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 ২৮/৩৭
-
৫৪১
কিনারা বা প্রান্ত দিয়ে আলোর বেঁকে যাওয়াকে বলা হয়---
- ক সমবর্তন
- খ ব্যতিচার
- গ অপবর্তন
- ঘ দ্বৈত প্রতিসরণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) অপবর্তন
আলো তার সরলরৈখিক পথ থেকে সরে গিয়ে কোনো বাধা বা সরু চিড়ের প্রান্ত ঘেঁষে বেঁকে যাওয়ার ঘটনাকে অপবর্তন (diffraction) বলা হয়। এটি তরঙ্গধর্মী ঘটনা এবং হাইগেনের নীতি দিয়ে ব্যাখ্যা করা যায়। সঠিক উত্তর: গ। -
৫৪২
ধ্বংসাত্মক ব্যতিচারের শর্ত হলো পথ পার্থক্য সমান---
- ক nλ
- খ n(λ + 1)
- গ (n + 1)λ2
- ঘ (2n + 1)λ2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) (2n + 1)λ2
ব্যতিচারে গঠনমূলক (উজ্জ্বল ডোরা) হওয়ার শর্ত পথ পার্থক্য Δx = nλ, আর ধ্বংসাত্মক (অন্ধকার ডোরা) হওয়ার শর্ত Δx = (2n+1)λ2। প্রশ্নে যেহেতু ধ্বংসাত্মক ব্যতিচারের কথা বলা হয়েছে, উত্তর (2n+1)λ2। সঠিক উত্তর: ঘ। -
৫৪৩
চিত্রটি ইয়ং এর দ্বিচিড় পরীক্ষা নির্দেশ করে।
উদ্দীপক অনুসারে P বিন্দুতে গঠনমূলক ব্যতিচার তৈরি হলে যদি S1, S2 উৎসদ্বয় থেকে নিঃসৃত তরঙ্গ দুটোর মধ্যে দশা পার্থক্য হয়---- ক 3π2
- খ 2π
- গ π
- ঘ π2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 2π
গঠনমূলক ব্যতিচারের শর্ত হলো দশা পার্থক্য δ = 2nπ (n = 0, 1, 2, ...), অর্থাৎ তরঙ্গ দুটি একই দশায় P বিন্দুতে মিলিত হয়। প্রদত্ত বিকল্পগুলোর মধ্যে কেবল 2π (n = 1) এই শর্ত পূরণ করে; π হলে ধ্বংসাত্মক ব্যতিচার হয় এবং π2 বা 3π2 হলে পূর্ণ গঠনমূলক ব্যতিচার হয় না। উত্তর: খ (2π)। -
৫৪৪
চিত্রটি ইয়ং এর দ্বিচিড় পরীক্ষা নির্দেশ করে।
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 হবে 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। -
৫৪৫
দুটি সোজা ও সমান্তরাল চিড় পরস্পর হতে a দূরে অবস্থিত। একটি একবর্ণী আলো দ্বারা এদের আলোকিত করায় চিড় হতে D দূরে অবস্থিত পর্দায় ডোরা সৃষ্টি হলো। প্রতি ডোরার প্রস্থ x পরবর্তীতে a ও D উভয়টিকে দ্বিগুণ করা হলো। নতুন ডোরার 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)। -
৫৪৬
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 × 10−2 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। -
৫৪৭
10−3 cm প্রস্থের একটি চিড়ের ভিতর দিয়ে একটি তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ প্রথম অবম বিন্দুর জন্য 30° অপবর্তন কোণ সৃষ্টি করে।
তরঙ্গটি নিচের কোন প্রকারের?- ক অবলোহিত
- খ বেতার তরঙ্গ
- গ দৃশ্যমান তরঙ্গ
- ঘ অতি বেগুনি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) অবলোহিত
উদ্দীপক থেকে (λ = a sin30°) 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। -
৫৪৮
আলোক তরঙ্গের বেলায় নিচের কোনটি মিথ্যা?
- ক এর তরঙ্গ দৈর্ঘ্য অত্যন্ত 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। -
৫৪৯
কোনো চিড়ের মধ্য দিয়ে আলো বেঁকে যাওয়ার ঘটনা ব্যাখ্যা করা যায় নিচের কোনটির দ্বারা?
- ক কণাতত্ত্ব
- খ তরঙ্গ তত্ত্ব
- গ দ্বৈতনীতি
- 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। -
৫৫০
4000Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দুইটি 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
দশা পার্থক্য φ = 2πλ × Δx। এখানে λ = 4000Å = 4 × 10−7 m এবং Δx = 2 × 10−7 m।
φ = 2π4 × 10−7 × 2 × 10−7 = 2π × 0.5 = π। সঠিক উত্তর: ক। -
৫৫১
ইয়ং-এর দ্বি-চিড় পরীক্ষায়, চিড় দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব অর্ধেক এবং দ্বি-চিড় থেকে পর্দার দূরত্ব দ্বিগুণ করলে ডোরার মানের ব্যবধান 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। -
৫৫২
কোনো চিড়ের প্রস্থ 4 × 10−4 cm। 5896Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যবিশিষ্ট আলো দিয়ে একে আলোকিত করলে কেন্দ্রীয় চরমের উভয় পার্শ্বে প্রথম ক্রম অবমগুলোর মধ্যবর্তী কৌণিক দূরত্ব নির্ণয় কর।
- ক 17.26°
- খ 18°
- গ 16.95°
- ঘ 8.47°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 16.95°
এখানে,
চিড়ের প্রস্থ, a = 4 × 10−4 cm = 4 × 10−6 m
তরঙ্গদৈর্ঘ্য, λ = 5896 Å = 5.896 × 10−7 m
ক্রম, n = 1
আমরা জানি, একক চিড়ের অবমের শর্ত a sinθ = nλ
sinθ = λa = 5.896 × 10−74 × 10−6 = 0.1474
θ = sin−1(0.1474) ≈ 8.476° (কেন্দ্রীয় চরমের এক পাশে)
উভয় পার্শ্বের প্রথম অবমের মধ্যবর্তী কৌণিক দূরত্ব = 2θ ≈ 16.95°
সঠিক উত্তর: গ (16.95°)। -
৫৫৩
ইয়ং-এর দ্বি-চিড় পরীক্ষায় আলোর কম্পাঙ্ক হলো 6.2 × 1014 Hz। পার্শ্ববর্তী 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। -
৫৫৪
নিচের কোন তড়িৎ চুম্বকীয় বিকিরণের কম্পাঙ্ক সবচেয়ে কম?
- ক গামা
- খ অবলোহিত
- গ অতিবেগুনি
- ঘ এক্স-রে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) অবলোহিত
তড়িৎচুম্বকীয় বর্ণালিতে কম্পাঙ্কের ঊর্ধ্বক্রম: রেডিও তরঙ্গ < অবলোহিত < দৃশ্যমান < অতিবেগুনি < X-রশ্মি < গামা রশ্মি। প্রদত্ত চারটি (গামা, অবলোহিত, অতিবেগুনি, এক্স-রে)-এর মধ্যে অবলোহিত রশ্মির কম্পাঙ্ক সবচেয়ে কম। -
৫৫৫
ε0μ0 এর একক নিচের কোনটির এককের সমান?
- ক (velocity)2
- খ (velocity)1/2
- গ 1velocity
- ঘ (velocity)−2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) (velocity)−2
শূন্য মাধ্যমে আলোর বেগ c = 1ε0μ0
⇒ ε0μ0 = 1c2
সুতরাং ε0μ0 এর একক = 1(বেগের একক)2 = (m s−1)−2, অর্থাৎ (velocity)−2 এর এককের সমান।
উত্তর: ঘ। -
৫৫৬
কোনটি সত্য নয়?
- ক আলোক এক প্রকার শক্তি
- খ আলোক তরঙ্গ প্রবাহের জন্য মাধ্যম প্রয়োজন হয়
- গ আলো একটি তরঙ্গ
- ঘ আলোর ভরবেগ আছে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) আলোক তরঙ্গ প্রবাহের জন্য মাধ্যম প্রয়োজন হয়
আলোক এক প্রকার শক্তি, আলো একটি তরঙ্গ এবং আলোর (ফোটনের) ভরবেগ 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। -
৫৫৭
একটি LED-এর আলোর 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 আলোর পাল্লায় নীল আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় 450–490 nm। (সবুজ ≈ 500–570 nm, হলুদ ≈ 580 nm, লাল ≈ 620–780 nm।) -
৫৫৮
আলোর অনুদৈর্ঘ্য এবং অনুপ্রস্থ উভয় প্রকার তরঙ্গ সম্ভব---
- ক ব্যতিচার
- খ অপবর্তন
- গ সমবর্তন
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) কোনোটিই নয়
আলো একটি তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ, যা সর্বদা অনুপ্রস্থ — এতে তড়িৎ ও চৌম্বক ক্ষেত্রের কম্পন সঞ্চালনের দিকের সাথে লম্ব থাকে। আলোর অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ সম্ভব নয়; বরং সমবর্তন (যা কেবল অনুপ্রস্থ তরঙ্গে ঘটে) আলোর অনুপ্রস্থ প্রকৃতিই প্রমাণ করে। ব্যতিচার বা অপবর্তনও আলোকে অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ হিসেবে প্রতিষ্ঠিত করে না। তাই কোনো ক্ষেত্রেই আলোর উভয় প্রকার তরঙ্গ সম্ভব নয়। উত্তর: ঘ (কোনোটিই নয়)। -
৫৫৯
একটি কমপ্যাক্ট ডিস্ককে আলোর সামনে ধরা হলো যেন আলো প্রতিফলিত হয়ে বিভিন্ন বর্ণের আলোকচ্ছটা দেখা যায়। এর কারণ আলোর---
- ক ব্যতিচার
- খ অপবর্তন
- গ সমবর্তন
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) অপবর্তন
কম্প্যাক্ট ডিস্কের (CD) উপরিতলে অসংখ্য অতি সূক্ষ্ম, ঘনসন্নিবিষ্ট সমান্তরাল খাঁজ (grooves) থাকে, যা একটি ডিফ্রাকশন গ্রেটিং-এর মতো আচরণ করে। সাদা আলো এই গ্রেটিং থেকে প্রতিফলিত হয়ে অপবর্তনের মাধ্যমে বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যে ভিন্ন ভিন্ন কোণে বিচ্ছুরিত হয়, ফলে রঙিন আলোকচ্ছটা দেখা যায়। সঠিক উত্তর: খ। -
৫৬০
আলোর কণিকা তত্ত্বের প্রবর্তক কে?
- ক টমাস ইয়ং
- খ নিউটন
- গ আইনস্টাইন
- ঘ ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) নিউটন
১৬৭৫ সালে বিজ্ঞানী নিউটন আলোর কণিকা তত্ত্ব প্রবর্তন করেন। এ তত্ত্ব অনুসারে আলোক উৎস থেকে অসংখ্য ক্ষুদ্র, হালকা ও স্থিতিস্থাপক কণিকা সরলরেখায় প্রচণ্ড বেগে চারদিকে ছুটে চলে। উত্তর: খ (নিউটন)।
ভৌত আলোকবিজ্ঞান নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।