্ধন নির্ণয়:
আমরা জানি,
m = vouo × veue
বা, m = 16.5522.275 × 253.448
বা, m = 7.276 × 7.25
= 52.75
উত্তর: বস্তু দূরত্ব 2.275 cm; বিবর্ধন 52.75
লক্ষ করো: বইয়ের উত্তর 16.55 cm আসলে অভিলক্ষ্য থেকে মধ্যবর্তী বিম্বের দূরত্ব (vo), বস্তু দূরত্ব নয়; বস্তু দূরত্ব 2.275 cm।
দেওয়া আছে,
প্রথম পৃষ্ঠের বক্রতার ব্যাসার্ধ, r1 = 10 cm
দ্বিতীয় পৃষ্ঠের বক্রতার ব্যাসার্ধ, r2 = 15 cm
প্রতিসরাঙ্ক, μ = 1.5
ফোকাস দূরত্ব, f = ?
আমরা জানি,
1f = (μ − 1)1r1 + 1r2
বা, 1f = (1.5 − 1)110 + 115
বা, 1f = 0.5 × 3 + 230
বা, 1f = 0.5 × 16
বা, 1f = 112
∴ f = 12 cm
উত্তর: 12 cm
দেওয়া আছে,
অভিলক্ষ্যের ফোকাস দূরত্ব, fo = 0.02 m
অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব, fe = 0.05 m
মধ্যবর্তী দূরত্ব, L = 0.16 m
অভিলক্ষ্য থেকে বস্তু দূরত্ব, uo = 0.024 m
অভিনেত্র থেকে বিম্ব দূরত্ব, ve = ?
(i) অভিলক্ষ্যের বিম্ব দূরত্ব নির্ণয়:
আমরা জানি,
1vo + 1uo = 1fo
বা, 1vo = 1fo − 1uo
= 10.02 − 10.024
= 50 − 41.667
= 8.333
∴ vo = 0.12 m
(ii) অভিনেত্র থেকে বিম্ব দূরত্ব নির্ণয়:
অভিনেত্রের বস্তু দূরত্ব, ue = L − vo
= 0.16 − 0.12
= 0.04 m
আমরা জানি,
1ve + 1ue = 1fe
বা, 1ve = 1fe − 1ue
= 10.05 − 10.04
= 20 − 25
= −5
∴ ve = −0.20 m
ve ঋণাত্মক, তাই বিম্ব অবাস্তব।
উত্তর: অভিনেত্র হতে 0.20 m দূরে; বিম্ব অবাস্তব
দেওয়া আছে,
অভিলক্ষ্যের ফোকাস দূরত্ব, fo = 0.02 m
অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব, fe = 0.05 m
মধ্যবর্তী দূরত্ব, L = 0.16 m
অভিনেত্র থেকে চূড়ান্ত বিম্বের দূরত্ব, ve = −0.20 m (অবাস্তব)
অভিলক্ষ্য থেকে বস্তু দূরত্ব, uo = ?
(i) অভিনেত্রের বস্তু দূরত্ব নির্ণয়:
আমরা জানি,
1ve + 1ue = 1fe
বা, 1ue = 1fe − 1ve
= 10.05 − 1−0.20
= 20 + 5
= 25
∴ ue = 0.04 m
(ii) অভিলক্ষ্য থেকে বস্তু দূরত্ব নির্ণয়:
অভিলক্ষ্যের বিম্ব দূরত্ব, vo = L − ue
= 0.16 − 0.04
= 0.12 m
আমরা জানি,
1vo + 1uo = 1fo
বা, 1uo = 1fo − 1vo
= 10.02 − 10.12
= 50 − 8.333
= 41.667
∴ uo = 141.667
= 0.024 m
উত্তর: অভিলক্ষ্যের সামনে 0.024 m দূরে
দেওয়া আছে,
অভিলক্ষ্যের ফোকাস দূরত্ব, fo = 5 mm = 0.5 cm
অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব, fe = 6 cm
অভিলক্ষ্যের বিম্ব দূরত্ব, vo = 25 cm
অভিনেত্র থেকে শেষ বিম্বের দূরত্ব, ve = −30 cm (অবাস্তব)
মোট বিবর্ধন, m = ?
(i) অভিলক্ষ্যের বিবর্ধন নির্ণয়:
আমরা জানি,
1vo + 1uo = 1fo
বা, 1uo = 10.5 − 125
= 2 − 0.04
= 1.96
∴ uo = 11.96 = 0.5102 cm
∴ mo = vouo = 250.5102
= 49
(ii) অভিনেত্রের বিবর্ধন নির্ণয়:
আমরা জানি,
1ve + 1ue = 1fe
বা, 1ue = 16 − 1−30
= 5 + 130
= 15
∴ ue = 5 cm
∴ me = veue = 305
= 6
(iii) মোট বিবর্ধন নির্ণয়:
আমরা জানি,
m = mo × me
বা, m = 49 × 6
= 294
উত্তর: 294
দেওয়া আছে,
অভিলক্ষ্যের ফোকাস দূরত্ব, fo = 2 cm
অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব, fe = 5 cm
লেন্স দুটির দূরত্ব, L = 20 cm
অভিনেত্র থেকে চূড়ান্ত বিম্বের দূরত্ব, ve = −25 cm (অবাস্তব)
অভিলক্ষ্য থেকে বস্তু দূরত্ব, uo = ?
মোট বিবর্ধন, m = ?
(i) অভিনেত্রের বস্তু দূরত্ব নির্ণয়:
আমরা জানি,
1ve + 1ue = 1fe
বা, 1ue = 15 − 1−25
= 5 + 125
= 625
∴ ue = 256 = 4.167 cm
(ii) অভিলক্ষ্য থেকে বস্তু দূরত্ব নির্ণয়:
অভিলক্ষ্যের বিম্ব দূরত্ব, vo = L − ue
= 20 − 4.167
= 15.833 cm
আমরা জানি,
1vo + 1uo = 1fo
বা, 1uo = 12 − 115.833
= 0.5 − 0.0632
= 0.4368
∴ uo = 10.4368
= 2.289 cm
(iii) মোট বিবর্ধন নির্ণয়:
আমরা জানি,
m = vouo × veue
বা, m = 15.8332.289 × 254.167
বা, m = 6.917 × 6
= 41.5
উত্তর: uo = 2.289 cm; মোট বিবর্ধন 41.5
লক্ষ করো: বইয়ের উত্তর u = 4.166 cm আসলে অভিনেত্রের বস্তু দূরত্ব (ue), অভিলক্ষ্য থেকে বস্তুর দূরত্ব নয়; অভিলক্ষ্য থেকে বস্তু দূরত্ব 2.289 cm।
দেওয়া আছে,
অভিলক্ষ্যের ফোকাস দূরত্ব, fo = 10 cm
অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব, fe = 15 cm
অভিলক্ষ্যের বিম্ব দূরত্ব, vo = 50 cm
অভিনেত্র থেকে অবাস্তব বিম্বের দূরত্ব, ve = −60 cm
বিবর্ধন, m = ?
(i) অভিলক্ষ্যের বিবর্ধন নির্ণয়:
আমরা জানি,
1vo + 1uo = 1fo
বা, 1uo = 110 − 150
= 5 − 150
= 450
∴ uo = 12.5 cm
∴ mo = vouo = 5012.5
= 4
(ii) অভিনেত্রের বিবর্ধন নির্ণয়:
আমরা জানি,
1ve + 1ue = 1fe
বা, 1ue = 115 − 1−60
= 4 + 160
= 560
∴ ue = 12 cm
∴ me = veue = 6012
= 5
(iii) মোট বিবর্ধন নির্ণয়:
আমরা জানি,
m = mo × me
বা, m = 4 × 5
= 20
উত্তর: 20
দেওয়া আছে,
অভিলক্ষ্যের ফোকাস দূরত্ব, fo = 2.5 cm
অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব, fe = 5.6 cm
নলের দৈর্ঘ্য, L = 25 cm
স্পষ্ট দর্শনের নিকটতম দূরত্ব, D = 25 cm
চূড়ান্ত বিম্বের দৈর্ঘ্য, l′ = 6.25 cm
বস্তুর আসল দৈর্ঘ্য, l = ?
আমরা জানি, চূড়ান্ত বিম্ব স্পষ্ট দর্শনের নিকটতম দূরত্বে গঠিত হলে যৌগিক অণুবীক্ষণ যন্ত্রের বিবর্ধন,
m = Lfo1 + Dfe
বা, m = 252.51 + 255.6
বা, m = 10 × (1 + 4.464)
= 10 × 5.464
= 54.64
আবার, আমরা জানি,
m = l′l
∴ l = l′m
= 6.2554.64
= 0.1144 cm
= 1.144 mm
উত্তর: 0.1144 cm বা 1.144 mm
লক্ষ করো: প্রশ্নে "দূরত্ব" আসলে ফোকাস দূরত্ব হবে। বইয়ের উত্তর 11.44 cm ছাপার ভুল; সঠিক মান 0.1144 cm (বস্তু বিম্বের চেয়ে বড় হতে পারে না)।
দেওয়া আছে,
অভিলক্ষ্যের ফোকাস দূরত্ব, fo = 0.30 m
অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব, fe = 0.02 m
কৌণিক বিবর্ধন, m = ?
যন্ত্রের দৈর্ঘ্য, L = ?
(i) কৌণিক বিবর্ধন নির্ণয়:
আমরা জানি, স্বাভাবিক ফোকাসিং-এ (চূড়ান্ত বিম্ব অসীমে),
m = fofe
= 0.300.02
= 15
(ii) দৈর্ঘ্য নির্ণয়:
আমরা জানি,
L = fo + fe
= 0.30 + 0.02
= 0.32 m
উত্তর: (i) 15, (ii) 0.32 m
দেওয়া আছে,
বিবর্ধন ক্ষমতা, m = 8
যন্ত্রের দৈর্ঘ্য, L = 36 cm
অভিলক্ষ্যের ফোকাস দূরত্ব, fo = ?
অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব, fe = ?
আমরা জানি, স্বাভাবিক ফোকাসিং-এ,
m = fofe
বা, 8 = fofe
∴ fo = 8fe ... ... (1)
আবার, আমরা জানি,
L = fo + fe
বা, 36 = 8fe + fe [(1) থেকে]
বা, 36 = 9fe
∴ fe = 369 = 4 cm
(1) থেকে, fo = 8 × 4 = 32 cm
উত্তর: fe = 4 cm, fo = 32 cm
দেওয়া আছে,
অভিলক্ষ্যের ফোকাস দূরত্ব, fo = 0.20 m
অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব, fe = 0.02 m
লেন্সদ্বয়ের মধ্যে দূরত্ব, L = ?
বিবর্ধন, m = ?
আমরা জানি, অসীম দূরত্ব ফোকাসিং-এ,
L = fo + fe
= 0.20 + 0.02
= 0.22 m
আবার, আমরা জানি,
m = fofe
= 0.200.02
= 10
উত্তর: 0.22 m; 10
দেওয়া আছে,
অভিলক্ষ্যের ফোকাস দূরত্ব, fo = 80 cm
অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব, fe = 5 cm
স্পষ্ট দর্শনের নিকটতম দূরত্ব, D = 25 cm
বিবর্ধন ক্ষমতা, m = ?
এখানে চূড়ান্ত বিম্ব স্পষ্ট দর্শনের নিকটতম দূরত্বে গঠিত হয়।
আমরা জানি, এক্ষেত্রে নভো-দূরবীক্ষণ যন্ত্রের বিবর্ধন ক্ষমতা,
m = fo1D + 1fe
বা, m = 80125 + 15
বা, m = 80 × (0.04 + 0.2)
= 80 × 0.24
= 19.2
উত্তর: 19.2
দেওয়া আছে,
অভিলক্ষ্যের ফোকাস দূরত্ব, fo = 400 cm
অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব, fe = 4 cm
বিবর্ধন, m = ?
দৈর্ঘ্য, L = ?
স্বাভাবিক ফোকাসিং (চূড়ান্ত বিম্ব অসীমে) ধরে,
আমরা জানি,
m = fofe
= 4004
= 100
আবার, আমরা জানি,
L = fo + fe
= 400 + 4
= 404 cm
= 4.04 m
উত্তর: 100; 4.04 m
দেওয়া আছে,
প্রিজম কোণ, A = 45°
প্রতিসরাঙ্ক, μ = 5
দ্বিতীয় পৃষ্ঠ ঘেঁষে নির্গত হয় বলে নির্গমন কোণ, i2 = 90°
আপতন কোণ, i1 = ?
দ্বিতীয় পৃষ্ঠে প্রতিসরণ কোণ r2 হলে,
আমরা জানি,
μ = sin i2sin r2
বা, 5 = sin 90°sin r2
বা, sin r2 = 15 = 0.4472
∴ r2 = 26.57°
আবার, আমরা জানি,
r1 + r2 = A
∴ r1 = A − r2
= 45° − 26.57°
= 18.43°
প্রথম পৃষ্ঠে,
আমরা জানি,
μ = sin i1sin r1
∴ sin i1 = μsin r1
= 5 × sin 18.43°
= 2.236 × 0.3162
= 0.7071
∴ i1 = sin −1(0.7071) = 45°
উত্তর: 45°
লক্ষ করো: প্রদত্ত তথ্যে সঠিক হিসাবে i1 = 45° আসে (sin r1 = 110 বলে sin i1 = 12)। বইয়ের উত্তর 58.84° প্রদত্ত তথ্যের সাথে মেলে না, সম্ভবত হিসাবের ভুল।
দেওয়া আছে,
সমবাহু প্রিজমের কোণ, A = 60°
প্রতিসরাঙ্ক, μ = 2
আপতন কোণ, i1 = 45°
দেখাতে হবে, i1 = i2 ও r1 = r2
প্রথম তলে,
আমরা জানি,
μ = sin i1sin r1
বা, sin r1 = sin 45°2
বা, sin r1 = 1/22 = 12
∴ r1 = 30°
আবার, আমরা জানি,
r1 + r2 = A
∴ r2 = 60° − 30° = 30°
দ্বিতীয় তলে,
আমরা জানি,
μ = sin i2sin r2
∴ sin i2 = 2 × sin 30°
= 2 × 12 = 12
∴ i2 = 45°
অতএব, i1 = i2 = 45° এবং r1 = r2 = 30°; অর্থাৎ রশ্মিটি প্রিজমের ভিতর দিয়ে প্রতিসমভাবে যায়, তাই রশ্মিটি ন্যূনতম বিচ্যুতিতে নির্গত হবে।
(দেখানো হলো)
দেওয়া আছে,
প্রিজম কোণ, A = 60°
প্রতিসরাঙ্ক, μ = 1.5
ন্যূনতম বিচ্যুতি কোণ, δm = ?
আমরা জানি,
μ = sin A + δm2sin A2
বা, 1.5 = sin 60° + δm2sin 30°
বা, sin 60° + δm2 = 1.5 × 0.5 = 0.75
বা, 60° + δm2 = sin −1(0.75) = 48.59°
বা, 60° + δm = 97.18°
∴ δm = 97.18° − 60° = 37.18°
উত্তর: 37.18°
দেওয়া আছে,
প্রতিসরাঙ্ক, μ = 3
ন্যূনতম বিচ্যুতি কোণ, δm = A
প্রিজম কোণ, A = ?
আমরা জানি,
μ = sin A + δm2sin A2
বা, 3 = sin A + A2sin A2 = sin Asin A2
বা, 3 = 2sin A2cos A2sin A2
বা, 3 = 2cos A2
বা, cos A2 = 32 = cos 30°
বা, A2 = 30°
∴ A = 60°
উত্তর: 60°
দেওয়া আছে,
সমবাহু প্রিজমের কোণ, A = 60°
ন্যূনতম বিচ্যুতি কোণ, δm = 60°
তরলের প্রতিসরাঙ্ক, μ = ?
আমরা জানি,
μ = sin A + δm2sin A2
= sin 60° + 60°2sin 60°2
= sin 60°sin 30°
= 0.8660.5
= 1.732
উত্তর: 1.732
দেওয়া আছে,
প্রিজম কোণ, A = 60°
প্রতিসরাঙ্ক, μ = 1.5
ন্যূনতম বিচ্যুতি কোণ, δm = ?
আমরা জানি,
μ = sin A + δm2sin A2
বা, sin A + δm2 = μsin A2
বা, sin 60° + δm2 = 1.5 × sin 30°
বা, sin 60° + δm2 = 0.75
বা, 60° + δm2 = 48.59°
বা, 60° + δm = 97.18°
∴ δm = 37.18° ≈ 37°
উত্তর: 37.18° (প্রায় 37°)
দেওয়া আছে,
প্রতিসরাঙ্ক, μ = 1.6
আপতন কোণ, i = 40°
প্রিজম কোণ, A = ?
ন্যূনতম বিচ্যুতির অবস্থায় r1 = r2 = r এবং A = 2r।
আমরা জানি,
μ = sin isin r
বা, sin r = sin 40°1.6
বা, sin r = 0.64281.6 = 0.4017
∴ r = sin −1(0.4017) = 23.69°
আবার, আমরা জানি,
A = 2r
= 2 × 23.69°
= 47.37° ≈ 47°22′
উত্তর: 47.37° (প্রায় 47°22′)
সমকোণী প্রিজমের কোণ, A = 90°
প্রিজমের উপাদানের প্রতিসরাঙ্ক μ এবং সংকট কোণ θc হলে,
আমরা জানি,
sin θc = 1μ
প্রথম তলে প্রতিসরণ কোণ r1 ও দ্বিতীয় তলে আপতন কোণ r2 হলে,
আমরা জানি,
r1 + r2 = A = 90°
প্রথম তলে আপতন কোণ সর্বোচ্চ 90° হতে পারে, তাই r1-এর সর্বোচ্চ মান θc, অর্থাৎ r1 ≤ θc।
দ্বিতীয় তল দিয়ে রশ্মি নির্গত হতে হলে (পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন না হতে) r2 ≤ θc।
∴ r1 + r2 ≤ 2θc
বা, 90° ≤ 2θc
বা, θc ≥ 45°
বা, sin θc ≥ sin 45°
বা, 1μ ≥ 12
∴ μ ≤ 2
অর্থাৎ সমকোণী প্রিজম থেকে নির্গম রশ্মি পেতে হলে প্রতিসরাঙ্ক 2-এর বেশি হলে চলবে না।
(প্রমাণিত)
দেওয়া আছে,
প্রতিসরাঙ্ক, μ = 1.5
আপতন কোণ, i = 50°
প্রিজম কোণ, A = ?
ন্যূনতম বিচ্যুতির অবস্থায় r1 = r2 = r এবং A = 2r।
আমরা জানি,
μ = sin isin r
বা, sin r = sin 50°1.5
বা, sin r = 0.76601.5 = 0.5107
∴ r = sin −1(0.5107) = 30.71°
আবার, আমরা জানি,
A = 2r
= 2 × 30.71°
= 61.42°
উত্তর: 61.42°
দেওয়া আছে,
প্রিজম কোণ, A = 60°
ন্যূনতম বিচ্যুতি কোণ, δm = 48°30′ = 48.5°
প্রতিসরাঙ্ক, μ = ?
আমরা জানি,
μ = sin A + δm2sin A2
= sin 60° + 48.5°2sin 30°
= sin 54.25°0.5
= 0.81160.5
= 1.623
উত্তর: 1.623
দেওয়া আছে,
প্রতিসরাঙ্ক, μ = 2
ন্যূনতম বিচ্যুতি কোণ, δm = 30°
প্রিজম কোণ, A = ?
আমরা জানি,
μ = sin A + δm2sin A2
বা, 2 = sin A2 + 15°sin A2
ধরি, A2 = x
বা, sin (x + 15°) = 2sin x
বা, sin xcos 15° + cos xsin 15° = 2sin x
বা, cos xsin 15° = sin x(2 − cos 15°)
বা, tan x = sin 15°2 − cos 15°
বা, tan x = 0.25881.4142 − 0.9659
বা, tan x = 0.25880.4483 = 0.5774
বা, x = tan −1(0.5774) = 30°
∴ A = 2x = 60°
উত্তর: 60°
দেওয়া আছে,
বিচ্যুতি, δ = 5°
প্রতিসরাঙ্ক, μ = 1.5
প্রিজম কোণ, A = ?
আমরা জানি, পাতলা প্রিজমের ক্ষেত্রে,
δ = (μ − 1)A
∴ A = δμ − 1
= 5°1.5 − 1
= 5°0.5
= 10°
উত্তর: 10°
দেওয়া আছে,
অভিলক্ষ্যের ব্যাস, a = 2.54 m
তরঙ্গদৈর্ঘ্য, λ = 6000 Å = 6 × 10−7 m
বিশ্লেষণের সীমা, θ = ?
আমরা জানি,
θ = 1.22λa
= 1.22 × 6 × 10−72.54
= 7.32 × 10−72.54
= 2.88 × 10−7 rad
আবার, বিশ্লেষণ ক্ষমতা = 1θ
= 12.88 × 10−7
= 3.47 × 106 rad−1
উত্তর: 2.88 × 10−7 rad
লক্ষ করো: বইয়ের উত্তর 3.46 × 10−6 radian আসলে বিশ্লেষণ ক্ষমতা a1.22λ ≈ 3.47 × 106-এর মান, সূচকের চিহ্ন ও একক ছাপার ভুল। বিশ্লেষণের সীমা 2.88 × 10−7 rad।
দেওয়া আছে,
প্রথম তরঙ্গদৈর্ঘ্য, λ1 = 4500 Å
দ্বিতীয় তরঙ্গদৈর্ঘ্য, λ2 = 4600 Å
প্রতিসরাঙ্ক, μ1 = 1.425
প্রতিসরাঙ্ক, μ2 = 1.460
প্রতি একক তরঙ্গদৈর্ঘ্যে প্রতিসরাঙ্কের পরিবর্তন, ΔμΔλ = ?
আমরা জানি,
ΔμΔλ = μ2 − μ1λ2 − λ1
= 1.460 − 1.4254600 − 4500
= 0.035100
= 3.5 × 10−4 Å−1
= 0.00035 প্রতি Å
উত্তর: 0.00035 প্রতি Å
লক্ষ করো: প্রিজম কোণ দেওয়া নেই, তাই প্রকৃত কৌণিক বিচ্ছুরণ (ডিগ্রিতে) বের করা যায় না; বই ΔμΔλ-কেই উত্তর ধরেছে, যা মাত্রাহীন সংখ্যা/Å (ডিগ্রি নয়)। বইয়ের "00.035" সম্ভবত 0.00035-এর ছাপার ভুল। এছাড়া বাস্তবে তরঙ্গদৈর্ঘ্য বাড়লে প্রতিসরাঙ্ক কমে, এখানে প্রদত্ত মান উল্টো।
দেওয়া আছে,
লাল আলোর জন্য প্রতিসরাঙ্ক, μr = 1.52
নীল আলোর জন্য প্রতিসরাঙ্ক, μb = 1.53
বিচ্ছুরণ ক্ষমতা, ω = ?
গড় প্রতিসরাঙ্ক, μ = μr + μb2 = 1.52 + 1.532 = 1.525
আমরা জানি,
ω = μb − μrμ − 1
= 1.53 − 1.521.525 − 1
= 0.010.525
= 0.019
উত্তর: 0.019
দেওয়া আছে,
লাল আলোর জন্য প্রতিসরাঙ্ক, μr = 1.517
নীল আলোর জন্য প্রতিসরাঙ্ক, μb = 1.523
বিচ্ছুরণ ক্ষমতা, ω = ?
গড় প্রতিসরাঙ্ক, μ = μr + μb2 = 1.517 + 1.5232 = 1.520
আমরা জানি,
ω = μb − μrμ − 1
= 1.523 − 1.5171.520 − 1
= 0.0060.520
= 0.0115
উত্তর: 0.0115
দেওয়া আছে,
A প্রিজমে লাল রশ্মির বিচ্যুতি, δrA = 10°
A প্রিজমে নীল রশ্মির বিচ্যুতি, δbA = 16°
B প্রিজমে লাল রশ্মির বিচ্যুতি, δrB = 8°
B প্রিজমে নীল রশ্মির বিচ্যুতি, δbB = 14°
কৌণিক বিচ্ছুরণ ও বিচ্ছুরণ ক্ষমতার তুলনা = ?
কৌণিক বিচ্ছুরণ নির্ণয়:
আমরা জানি,
কৌণিক বিচ্ছুরণ, θ = δb − δr
A-এর ক্ষেত্রে, θA = 16° − 10° = 6°
B-এর ক্ষেত্রে, θB = 14° − 8° = 6°
∴ θA = θB
বিচ্ছুরণ ক্ষমতা নির্ণয়:
মধ্যবর্তী রশ্মির বিচ্যুতি (গড় বিচ্যুতি),
A-এর ক্ষেত্রে, δA = 16° + 10°2 = 13°
B-এর ক্ষেত্রে, δB = 14° + 8°2 = 11°
আমরা জানি,
ω = δb − δrδ
A-এর ক্ষেত্রে, ωA = 6°13° = 0.462
B-এর ক্ষেত্রে, ωB = 6°11° = 0.545
∴ ωB > ωA
উত্তর: দুই উপাদানের কৌণিক বিচ্ছুরণ সমান (6°); B উপাদানের বিচ্ছুরণ ক্ষমতা বেশি।
লক্ষ করো: বইয়ের উত্তরে "B উপাদানের কৌণিক বিচ্ছুরণ বেশি" লেখা, কিন্তু বইয়ের নিজের Hints-এও δA = δB = 6°; অর্থাৎ কৌণিক বিচ্ছুরণ সমান, শুধু বিচ্ছুরণ ক্ষমতা B-এর বেশি।
দেওয়া আছে,
লাল আলোর জন্য প্রতিসরাঙ্ক, μr = 1.4564
হলুদ আলোর জন্য প্রতিসরাঙ্ক, μy = 1.4585
নীল আলোর জন্য প্রতিসরাঙ্ক, μb = 1.463
বিচ্ছুরণ ক্ষমতা, ω = ?
আমরা জানি,
ω = μb − μrμy − 1
= 1.463 − 1.45641.4585 − 1
= 0.00660.4585
= 0.0144
উত্তর: 0.0144 (প্রায় 0.014)