ইসহাক স্যার — পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন ও সমাধান
ইসহাক স্যার ভর্তি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান অংশ থেকে ৩৬০০টি প্রশ্ন, প্রতিটির সঠিক উত্তর আর পূর্ণ ব্যাখ্যাসহ।
-
৬৪১
সমতল ও সমতলতল লেন্স আলোক কেন্দ্রের অবস্থান কোথায়?
- ক লেন্সের ভেতর
- খ বক্রতলের মধ্যভাগে
- গ লেন্সের বাইরে
- ঘ লেন্সের ভেতরের মধ্য বিন্দুতে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) বক্রতলের মধ্যভাগে
সমতল-উত্তল বা সমতল-অবতল (plano-convexplano-concave) লেন্সে একটি তল সমতল (অসীম বক্রতা ব্যাসার্ধ) এবং অন্যটি বক্র। এই ধরনের লেন্সের আলোক কেন্দ্র বক্রতলের শীর্ষবিন্দুতে (বক্রতলের মধ্যভাগে, যেখানে বক্রতল প্রধান অক্ষকে ছেদ করে) অবস্থিত করে, কারণ সমতল তলের ক্ষেত্রে প্রতিসরণ-জ্যামিতির শর্ত অনুযায়ী আলোক কেন্দ্র সেই তলের শীর্ষেই পড়ে যায়। -
৬৪২
অণুবীক্ষণ যন্ত্রের বেলায় কোন উক্তিটি সঠিক নয়?
- ক নিকটবর্তী অভিকেন্দ্রের ক্ষুদ্র পর্যবেক্ষণে কাচে ব্যবহার হয়
- খ অভিনেত্রের সাপেক্ষে অভিলক্ষ্য লেন্সের উন্মেষ ও ফোকাস দূরত্ব ছোট হয়
- গ অভিলক্ষ্যে লেন্স বস্তুর প্রতিবিম্ব তার ফোকাসের চেয়ে ছোট হয়
- ঘ চূড়ান্ত প্রতিবিম্ব লক্ষ্য বস্তুর সাপেক্ষে উল্টো হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) অভিলক্ষ্যে লেন্স বস্তুর প্রতিবিম্ব তার ফোকাসের চেয়ে ছোট হয়
জটিল অণুবীক্ষণ যন্ত্রে অভিলক্ষ্য লেন্স বস্তুকে ফোকাস দূরত্ব ও দ্বিগুণ ফোকাস দূরত্বের মধ্যে রেখে একটি বাস্তব, উল্টো ও বিবর্ধিত (বস্তু অপেক্ষা বড়) বিম্ব গঠন করে - বিম্ব কখনোই বস্তু বা ফোকাস দূরত্ব অপেক্ষা ছোট হয় না। তাই 'অভিলক্ষ্যের বিম্ব তার ফোকাসের চেয়ে ছোট হয়' - এই উক্তিটি ভুল। অন্য উক্তিগুলো (নিকটবর্তী ক্ষুদ্র বস্তু পর্যবেক্ষণে ব্যবহার, অভিলক্ষ্যের ছোট উন্মেষ ও ফোকাস দূরত্ব, চূড়ান্ত বিম্ব উল্টো) সবই সঠিক। -
৬৪৩
একটি দূরবীক্ষণ যন্ত্রের সর্বনিম্ন বিবর্ধন ক্ষমতা M, যদি নলের ফোকাস দূরত্ব দ্বিগুণ করা হয়, তবে বিবর্ধন ক্ষমতা হবে---
- ক 2m
- খ m2
- গ 2 m
- ঘ 3m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) m2
দূরবীক্ষণ যন্ত্রের বিবর্ধন ক্ষমতা M = f0fe। এখানে "নলের ফোকাস দূরত্ব" বলতে চোখের দিকের নলে (eyepiece tube) লাগানো অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব বোঝানো হয়েছে। fe দ্বিগুণ করলে M′ = f02fe = M2।
বিঃদ্রঃ প্রশ্নের ভাষা অস্পষ্ট; অভিলক্ষ্যের ফোকাস দূরত্ব দ্বিগুণ করা বোঝালে উত্তর হতো 2M। বইয়ের উত্তরমালা অনুযায়ী (খ) নেওয়া হলো। -
৬৪৪
প্রতিসরাঙ্ক μ > 1 হলে--- (i) আলোক রশ্মি ঘন মাধ্যম হতে হালকা মাধ্যমে যায় (ii) আলোক রশ্মি হালকা মাধ্যম হতে ঘন মাধ্যমে যায় (iii) আপতন কোণ প্রতিসরণ কোণ অপেক্ষা বড় হবে। নিচের কোনটি সঠিক?
- ক i ও ii
- খ i ও iii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ii ও iii
প্রতিসরাঙ্ক μ = n2n1 > 1 মানে আলো ১ম মাধ্যম (হালকা/লঘু) থেকে ২য় মাধ্যমে (ঘন) প্রবেশ করছে (ii সঠিক, i ভুল - বিপরীতটা বলা আছে)। হালকা থেকে ঘন মাধ্যমে গেলে আলোকরশ্মি স্বাভাবিকের দিকে বেঁকে যায়, অর্থাৎ আপতন কোণ প্রতিসরণ কোণ অপেক্ষা বড় হয় (iii সঠিক)। তাই সঠিক: ii ও iii। -
৬৪৫
একটি টেলিস্কোপের অভিলক্ষ্য ও অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব যথাক্রমে 4 m ও 80 cm। সাধারণ ফোকাসিং-এর ক্ষেত্রে বিবর্ধন কত?
- ক 4.8
- খ 5
- গ 6.56
- ঘ 2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 5
সাধারণ (স্বাভাবিক) ফোকাসিং-এ দূরবীক্ষণ যন্ত্রের বিবর্ধন M = fofe = 400 cm80 cm = 5। -
৬৪৬
অবতল দর্পণের বক্রতার কেন্দ্রের বাইরে বস্তু স্থাপন করলে প্রতিবিম্ব সর্বদা হবে---
- ক বাস্তব, সোজা ও খর্বিত
- খ অবাস্তব, সোজা ও বিবর্ধিত
- গ অবাস্তব, উল্টো ও খর্বিত
- ঘ বাস্তব, উল্টো ও খর্বিত
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) বাস্তব, উল্টো ও খর্বিত
অবতল দর্পণের বক্রতার কেন্দ্র (C) এর বাইরে (অর্থাৎ u > 2f) বস্তু রাখলে প্রতিবিম্ব সর্বদা বাস্তব, উল্টো এবং খর্বিত (বস্তু অপেক্ষা ছোট) হয়। এটি অবতল দর্পণের একটি সাধারণ ও সুপরিচিত নিয়ম। -
৬৪৭
একটি যৌগিক অণুবীক্ষণ যন্ত্রের অভিলক্ষ্য ও অভিনেত্রের দূরত্ব যথাক্রমে 2.5 cm এবং 5.6 cm। স্পষ্ট দর্শনের নিকটতম দূরত্বে গঠিত কোনো লক্ষ্যবস্তুর চূড়ান্ত বিম্বকে 6.25 cm লম্বা মনে হলো। বস্তুর আসল দৈর্ঘ্য কত? যন্ত্রের নলের দৈর্ঘ্য 25 cm।
- ক 0.16 cm
- খ 0.13 cm
- গ 1.1 cm
- ঘ 0.22 cm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0.16 cm
ee = D=25cm ধরে, অভিনেত্রের জন্য 1ue = 1fe + 1D = 15.6 + 125 ⇒ ue ≈ 4.575 cm। অভিলক্ষ্যের বিম্ব দূরত্ব v0 = নলের দৈর্ঘ্য − ue = 25 − 4.575 ≈ 20.425 cm। অভিলক্ষ্যের জন্য 1u0 = 1f0 − 1v0 = 12.5 − 120.425 ⇒ u0 ≈ 2.849 cm, তাই m0 = v0u0 ≈ 7.17। অভিনেত্রের বিবর্ধন me = 1 + Dfe = 1 + 255.6 ≈ 5.464। মোট বিবর্ধন M = m0 × me ≈ 39.2। বস্তুর দৈর্ঘ্য = চূড়ান্ত বিম্বের দৈর্ঘ্য / M = 6.2539.2 ≈ 0.16 cm। -
৬৪৮
বায়ুর সাপেক্ষে কাচের সংকট কোণ 42° এবং বায়ুর সাপেক্ষে পানির সংকট কোণ 48° হলে, পানির সাপেক্ষে কাচের সংকট কোণ কত?
- ক 64.4′
- খ 62.2′
- গ 55.8′
- ঘ 66.12′
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 64.4′
sin C(কাচ-বায়ু) = 1n(কাচ) ⇒ n(কাচ) = 1sin42°। sin C(পানি-বায়ু) = 1n(পানি) ⇒ n(পানি) = 1sin48°। কাচ থেকে পানিতে (ঘন থেকে লঘু) গেলে সংকট কোণ C সাপেক্ষে: n(কাচ) sinC = n(পানি), তাই sinC = n(পানি)/n(কাচ) = sin42°sin48° ≈ 0.66910.7431 ≈ 0.900। C = arcsin(0.900) ≈ 64°, যা 64°4′ (নিকটতম) অপশনের সাথে সবচেয়ে ভালো মেলে। [নোট: সুনির্দিষ্ট গণনায় C ≈ 64°12′-64°13′ পাওয়া যায় (প্রদত্ত অপশন 64°4′ থেকে সামান্য ভিন্ন, সম্ভবত মূল বইয়ের সাইন টেবিল রাউন্ডিং-এর কারণে) - তালিকার সবচেয়ে কাছের ও সামঞ্জস্যপূর্ণ অপশন হিসেবে ক) বেছে নেওয়া হলো।] -
৬৪৯
কোনো যৌগিক অণুবীক্ষণ যন্ত্রের অভিলক্ষ্য ও অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব 10 cm এবং 15 cm এবং অভিলক্ষ্য থেকে বাস্তব প্রতিবিম্বের দূরত্ব 50 cm এবং অভিনেত্র থেকে অবাস্তব প্রতিবিম্বের দূরত্ব 60 cm হয়, তবে ওই অণুবীক্ষণ যন্ত্রের বিবর্ধন কত?
- ক 10
- খ 15
- গ 20
- ঘ 50
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 20
অভিলক্ষ্যের জন্য: 1u0 = 1f0 − 1v0 = 110 − 150 = 0.08 ⇒ u0 = 12.5 cm, তাই m0 = v0u0 = 5012.5 = 4। অভিনেত্রের জন্য (অবাস্তব বিম্ব দূরত্ব 60 cm): 1ue = 1fe + 160 = 115 + 160 = 560 = 112 ⇒ ue = 12 cm, তাই me = 6012 = 5। মোট বিবর্ধন M = m0 × me = 4 × 5 = 20। -
৬৫০
একটি অণুবীক্ষণ যন্ত্রের অভিলক্ষ্য ও অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব যথাক্রমে 0.02 m এবং 0.07 m। তাদের মধ্যবর্তী দূরত্ব 0.20 m। অভিলক্ষ্যের সামনে কত দূরে কোনো বস্তু স্থাপন করলে অভিনেত্র থেকে 0.25 m দূরে তার প্রতিবিম্ব দেখা যাবে?
- ক 2.5 cm
- খ 2.3 m
- গ 0.023 cm
- ঘ 0.23 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 2.5 cm
চূড়ান্ত বিম্ব অভিনেত্র থেকে 25 cm (0.25 m) দূরে (বাস্তব বিম্ব ধরে): অভিনেত্রের জন্য 125 + 1ue = 17 ⇒ 1ue = 17 − 125 = 18175 ⇒ ue ≈ 9.72 cm। অভিলক্ষ্যের বিম্ব দূরত্ব v0 = দূরত্ব(20 cm) − ue ≈ 20 − 9.72 = 10.28 cm। অভিলক্ষ্যের জন্য 1u0 = 1f0 − 1v0 = 12 − 110.28 ≈ 0.403 ⇒ u0 ≈ 2.48 cm ≈ 2.5 cm। [নোট: গণনায় প্রায় 2.48 cm পাওয়া যায়, নিকটতম অপশন 2.5 cm হিসেবে গোলাকার করা হলো।] -
৬৫১
একটি প্রিজমের উপাদানের প্রতিসরাঙ্ক 2 এবং এর ভেতর হতে নির্গত আলোক রশ্মির ন্যূনতম বিচ্যুতি কোণ 30° হলে প্রিজম কোণ নির্ণয় কর।
- ক 60°
- খ 65°
- গ 55°
- ঘ 50°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 60°
ন্যূনতম বিচ্যুতির সূত্র: μ = sin((A+δm)2)sin(A2)। A=60° বসালে: sin((60+30)2)sin(30°) = sin45°sin30° = 0.70710.5 = 1.4142 = 2, যা প্রদত্ত μ-এর সাথে হুবহু মেলে। তাই প্রিজম কোণ A = 60°। -
৬৫২
একটি অবতল দর্পণ ফোকাস দূরত্ব 20 cm। দর্পণটি হতে কত দূরে একটি বস্তু স্থাপন করলে চারগুণ আকারের একটি বাস্তব প্রতিবিম্ব পাওয়া যাবে?
- ক 20 cm
- খ 25 cm
- গ 15 cm
- ঘ 30 cm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 25 cm
অবতল দর্পণ f=20cm, বাস্তব (তাই উল্টো) 4 গুণ বিবর্ধিত বিম্বের জন্য m = -vu = -4 ⇒ v = 4u। দর্পণ সমীকরণ 1v+1u=1f-এ বসিয়ে: 1(4u) + 1u = 120 ⇒ 5(4u) = 120 ⇒ u = 25 cm। (যাচাই: v=100 cm, 1100+125 = 0.05 = 120 ✓)। বস্তুটি f ও 2f-এর মধ্যে (20cm ও 40cm-এর মধ্যে) থাকায় বাস্তব, উল্টো, বিবর্ধিত বিম্বের শর্তও পূরণ হচ্ছে। -
৬৫৩
একটি দীর্ঘ দৃষ্টিসম্পন্ন ব্যক্তির স্পষ্ট দর্শনের নিকটতম দূরত্ব 50 cm। তিনি 2.5 D ক্ষমতার চশমা ব্যবহার করেন। এতে তার স্পষ্ট দর্শনের নিকটতম দূরত্ব কতটুকু হ্রাস পাবে?
- ক 28.78 cm
- খ 29.78 cm
- গ 22.22 cm
- ঘ 27.78 cm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 27.78 cm
চশমার f = 1P = 12.5 = 0.4 m = 40 cm। চশমা পরে বস্তুকে u দূরত্বে রাখলে বিম্ব চোখের নিকট বিন্দুতে (v=-50cm) গঠিত হবে: 1(-50) - 1u = 140 ⇒ -1u = 140+150 = 9200 ⇒ u = -2009 ≈ -22.22 cm। অর্থাৎ নতুন (কার্যকর) নিকট বিন্দু 22.22 cm। হ্রাস = 50 - 22.22 = 27.78 cm। -
৬৫৪
একটি লেন্সের ফোকাস দূরত্ব বাতাসে 25 cm এবং এর উপাদানের প্রতিসরাঙ্ক 32। একে 43 প্রতিসরাঙ্কের পানিতে ডুবালে এর ফোকাস দূরত্ব কত cm হবে?
- ক 75
- খ 85
- গ 100
- ঘ 115
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 100
লেন্স প্রস্তুতকারক সমীকরণ: 1f = (μ_লেন্স/μ_মাধ্যম - 1)(1R1-1R2)। বাতাসে: 125 = (32-1)(1R1-1R2) = (12)(1R1-1R2) ⇒ (1R1-1R2) = 225। পানিতে ডুবালে: 1f' = ((32)(43)-1)(225) = (98-1)(225) = (18)(225) = 1100 ⇒ f' = 100 cm। -
৬৫৫
অপটিক্যাল ফাইবার কোন পদ্ধতিতে কাজ করে?
- ক আলোর প্রতিফলন
- খ আলোর প্রতিসরণ
- গ আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন
- ঘ আলোর ব্যতিচার
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন
অপটিক্যাল ফাইবারে আলোক তন্তুর ভেতরে (ঘন মাধ্যম, উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক কোর) দিয়ে আলো ক্রমাগত পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের (Total Internal Reflection) মাধ্যমে দীর্ঘ পথ অতিক্রম করে, কোনো শক্তি ক্ষয় ছাড়াই। -
৬৫৬
একটি উত্তল কাচ লেন্স নিম্নোক্ত কোন বিম্বটি গঠন করে?
- ক সোজা ও খর্বিত
- খ সোজা ও সমান আকারের
- গ উল্টো ও বিবর্ধিত
- ঘ সোজা ও বিবর্ধিত
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) উল্টো ও বিবর্ধিত
উত্তল (অভিসারী) লেন্স বস্তুর অবস্থানভেদে বিভিন্ন ধরনের প্রতিবিম্ব গঠন করতে পারে, তবে এর সবচেয়ে বৈশিষ্ট্যসূচক (সদ) প্রতিবিম্বটি হলো উল্টো ও বিবর্ধিত — বস্তু ফোকাস দূরত্ব ও দ্বিগুণ ফোকাস দূরত্বের মধ্যে থাকলে এই ধরনের সদ, উল্টো, বিবর্ধিত প্রতিবিম্ব গঠিত হয় (যেমন প্রোজেক্টরে)। উত্তল লেন্সের ক্ষেত্রে সোজা প্রতিবিম্ব সবসময় অসদ ও বিবর্ধিত হয় (কখনো খর্বিত বা সমান আকারের হয় না), তাই ক ও খ অপশন ভুল। [নোট: বস্তুর দূরত্বের উপর নির্ভর করে উত্তল লেন্স 'সোজা ও বিবর্ধিত' প্রতিবিম্বও (u<f হলে, অবাস্তব) গঠন করতে পারে (অপশন ঘ)। প্রশ্নে নির্দিষ্ট বস্তুর অবস্থান উল্লেখ না থাকায় প্রশ্নটি নীতিগতভাবে অস্পষ্ট; সদ, উল্টো ও বিবর্ধিত বিম্বকে (অপশন গ) উত্তল লেন্সের সবচেয়ে প্রচলিত/আদর্শ বৈশিষ্ট্য ধরে উত্তর দেওয়া হয়েছে।] -
৬৫৭
বায়ু থেকে অন্য কোনো মাধ্যমের ভেতর একটি আলোক রশ্মি প্রবেশের পর তার গতি 15% হ্রাস পায়। ওই মাধ্যমের প্রতিসরাঙ্ক কত?
- ক 1.5
- খ 1.33
- গ 1.61
- ঘ 1.18
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 1.18
বায়ুতে আলোর দ্রুতি c হলে মাধ্যমে দ্রুতি 15% কমে যায়, অর্থাৎ v = 0.85c। প্রতিসরাঙ্ক n = cv = 10.85 ≈ 1.176, যা প্রায় 1.18 এর কাছাকাছি। -
৬৫৮
একটি জলাশয়ের প্রকৃত গভীরতা 6 m। যদি পানির প্রতিসরাঙ্ক 43 হয় তবে এর আপাত গভীরতা কত?
- ক 4 m
- খ 5 m
- গ 4.5 m
- ঘ 5.5 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 4.5 m
আপাত গভীরতা = প্রকৃত গভীরতা / প্রতিসরাঙ্ক = 6(43) = 6 × 34 = 4.5 m। -
৬৫৯
আলো চলার পথে শক্তির অপচয় কম করে যে পথে চলে সে নীতিকে বলে---
- ক হাইগেনসের নীতি
- খ গাউসের বর্ণ নীতি
- গ ভরের চাপসাম্য
- ঘ ফার্মাটের নীতি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ফার্মাটের নীতি
ফার্মাটের নীতি (Fermat's principle) অনুযায়ী আলো দুই বিন্দুর মধ্যে সেই পথে ভ্রমণ করে যাতে সময় (এবং শক্তি অপচয়) সর্বনিম্ন হয় (extremum path)। এই নীতি থেকেই আলোর সরলরৈখিক গতি, প্রতিফলন ও প্রতিসরণের সূত্র প্রতিষ্ঠিত হয়। -
৬৬০
একটি +1.5D এবং −3.5D ক্ষমতার দুটি উত্তল লেন্স পরস্পরের সংস্পর্শে রাখা হলো। সংযোগটির তুল্য ক্ষমতা---
- ক −2D
- খ 2D
- গ −12 D
- ঘ 12 D
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) −2D
সংস্পর্শে থাকা দুটি লেন্সের তুল্য ক্ষমতা P = P1 + P2 = 1.5 + (−3.5) = −2 D। [নোট: স্টেমে দ্বিতীয় লেন্সের ক্ষমতা −3.5D দেওয়া হয়েছে, যা প্রকৃতপক্ষে অবতল (অপসারী) লেন্সের বৈশিষ্ট্য, কিন্তু স্টেমে উভয় লেন্সকেই 'উত্তল' বলা হয়েছে — এটি সম্ভবত একটি লেখার ভুল (typo)। তবে ক্ষমতার মান দিয়ে গণনা করে নির্দিষ্টভাবে উত্তর (−2D) পাওয়া যায়, তাই উত্তর নির্ণয়ে বাধা হয়নি।]
ইসহাক স্যার ধাঁচে পরীক্ষা দাও
এই প্রতিষ্ঠানের প্রশ্ন দিয়েই এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।