ভৌত আলোকবিজ্ঞান — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্রের ৭ম অধ্যায়। এখানে ৭৩০টি প্রশ্ন আছে — বোর্ড, ঢাবি, বুয়েট আর মেডিকেল ভর্তি পরীক্ষা থেকে বাছাই করা, প্রতিটার নিচে পূর্ণ ব্যাখ্যা দেওয়া। উত্তর দেখার আগে নিজে একবার চেষ্টা করে নিও।
৭৩০ প্রশ্ন
২য় পত্র
অধ্যায় ৭
পাতা ১৭/৩৭
-
৩২১
কম্পন তল ও সমবর্তিত আলোর সমবর্তন তলের মধ্যবর্তী কোণের মান হলো---
- ক 0
- খ π4
- গ π2
- ঘ π
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) π2
সমবর্তিত আলোর কম্পন তল (plane of vibration) ও সমবর্তন তল (plane of polarization) সর্বদা পরস্পর লম্ব থাকে, অর্থাৎ তাদের মধ্যবর্তী কোণ 90° = π2। সঠিক উত্তর: গ। -
৩২২
চিত্রটি ইয়ং-এর দ্বি-চিড় পরীক্ষা নির্দেশ করে। উদ্দীপক অনুসারে S1, S2 উৎসদ্বয় থেকে নিঃসৃত তরঙ্গ দুটির মধ্যে দশা পার্থক্য হয়---
- ক 3π2
- খ 2π
- গ π
- ঘ π2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 2π
ইয়ং-এর দ্বি-চিড় পরীক্ষায় S1 ও S2 একই মূল তরঙ্গমুখ (একই প্রাথমিক সরু চিড় S থেকে আগত তরঙ্গমুখ) থেকে সৃষ্ট গৌণ (secondary) সুসংগত উৎস। যেহেতু S থেকে S1 ও S2 সমদূরত্বে অবস্থিত থাকে, তাই S1 ও S2 থেকে নির্গত তরঙ্গ দুটি সর্বদা সমদশায় (in phase) থাকে—অর্থাৎ তাদের দশা পার্থক্য 0, যা 2π-এর সমতুল্য (একই দশা মানে দশা পার্থক্য 2π-এর পূর্ণসংখ্যক গুণিতক, এখানে ন্যূনতম অ-শূন্য প্রতিনিধিত্বকারী মান 2π)। সঠিক উত্তর: খ। -
৩২৩
উদ্দীপকে S1, S2 উৎসদ্বয়ের মধ্যে দূরত্ব অর্ধেক করে দিয়ে এবং চিড় হতে পর্দার দূরত্ব D-এর মান দ্বিগুণ করা হলে পর্দায় সৃষ্ট ব্যতিচার ঝালরের প্রস্থ পূর্বের মানের---
- ক অর্ধেক
- খ দ্বিগুণ
- গ সমান
- ঘ চারগুণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) চারগুণ
ডোরার প্রস্থ β = λDd, যেখানে d = উৎসদ্বয়ের দূরত্ব, D = চিড় থেকে পর্দার দূরত্ব। d অর্ধেক (d2) এবং D দ্বিগুণ (2D) করলে, নতুন প্রস্থ β′ = λ(2D)(d2) = 4·(λDd) = 4β। অর্থাৎ নতুন ঝালরের প্রস্থ পূর্বের চারগুণ হবে। সঠিক উত্তর: ঘ। -
৩২৪
দুটি সোডিয়াম ও সমান্তরাল চিড় পরস্পর হতে a দূরে অবস্থিত। একটি একবর্ণী আলো দ্বারা এদের আলোকিত করলে চিড় হতে D দূরে অবস্থিত পর্দায় ডোরা সৃষ্টি হলো। প্রতি ডোরার প্রস্থ x পরবর্তীতে a ও D উভয়টিকে দ্বিগুণ করা হলো। নতুন ডোরা প্রস্থ হবে---
- ক x2
- খ 4x
- গ 2x
- ঘ x
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) x
ডোরার প্রস্থ x = λDa। a ও D উভয়কে দ্বিগুণ করলে নতুন প্রস্থ x′ = λ(2D)(2a) = λDa = x, অর্থাৎ প্রস্থ অপরিবর্তিত থাকে (কারণ লব ও হর উভয়ই সমান হারে বৃদ্ধি পাওয়ায় অনুপাত একই থাকে)। সঠিক উত্তর: ঘ (x, অর্থাৎ পূর্বের সমান)। -
৩২৫
10−3 cm প্রস্থের একটি চিড়ের ভিতর দিয়ে একটি তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ প্রথম অবম বিন্দুর জন্য 30° অপবর্তন কোণ সৃষ্টি করে। তরঙ্গটির তরঙ্গদৈর্ঘ্য কত?
- ক 5 × 10−3 cm
- খ 3.33 × 10−3 cm
- গ 5 × 10−4 cm
- ঘ 3.33 × 10−4 cm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 5 × 10−4 cm
একক চিড়ের ক্ষেত্রে প্রথম অবম বিন্দুর শর্ত: a sinθ = nλ (n=1)। এখানে a = 10−3 cm, θ = 30°। তাই λ = a sinθ = 10−3 × sin30° = 10−3 × 0.5 = 5 × 10−4 cm। সঠিক উত্তর: গ। -
৩২৬
তরঙ্গটি নিচের কোন প্রকারের?
- ক অবলোহিত
- খ বেতার তরঙ্গ
- গ দৃশ্যমান তরঙ্গ
- ঘ অতি বেগুনি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) অবলোহিত
পূর্ববর্তী প্রশ্নে পাওয়া তরঙ্গদৈর্ঘ্য λ = 5 × 10−4 cm = 5 × 10−6 m = 5000 nm। দৃশ্যমান আলোর পরিসর প্রায় 400–700 nm; 5000 nm এর চেয়ে অনেক বড়, যা অবলোহিত (infrared) রশ্মির (প্রায় 700 nm – 1 mm) পরিসরে পড়ে। সঠিক উত্তর: ক। -
৩২৭
অবলোহিত রশ্মির ব্যবহার নয় কোনটি?
- ক রিমোট কন্ট্রোল
- খ টিভি সিগন্যাল
- গ অপটিক্যাল ফাইবারের মাধ্যমে যোগাযোগ
- ঘ ফিজিওথেরাপি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) টিভি সিগন্যাল
অবলোহিত রশ্মি (IR): তরঙ্গদৈর্ঘ্য 700 nm থেকে প্রায় 1 mm, উত্তপ্ত বস্তু থেকে নির্গত হয়, তাপীয় প্রভাব সবচেয়ে বেশি।
ব্যবহার: টিভি/এসির রিমোট কন্ট্রোল, অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগ (প্রায় 1300-1550 nm), ফিজিওথেরাপি ও তাপ চিকিৎসা, নাইট ভিশন ক্যামেরা, কুয়াশায় ছবি তোলা, বাড়ির নিরাপত্তা অ্যালার্ম।
টিভি ও রেডিও সিগন্যাল পাঠানো হয় বেতার তরঙ্গে (রেডিও তরঙ্গ, তরঙ্গদৈর্ঘ্য 0.1 m থেকে কয়েক km), অবলোহিত রশ্মিতে নয়।
তড়িৎ চৌম্বকীয় বর্ণালিতে তরঙ্গদৈর্ঘ্য কমার ক্রম: বেতার > মাইক্রোওয়েভ > অবলোহিত > দৃশ্যমান > অতিবেগুনি > X-রশ্মি > গামা। -
৩২৮
মাইক্রোওয়েভ কোথায় ব্যবহৃত হয়?
- ক রেডিওতে
- খ টেলিফোনে
- গ রাডারে
- ঘ টেলিস্কোপে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) রাডারে
মাইক্রোওয়েভের প্রধান ব্যবহারিক ক্ষেত্র হলো রাডার (বস্তু শনাক্তকরণ ও দূরত্ব নির্ণয়), এছাড়া মাইক্রোওয়েভ ওভেন ও যোগাযোগ প্রযুক্তিতেও ব্যবহৃত হয়। সঠিক উত্তর: গ। -
৩২৯
আলোক তরঙ্গের বেলায় নিচের কোনটি মিথ্যা?
- ক এর বেগ দৈর্ঘ্য যতই ক্ষুদ্র
- খ ইহা একটি লম্বিক তরঙ্গ
- গ এর অস্তিত্ব চোখে অনুভূত হয়
- ঘ এর সমবর্তন হতে পারে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ইহা একটি লম্বিক তরঙ্গ
আলোক তরঙ্গ একটি আড় বা অনুপ্রস্থ তরঙ্গ (transverse wave), অনুদৈর্ঘ্য (লম্বিক) তরঙ্গ নয়—এটিই সমবর্তনের (polarization) মাধ্যমে প্রমাণিত হয় (কেননা শুধু অনুপ্রস্থ তরঙ্গেরই সমবর্তন সম্ভব)। তাই "ইহা একটি লম্বিক তরঙ্গ" কথাটি মিথ্যা। সঠিক উত্তর: খ। -
৩৩০
শরীরের ব্যথা-বেদনা উপশমে নিচের কোন রশ্মিটি ব্যবহৃত হয়?
- ক অতিবেগুনি রশ্মি
- খ এক্স রশ্মি
- গ অবলোহিত রশ্মি
- ঘ বিটা রশ্মি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) অবলোহিত রশ্মি
অবলোহিত রশ্মি তাপ উৎপন্ন করে টিস্যুতে রক্ত সঞ্চালন বাড়িয়ে দেয়, যা ফিজিওথেরাপিতে শরীরের ব্যথা-বেদনা উপশমে ব্যবহৃত হয় (ইনফ্রারেড ল্যাম্প থেরাপি)। সঠিক উত্তর: গ। -
৩৩১
আলোর কম্পনের একটি নির্দিষ্ট তলে সীমাবদ্ধ করার প্রক্রিয়াকে বলে আলোর---
- ক ব্যতিচার
- খ অপবর্তন
- গ সমবর্তন
- ঘ প্রতিসরণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) সমবর্তন
সাধারণ আলোর কম্পন সকল দিকে (সকল তলে) ছড়ানো থাকে; এই কম্পনকে একটি নির্দিষ্ট তলে সীমাবদ্ধ করার প্রক্রিয়াকে সমবর্তন (polarization) বলে। সঠিক উত্তর: গ। -
৩৩২
কোনো চিড়ের মধ্য দিয়ে আলো বাঁকে যাওয়ার ঘটনা ব্যাখ্যা করা যায় নিচের কোনটির দ্বারা?
- ক কণাতত্ত্ব
- খ তরঙ্গ তত্ত্ব
- গ দৈনিতিক
- ঘ কোয়ান্টাম তত্ত্ব
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) তরঙ্গ তত্ত্ব
চিড়ের মধ্য দিয়ে আলো বেঁকে যাওয়া (অপবর্তন) একটি তরঙ্গধর্মী ঘটনা, যা আলোর কণাতত্ত্ব দিয়ে ব্যাখ্যা করা সম্ভব নয়। হাইগেনের তরঙ্গ তত্ত্ব (wave theory) দিয়েই এটি সন্তোষজনকভাবে ব্যাখ্যা করা যায়। সঠিক উত্তর: খ। -
৩৩৩
4000 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দুটি একই বর্ণের আলোক তরঙ্গের মধ্যে পথ পার্থক্য 2 × 10-7 m হলে, তাদের মধ্যে দশা পার্থক্য হবে —
- ক π
- খ 2π
- গ 3π2
- ঘ π2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) π
λ = 4000 Å = 4 × 10-7 m
δ = 2πλ × x = 2π4 × 10-7 × 2 × 10-7 = π -
৩৩৪
ইয়ং-এর দ্বি-চিড় পরীক্ষায়, চিড় দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব অর্ধেক এবং দ্বি-চিড় থেকে পর্দার দূরত্ব দ্বিগুণ করলে ডোরার প্রস্থ হবে---
- ক একই
- খ অর্ধেক
- গ দ্বিগুণ
- ঘ চারগুণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) চারগুণ
β = λDd। d অর্ধেক এবং D দ্বিগুণ করলে β′ = λ(2D)(d2) = 4λDd = 4β। অর্থাৎ ডোরার প্রস্থ পূর্বের চারগুণ হবে। সঠিক উত্তর: ঘ। -
৩৩৫
নিচের কোন বৈশিষ্ট্য বলে দেয় যে, আলো একটি অনুপ্রস্থ তরঙ্গ?
- ক প্রতিফলন
- খ প্রতিসরণ
- গ ব্যতিচার
- ঘ সমবর্তন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) সমবর্তন
শুধুমাত্র আড় বা অনুপ্রস্থ (transverse) তরঙ্গের সমবর্তন সম্ভব, অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গের নয়। আলোর সমবর্তন ঘটানো সম্ভব হওয়াটাই প্রমাণ করে যে আলো একটি অনুপ্রস্থ তরঙ্গ। সঠিক উত্তর: ঘ। -
৩৩৬
কোনো চিড়ের প্রস্থ 4 × 10−4 cm। 5896Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো দিয়ে একে আলোকিত করলে কেন্দ্রীয় চরমের উপর পাশে প্রথম ক্ষুদ্রতম অবমবিন্দুর মধ্যবর্তী কোণ নির্ণয় কর।
- ক 17°26′
- খ 18°
- গ 16°59′
- ঘ 8°47′
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 16°59′
একক চিড়ের প্রথম অবম বিন্দুর শর্ত a sinθ = nλ (n=1)। এখানে a = 4 × 10−4 cm = 4 × 10−6 m, λ = 5896 Å = 5.896 × 10−7 m। sinθ = λa = 5.896×10−74×10−6 = 0.1474 θ = sin−1(0.1474) ≈ 8°29′ (কেন্দ্রীয় চরম থেকে এক পাশের কোণ)। প্রশ্নে কেন্দ্রীয় চরমের দুই পাশের প্রথম অবম বিন্দুদ্বয়ের মধ্যবর্তী কোণ চাওয়া হয়েছে, যা 2θ: 2θ ≈ 2 × 8°29′ ≈ 16°58′–16°59′। সঠিক উত্তর: গ (16°59′)। -
৩৩৭
ইয়ং-এর দ্বি-চিড় পরীক্ষায় আলোর কম্পাঙ্ক 6.2 × 1014 Hz। পর্দায় দুটি ডোরার কেন্দ্রের মধ্যবর্তী দূরত্ব 0.72 mm। পর্দাটি যদি 1.6 m দূরে থাকে তাহলে চিড় দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব কত?
- ক 0.49 mm
- খ 0.514 mm
- গ 1.076 mm
- ঘ 0.62 mm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1.076 mm
প্রথমে তরঙ্গদৈর্ঘ্য বের করি: λ = cν = (3×108)(6.2×1014) ≈ 4.839×10−7 m। ডোরার প্রস্থ β = λDd থেকে d = λDβ। D = 1.6 m, β = 0.72 mm = 7.2×10−4 m। d = (4.839×10−7 × 1.6)(7.2×10−4) = 7.742×10−77.2×10−4 ≈ 1.075×10−3 m ≈ 1.076 mm। সঠিক উত্তর: গ। -
৩৩৮
ε = μ0 হলে নিচের কোনটির এককের সমান?
- ক (velocity)2
- খ (velocity)1ᐟ2
- গ 1velocity
- ঘ (velocity)−2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1velocity
শূন্য মাধ্যমে c = 1ε0μ0। যদি ε0 = μ0 = x ধরা হয়, তাহলে c = 1x2 = 1x, অর্থাৎ x = 1c। সুতরাং ε0 (= μ0) এর একক হবে বেগের ব্যস্তানুপাতিক রাশির একক, অর্থাৎ 1velocity। সঠিক উত্তর: গ। -
৩৩৯
কোনটি সত্য নয়?
- ক আলোক এক প্রকার শক্তি
- খ আলোক তরঙ্গ প্রবাহের জন্য মাধ্যম প্রয়োজন হয়
- গ আলো একটি তরঙ্গ
- ঘ আলোর উভয় ধর্ম আছে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) আলোক তরঙ্গ প্রবাহের জন্য মাধ্যম প্রয়োজন হয়
আলোক এক প্রকার শক্তি, আলো একটি তরঙ্গ, এবং আলোর তরঙ্গ-কণা উভয় ধর্ম আছে—এই তিনটি বিবৃতি সত্য। কিন্তু "আলোক তরঙ্গ প্রবাহের জন্য মাধ্যম প্রয়োজন হয়"—এটি মিথ্যা, কারণ তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ হিসেবে আলো শূন্যস্থান দিয়েও অবাধে চলাচল করতে পারে, কোনো বস্তুগত মাধ্যমের প্রয়োজন হয় না। সঠিক উত্তর: খ। -
৩৪০
একটি LED-এর আলোতে তরঙ্গদৈর্ঘ্য 4500 × 10−10 m হলে, এটি কোন ধরনের আলো হতে পারে?
- ক লাল
- খ সবুজ
- গ নীল
- ঘ হলুদ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) নীল
λ = 4500 × 10−10 m = 450 nm। দৃশ্যমান বর্ণালিতে প্রায় 450–495 nm পরিসরকে নীল (Blue) বর্ণ হিসেবে ধরা হয় (এর নিচে, 380–450 nm বেগুনি)। 450 nm নীল বর্ণের শুরুর কাছাকাছি অবস্থিত বলে এই LED-র আলো নীল বর্ণের হতে পারে। সঠিক উত্তর: গ।
ভৌত আলোকবিজ্ঞান নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।