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 ২৫/৩৭
-
৪৮১
একটি অতি সুসঙ্গত আলোক রশ্মি একটি সুক্ষ্ম তারের উপর আপতিত হলে তারের পিছনে যে ছায়া তৈরি হয় তা একটি তারের নয় , বরং অনেকগুলো সমান্তরাল তারের। এই ঘটনাটি ব্যাখ্যা করা যায় নিম্নের কোনটির দ্বারা?
- ক প্রতিসরণ
- খ অপবর্তন
- গ প্রতিফলন
- ঘ ডপলার ক্রিয়া
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) অপবর্তন
সুসঙ্গত আলো সরু তারের প্রান্ত দিয়ে বেঁকে গিয়ে একাধিক সমান্তরাল উজ্জ্বল-অন্ধকার ফ্রিঞ্জ তৈরি করে — এটি আলোর অপবর্তনের (diffraction) বৈশিষ্ট্যপূর্ণ ফল। -
৪৮২
একটি পাতলা ফিল্মের উপর একবর্ণী আলো উলম্বভাবে আপতিত হলো। যদি ফিল্মের ভেতর আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য λ হয়, তবে সর্বনিম্ন কত পুরুত্বের জন্য প্রতিফলিত আলো সবচেয়ে বেশি উজ্জ্বল হবে?
- ক λ8
- খ 3λ4
- গ λ4
- ঘ λ2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) λ4
পাতলা ফিল্মে একটি তলে দশা পরিবর্তন (π) ঘটায় প্রতিফলিত আলোর গঠনমূলক ব্যতিচারের শর্ত 2t=(m+12)λ। সর্বনিম্ন পুরুত্বের জন্য m=0 বসিয়ে t=λ4। -
৪৮৩
পরস্পর থেকে s দূরত্বে অবস্থিত দুইটি সমান্তরাল চিড়কে একবর্ণী আলো দ্বারা আলোকিত করে চিড় থেকে D দূরত্বে অবস্থিত পর্দায় ব্যাতিচার পট্টি পাওয়া গেল। ধরা যাক ডোরার প্রস্থ X, যদি s এবং D উভয়কে দ্বিগুণ করা হয় তবে ডোরার প্রস্থের মান কি হবে?
- ক X2
- খ X
- গ 2X
- ঘ 4X
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) X
দ্বি-চিড় ব্যতিচারে ডোরার প্রস্থ X=λDs। s ও D উভয়কে দ্বিগুণ করলে X′=λ(2D)2s=λDs=X। সুতরাং ডোরার প্রস্থ অপরিবর্তিত থাকবে। -
৪৮৪
নিচের কোন ভৌত প্রক্রিয়া শব্দ তরঙ্গ দ্বারা প্রদর্শিত হয় না?
- ক প্রতিসরণ
- খ ব্যতিচার
- গ সমবর্তন
- ঘ অপবর্তন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) সমবর্তন
শব্দ তরঙ্গ অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ, তাই এতে কম্পন তরঙ্গ সঞ্চালনের দিক বরাবরই হয়। সমবর্তন (polarization) শুধু আড় তরঙ্গে (transverse wave) সম্ভব, তাই শব্দ তরঙ্গে সমবর্তন ঘটে না; প্রতিসরণ, ব্যতিচার ও অপবর্তন — এই তিনটিই শব্দ তরঙ্গে ঘটে। -
৪৮৫
একটি একক চিঁড়ের দরুন ফ্রনহফারের অপবর্তন পরীক্ষায় 500nm তরঙ্গ দেখে আলো ব্যবহার করা হলো। প্রথম ক্রমের অন্ধকার পট্টির জন্য অপবর্তন কোন নির্ণয় কর। (চিঁড়ের প্রস্থ=0.2mm)
- ক 1.16°
- খ 0.16°
- গ 0.12°
- ঘ 0.18°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 0.16°
একক চিড়ে প্রথম ক্রমের অন্ধকার পট্টির শর্ত asinθ=mλ, m=1। এখানে λ=500nm=5×10−7m, a=0.2mm=2×10−4m। sinθ=λa=5×10−72×10−4=2.5×10−3, যা থেকে θ≈0.143°, প্রদত্ত অপশনগুলোর মধ্যে যার নিকটতম মান 0.16°। -
৪৮৬
নিম্নের কোন ঘটনাটি অনুপ্রস্থ তরঙ্গের বেলায় ঘটে কিন্তু অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গের বেলায় ঘটে না?
- ক সমবর্তন
- খ প্রতিফলন
- গ প্রতিসরণ
- ঘ উপরিপাতন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) সমবর্তন
সমবর্তন (polarization) কেবল অনুপ্রস্থ তরঙ্গে সম্ভব, কারণ এতে কম্পনের দিক নির্দিষ্ট একটি সমতলে সীমাবদ্ধ করা যায়; অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গে কম্পন সঞ্চালনের দিক বরাবর হওয়ায় সমবর্তন ঘটে না। প্রতিফলন, প্রতিসরণ ও উপরিপাতন উভয় প্রকার তরঙ্গেই ঘটে। -
৪৮৭
'মুখ্য তরঙ্গের তরঙ্গ মুখের উপর প্রত্যেক বিন্দু গৌণ তরঙ্গের উৎস' - এটি কার নীতি হিসেবে পরিচিত?
- ক Heisenberg
- খ Newton
- গ Fresnel
- ঘ Huygens
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) Huygens
“মুখ্য তরঙ্গের তরঙ্গমুখের প্রতিটি বিন্দু গৌণ তরঙ্গের উৎসরূপে কাজ করে” — এটি হাইগেনসের (Huygens) নীতি, যা তরঙ্গের প্রতিফলন ও প্রতিসরণ ব্যাখ্যা করতে ব্যবহৃত হয়। -
৪৮৮
ইয়ং এর দ্বি-চির পরীক্ষায় চির দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব 2.0mm. এ চির হতে 1m দূরত্বে পর্দার উপর ডোরার ব্যবধান 0.295mm পাওয়া গেলে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য বের কর।
- ক 5.90Å
- খ 59.0Å
- গ 5900Å
- ঘ 59000Å
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 5900Å
ইয়ং-এর দ্বি-চির পরীক্ষায় ডোরার ব্যবধান β=λDd⇒λ=βdD=0.295×10−3×2.0×10−31=5.9×10−7 m =5900 Å। -
৪৮৯
ইয়ং- এর দ্বি-চিড় পরীক্ষার চিড়দ্বয়ের মধ্যে দূরত্ব 2mm। চিড় থেকে 1.2 m দূরত্বে ডোরার ব্যবধান 0.295 mm হলে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য কত?
- ক 5000 Å
- খ 5900 Å
- গ 4916 Å
- ঘ 5916 Å
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 4916 Å
ইয়ং-এর দ্বি-চিড় পরীক্ষায় ডোরার ব্যবধান β=λDd⇒λ=βdD=0.295×10−3×2×10−31.2≈4.917×10−7 m=4916 Å। -
৪৯০
লেজার রশ্মি বৈশিষ্ট্য-
- ক Monochromatic
- খ Coherent
- গ Very intense
- ঘ All of them
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) All of them
লেজার রশ্মির তিনটি প্রধান বৈশিষ্ট্য — এটি এক-বর্ণী (monochromatic), সুসংগত (coherent) এবং অত্যন্ত তীব্র (very intense)। তাই এই তিনটি বৈশিষ্ট্যই একসাথে সঠিক। -
৪৯১
ইয়ংং এর দ্বী চিড় পরীক্ষায় পরপর দুটি উজ্জ্বল ডোরার মধ্যবর্তী দূরত্ব 6.25 ×10−5m চিড় দুটি থেকে পর্দার দূরত্ব 0.8m। আলোর তরঙ্গ দৈর্ঘ্য 6.25 ×10−7m হলে চিড় দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব কত?
- ক 8mm
- খ 7mm
- গ 7.5mm
- ঘ 5mm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 8mm
ইয়ং-এর দ্বি-চিড় পরীক্ষায় ডোরার প্রস্থ β=λDd, যেখান থেকে চিড়দ্বয়ের ব্যবধান d=λDβ। এখানে λ=6.25×10−7 m, D=0.8 m, β=6.25×10−5 m। তাই d=6.25×10−7×0.86.25×10−5=8×10−3 m=8 mm। -
৪৯২
একটি সমতল নিঃঃসরণ গ্রেটিং এ 600x10m তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলোক রশ্মি প্রথম ক্রমে 30° কোণে অপবর্তিত হলে গ্রেটিং এর প্রতি মিটারে রেখার সংখ্যা কত?
- ক 6.25 × 105 m−1
- খ 8.0 × 105 m−1
- গ 7.85 × 105 m−1
- ঘ 8.33 × 105 m−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 8.33 × 105 m−1
গ্রেটিং সমীকরণ dsinθ=nλ। এখানে λ=600×10−9m, n=1, θ=30°। সুতরাং d=nλsinθ=600×10−90.5=1.2×10−6m। প্রতি মিটারে রেখার সংখ্যা N=1d=11.2×10−6=8.33×105m−1। -
৪৯৩
ইয়ংং এর দ্বি-চিড় পরীক্ষায় চিড় থেকে 1m দূরে একটি উজ্জল ডোরার প্রন্থ 0.5mm। চিড় দুটির মধ্যে দূরত্ব 0.2 mm হলে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য কত?
- ক 0.5 mm
- খ 0.2 mm
- গ 10−7 m
- ঘ 107 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 10−7 m
ডোরার প্রস্থ β=λDd থেকে λ=βdD=0.5×10−3×0.2×10−31=1×10−7m। -
৪৯৪
সমান্তরাল সাদা আলোক রশ্মি সমতল অপবর্তন গ্রেটিং এর উপর লম্বভাবে আপতিত হলে, আপতিত আলোক রশ্মি বিভিন্ন রঙের বর্ণালি সৃষ্টি করে-এর মধ্যে যে রঙটি সবচেয়ে বেশি বেঁকে যায় সেটি হচ্ছে—
- ক বেগুণী
- খ হলুদ
- গ লাল
- ঘ কমলা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) লাল
অপবর্তন গ্রেটিং-এর সূত্র dsinθ=mλ অনুযায়ী বৃহত্তর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো বেশি কোণে বেঁকে যায়। দৃশ্যমান আলোর মধ্যে লাল রঙের তরঙ্গদৈর্ঘ্য সবচেয়ে বেশি, তাই গ্রেটিং-এ লাল আলো সবচেয়ে বেশি বেঁকে যায় (এটি প্রিজমের বিচ্ছুরণের বিপরীত, যেখানে বেগুনি সবচেয়ে বেশি বাঁকে)। -
৪৯৫
দুটি সুসংগত উৎস থেকে λ তরঙ্গদৈঘ্যের তরঙ্গ সমদশায় উতপন্ন হচ্ছে। উপরিপাতন অঞ্চলের কোন এক বিন্দুতে তরঙ্গ দুটির দশা পার্থক্য হলো π রেডিয়ান। পথ পার্থক্যের মান কত হতে পারে?
- ক 0
- খ λ4
- গ λ2
- ঘ 3λ4
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) λ2
Δx=Δϕ2πλ। Δϕ=π বসিয়ে Δx=π2πλ=λ2। -
৪৯৬
আলোক তরঙ্গের নিম্নোক্ত উপাদান আছে —
- ক শুধু বিদ্যুৎ ক্ষেত্রে
- খ শুধু চুম্বক ক্ষেত্রে
- গ সমান্তরাল বিদ্যুৎ ও চুম্বক ক্ষেত্র
- ঘ পরস্পর লম্ব বিদ্যুৎ ও চুম্বক ক্ষেত্র
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) পরস্পর লম্ব বিদ্যুৎ ও চুম্বক ক্ষেত্র
আলো একটি তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ, যেখানে দোলায়মান তড়িৎ ক্ষেত্র ও চুম্বক ক্ষেত্র একে অপরের সাথে এবং তরঙ্গের সঞ্চরণ দিকের সাথে পরস্পর লম্ব থাকে। -
৪৯৭
ইয়ংং- এর ডাবল স্লিট পরীক্ষা প্রদর্শন করো-
- ক আলোকের সমবর্তন বিচ্ছুরণ
- খ আলোকের
- গ আলোকের প্রতিফলন
- ঘ আলোকের ব্যতিচার
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) আলোকের ব্যতিচার
ইয়ং-এর দ্বি-চিড় পরীক্ষায় দুটি সুসংগত উৎস থেকে আগত আলোক তরঙ্গের উপরিপাতনের ফলে সৃষ্ট উজ্জ্বল-অন্ধকার ডোরা প্রদর্শিত হয়, যা আলোর ব্যতিচার (interference) ঘটনার প্রমাণ। -
৪৯৮
আলোর কোন ধর্মটি প্রমাণ করে যে আলো একটি তির্যক তরঙ্গ?
- ক ব্যতিচার
- খ অপবর্তন
- গ সমবর্তন
- ঘ প্রতিফলন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) সমবর্তন
সমবর্তন (polarization) কেবল তির্যক তরঙ্গেই সম্ভব — কম্পন তরঙ্গের গতিপথের লম্বে হলে তবেই একে এক তলে সীমাবদ্ধ করা যায়।
শব্দ অনুদৈর্ঘ্য বলে এর সমবর্তন হয় না।
ফাঁদ: ব্যতিচার ও অপবর্তন তরঙ্গধর্ম প্রমাণ করে, কিন্তু তির্যকতা নয়। -
৪৯৯
ইয়ং-এর দ্বিচিড় পরীক্ষায় ফ্রিঞ্জ প্রস্থ কোনটি?
- ক λDd
- খ λdD
- গ Dλd
- ঘ λDd
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) λDd
ফ্রিঞ্জ প্রস্থ β = λDd — এখানে D পর্দার দূরত্ব, d চিড় দুটির ব্যবধান।
চিড় কাছাকাছি আনলে (d কমলে) ফ্রিঞ্জ চওড়া হয়।
ফাঁদ: D ও d উল্টে বসানো। -
৫০০
ব্যতিচার ঘটার জন্য উৎস দুটিকে কী হতে হবে?
- ক সুসংগত (coherent)
- খ সমবর্তিত
- গ একবর্ণী হলেই চলবে
- ঘ ভিন্ন কম্পাঙ্কের
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) সুসংগত (coherent)
স্থায়ী ব্যতিচার নকশার জন্য উৎস দুটির দশা পার্থক্য সময়ের সাথে অপরিবর্তিত থাকা চাই — একেই সুসংগততা বলে।
এজন্য একটিমাত্র উৎসকে দুই ভাগে ভাগ করে নেওয়া হয়; দুটি আলাদা বাতি দিয়ে ব্যতিচার দেখা যায় না।
ফাঁদ: শুধু একবর্ণী হলেই হবে ভাবা।
ভৌত আলোকবিজ্ঞান নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।