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 ২/৩৭
-
২১
হাইগেন্সের নীতি অনুযায়ী তরঙ্গমুখের প্রতিটি বিন্দু কী হিসেবে কাজ করে?
- ক আলো শোষণকারী বিন্দু
- খ নতুন গৌণ তরঙ্গের উৎস
- গ প্রতিফলক তল
- ঘ স্থির বিন্দু
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) নতুন গৌণ তরঙ্গের উৎস
হাইগেন্সের নীতি: তরঙ্গমুখের প্রতিটি বিন্দু নতুন গৌণ তরঙ্গের (secondary wavelet) উৎস হিসেবে কাজ করে।
এই গৌণ তরঙ্গগুলো মূল তরঙ্গের বেগেই ছড়ায় এবং তাদের সাধারণ স্পর্শক তলই পরবর্তী মুহূর্তের তরঙ্গমুখ। -
২২
হাইগেন্সের নীতিতে পরবর্তী তরঙ্গমুখ কীভাবে পাওয়া যায়?
- ক গৌণ তরঙ্গগুলোর কেন্দ্র যোগ করে
- খ গৌণ তরঙ্গগুলোর সাধারণ স্পর্শক তল টেনে
- গ মূল তরঙ্গমুখকে দ্বিগুণ করে
- ঘ রশ্মিগুলোকে যোগ করে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) গৌণ তরঙ্গগুলোর সাধারণ স্পর্শক তল টেনে
প্রতিটি বিন্দু থেকে vt ব্যাসার্ধের গৌণ তরঙ্গ আঁকা হয়; এদের সাধারণ স্পর্শক তল (envelope) ই t সময় পরের নতুন তরঙ্গমুখ।
এভাবেই তরঙ্গমুখ ধাপে ধাপে সামনে এগোয়। -
২৩
হাইগেন্সের নীতি অনুযায়ী প্রতিফলনের সময় তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কী হয়?
- ক দ্বিগুণ হয়
- খ অর্ধেক হয়
- গ শূন্য হয়
- ঘ অপরিবর্তিত থাকে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) অপরিবর্তিত থাকে
প্রতিফলনে আলো একই মাধ্যমেই থাকে, তাই বেগ ও কম্পাঙ্ক দুটোই অপরিবর্তিত — ফলে λ = v/f ও অপরিবর্তিত।
শুধু সঞ্চালনের দিক বদলায়। মাধ্যম বদলালে (প্রতিসরণে) তবেই λ বদলায়। -
২৪
প্রতিসরণের সময় ঘন মাধ্যমে তরঙ্গমুখের কী হয়?
- ক বেগ বেড়ে গিয়ে অভিলম্ব থেকে দূরে সরে
- খ তরঙ্গমুখ অপরিবর্তিত থাকে
- গ বেগ কমে যাওয়ায় তরঙ্গমুখ অভিলম্বের দিকে ঘুরে যায়
- ঘ তরঙ্গমুখ ভেঙে যায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) বেগ কমে যাওয়ায় তরঙ্গমুখ অভিলম্বের দিকে ঘুরে যায়
ঘন মাধ্যমে গৌণ তরঙ্গ ধীরে ছড়ায়, তাই তরঙ্গমুখের যে প্রান্ত আগে ঢোকে সে পিছিয়ে পড়ে — ফলে পুরো তরঙ্গমুখ অভিলম্বের দিকে ঘুরে যায়।
এটিই স্নেলের সূত্রের তরঙ্গ ব্যাখ্যা। -
২৫
হাইগেন্সের নীতি থেকে স্নেলের সূত্রে প্রতিসরাঙ্ক কীসের অনুপাত হিসেবে পাওয়া যায়?
- ক দুই মাধ্যমের ঘনত্বের অনুপাত
- খ দুই মাধ্যমের তাপমাত্রার অনুপাত
- গ দুই মাধ্যমে আলোর বেগের অনুপাত
- ঘ আপতন ও প্রতিফলন কোণের অনুপাত
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) দুই মাধ্যমে আলোর বেগের অনুপাত
n21 = sin isin r = v1v2 = λ1λ2
অর্থাৎ প্রতিসরাঙ্ক আসলে বেগের অনুপাত। ঘনত্বের সরাসরি অনুপাত নয় — যদিও সাধারণত ঘন মাধ্যমে বেগ কম হয়। -
২৬
সমতল দর্পণে সমতল তরঙ্গমুখ পড়লে প্রতিফলিত তরঙ্গমুখ কেমন হয়?
- ক গোলীয় হয়ে যায়
- খ বেলনাকার হয়ে যায়
- গ সমতলই থাকে, শুধু দিক বদলায়
- ঘ তরঙ্গমুখ থাকে না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) সমতলই থাকে, শুধু দিক বদলায়
সমতল দর্পণের সব বিন্দু থেকে গৌণ তরঙ্গ একই সময়ে সমান ব্যাসার্ধে ছড়ায়, তাই তাদের স্পর্শক তলও সমতল থাকে।
শুধু সঞ্চালনের দিক বদলে যায় — এজন্যই সমতল দর্পণে বিম্ব বিকৃত হয় না। -
২৭
হাইগেন্সের গৌণ তরঙ্গের বেগ কেমন হয়?
- ক মূল তরঙ্গের দ্বিগুণ
- খ মূল তরঙ্গের অর্ধেক
- গ শূন্য
- ঘ মূল তরঙ্গের বেগের সমান
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) মূল তরঙ্গের বেগের সমান
গৌণ তরঙ্গ একই মাধ্যমে ছড়ায়, তাই তাদের বেগ মূল তরঙ্গের বেগের সমান।
এজন্যই t সময়ে গৌণ তরঙ্গের ব্যাসার্ধ vt হয় এবং তরঙ্গমুখ ঠিক vt দূরত্ব এগোয়। -
২৮
তরঙ্গমুখের ওপর দুটি বিন্দুর দশা পার্থক্য কত?
- ক π
- খ শূন্য
- গ π2
- ঘ 2π
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) শূন্য
সংজ্ঞা অনুযায়ী তরঙ্গমুখের সব বিন্দু একই দশায় কাঁপে, তাই তাদের দশা পার্থক্য শূন্য।
এ কারণেই একই তরঙ্গমুখ থেকে আসা দুটি অংশ সবসময় সুসঙ্গত — ব্যতিচার পরীক্ষায় এই ব্যাপারটিই কাজে লাগানো হয়। -
২৯
পরপর দুটি তরঙ্গমুখের মধ্যে দূরত্ব কত?
- ক অর্ধ তরঙ্গদৈর্ঘ্য
- খ দুই তরঙ্গদৈর্ঘ্য
- গ এক তরঙ্গদৈর্ঘ্য
- ঘ বিস্তারের সমান
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) এক তরঙ্গদৈর্ঘ্য
পরপর দুই তরঙ্গমুখের দশা পার্থক্য 2π, আর 2π দশা পার্থক্যের সমতুল্য পথ পার্থক্য λ।
তাই একই দশার দুই তরঙ্গমুখের দূরত্ব ঠিক এক তরঙ্গদৈর্ঘ্য। -
৩০
অতি ক্ষুদ্র ছিদ্র দিয়ে আলো গেলে অপর পাশে তরঙ্গমুখ কেমন হয়?
- ক সমতলই থাকে
- খ গোলীয়, ছিদ্রটিই নতুন বিন্দু উৎসের মতো কাজ করে
- গ তরঙ্গমুখ ধ্বংস হয়ে যায়
- ঘ বেলনাকার হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) গোলীয়, ছিদ্রটিই নতুন বিন্দু উৎসের মতো কাজ করে
হাইগেন্সের নীতিতে ছিদ্রের ভেতরের বিন্দুটি নতুন গৌণ উৎস, তাই অপর পাশে গোলীয় তরঙ্গমুখ ছড়ায়।
এভাবেই আলো ছিদ্রের প্রান্তের পিছনেও কিছুটা ঢুকে পড়ে — এটিই অপবর্তনের সূচনা। -
৩১
বাতাসে একটি আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য 6000 Å। এর কম্পাঙ্ক কত?
- ক 5 × 10¹² Hz
- খ 2 × 10¹⁴ Hz
- গ 5 × 10¹⁴ Hz
- ঘ 1.8 × 10¹⁵ Hz
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 5 × 10¹⁴ Hz
λ = 6000 Å = 6 × 10⁻⁷ m
f = cλ = 3 × 10⁸6 × 10⁻⁷
= 5 × 10¹⁴ Hz। -
৩২
বাতাসে 6000 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো পানিতে (n = 4/3) প্রবেশ করলে তরঙ্গদৈর্ঘ্য কত হবে?
- ক 8000 Å
- খ 6000 Å
- গ 4500 Å
- ঘ 3000 Å
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 4500 Å
কম্পাঙ্ক অপরিবর্তিত, তাই λমাধ্যম = λn = 60004/3 = 6000 × 34
= 4500 Å। -
৩৩
কাচে আলোর বেগ 2 × 10⁸ ms⁻¹ এবং কম্পাঙ্ক 5 × 10¹⁴ Hz। কাচে তরঙ্গদৈর্ঘ্য কত?
- ক 4000 Å
- খ 6000 Å
- গ 2000 Å
- ঘ 8000 Å
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 4000 Å
λ = vf = 2 × 10⁸5 × 10¹⁴ = 4 × 10⁻⁷ m
= 4000 Å। -
৩৪
দুইটি মাধ্যমে আলোর বেগের অনুপাত 3 : 2 হলে দ্বিতীয় মাধ্যমের সাপেক্ষে প্রথমটির আপেক্ষিক প্রতিসরাঙ্ক কত?
- ক 0.67
- খ 1.5
- গ 2.5
- ঘ 6
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 1.5
n21 = v1v2 = 32
= 1.5 — অর্থাৎ দ্বিতীয় মাধ্যমটি ঘন। -
৩৫
পানিতে (n = 4/3) আলোর বেগ কত?
- ক 4 × 10⁸ ms⁻¹
- খ 2 × 10⁸ ms⁻¹
- গ 2.25 × 10⁸ ms⁻¹
- ঘ 1.5 × 10⁸ ms⁻¹
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2.25 × 10⁸ ms⁻¹
v = cn = 3 × 10⁸4/3 = 3 × 10⁸ × 34
= 2.25 × 10⁸ ms⁻¹। -
৩৬
4 × 10¹⁴ Hz কম্পাঙ্কের আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য বাতাসে কত?
- ক 4000 Å
- খ 7500 Å
- গ 1200 Å
- ঘ 5000 Å
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 7500 Å
λ = cf = 3 × 10⁸4 × 10¹⁴ = 7.5 × 10⁻⁷ m
= 7500 Å — লাল আলোর সীমার কাছাকাছি। -
৩৭
একটি মাধ্যমে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য বাতাসের তুলনায় অর্ধেক হয়ে গেলে মাধ্যমটির প্রতিসরাঙ্ক কত?
- ক 2
- খ 0.5
- গ 4
- ঘ 1.5
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 2
n = λবাতাসλমাধ্যম = λλ/2
= 2 — মাধ্যমে বেগও অর্ধেক হয়ে যাবে। -
৩৮
তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গে তড়িৎ ক্ষেত্র, চৌম্বক ক্ষেত্র ও সঞ্চালন দিকের সম্পর্ক কী?
- ক তিনটিই সমান্তরাল
- খ তড়িৎ ও চৌম্বক ক্ষেত্র সমান্তরাল, সঞ্চালন দিক লম্ব
- গ তড়িৎ ক্ষেত্র সঞ্চালন দিকের সমান্তরাল
- ঘ তিনটিই পরস্পর লম্ব
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) তিনটিই পরস্পর লম্ব
E⃗, B⃗ ও সঞ্চালন দিক — তিনটিই পরস্পর লম্ব এবং E⃗ × B⃗ সঞ্চালনের দিক নির্দেশ করে।
এ কারণেই আলো তির্যক তরঙ্গ এবং সমবর্তিত হতে পারে। -
৩৯
তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ চলতে কি কোনো মাধ্যম প্রয়োজন?
- ক না, শূন্যস্থানেও চলতে পারে
- খ হ্যাঁ, কঠিন মাধ্যম প্রয়োজন
- গ হ্যাঁ, ইথার প্রয়োজন
- ঘ শুধু বায়ু প্রয়োজন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) না, শূন্যস্থানেও চলতে পারে
পরিবর্তনশীল তড়িৎ ক্ষেত্র চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে এবং উল্টোটাও ঘটে — এভাবেই তরঙ্গ নিজেই নিজেকে টিকিয়ে রেখে শূন্যস্থানে চলে।
এজন্যই সূর্যের আলো ফাঁকা মহাশূন্য পেরিয়ে পৃথিবীতে আসে, অথচ শব্দ আসে না। -
৪০
সব তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের কোন রাশিটি শূন্যস্থানে অভিন্ন?
- ক বেগ
- খ তরঙ্গদৈর্ঘ্য
- গ কম্পাঙ্ক
- ঘ শক্তি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বেগ
রেডিও থেকে গামা — সবার শূন্যস্থানে বেগ 3 × 10⁸ ms⁻¹।
তরঙ্গদৈর্ঘ্য ও কম্পাঙ্ক ভিন্ন ভিন্ন, তবে গুণফল fλ সবসময় c।
ভৌত আলোকবিজ্ঞান নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।