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 ৩৬/৩৭
-
৭০১
ব্যতিচার ঝালরের প্রস্থ —
i. কম্পাঙ্কের ব্যস্তানুপাতিক
ii. চিড় দুটির মধ্যবর্তী দূরত্বের ব্যস্তানুপাতিক
iii. দ্বি-চিড় থেকে পর্দার দূরত্বের সমানুপাতিক
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: ঘ) i, ii ও iii
ঝালরের প্রস্থ β = λ Da = cDfa
(i) β ∝ 1f — সঠিক। (ii) β ∝ 1a — সঠিক। (iii) β ∝ D — সঠিক।
∴ i, ii ও iii সঠিক। -
৭০২
কোনো প্রতিবন্ধকের ধার ঘেঁষে যাওয়ার সময় জ্যামিতিক ছায়া অঞ্চলের মধ্যে আলোর বেঁকে যাওয়ার ঘটনাকে কী বলে ?
- ক ব্যতিচার
- খ অপবর্তন
- গ সমবর্তন
- ঘ প্রতিসরণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) অপবর্তন
আলো কোনো অস্বচ্ছ প্রতিবন্ধক বা সরু চিড়ের ধার ঘেঁষে যাওয়ার সময় সরলপথ থেকে বেঁকে জ্যামিতিক ছায়া অঞ্চলে প্রবেশ করে — একে আলোর অপবর্তন বলে। -
৭০৩
পাশাপাশি স্থাপিত সমপ্রস্থের সূক্ষ্ম চিরবিশিষ্ট পাতকে কী বলা হয় ?
- ক গ্রেটিং
- খ ঝালর
- গ ব্যতিচার ডোরা
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) গ্রেটিং
একটি স্বচ্ছ কাচপাতে সমান দূরত্বে পাশাপাশি অসংখ্য সমপ্রস্থের সূক্ষ্ম সমান্তরাল চিড় (রেখা) কাটা থাকলে তাকে অপবর্তন গ্রেটিং বলে। এটি আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্ণয়ে ব্যবহৃত হয়। -
৭০৪
কোনো গ্রেটিং-এর একক দৈর্ঘ্যে রেখার সংখ্যা —
(i) N = 1d
(ii) N = 1a + b
(iii) N = a + b
নিচের কোনটি সঠিক ?- ক i ও ii
- খ ii ও iii
- গ i ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) i ও ii
গ্রেটিং ধ্রুবক d = a + b (a = চিড়ের প্রস্থ, b = অস্বচ্ছ অংশের প্রস্থ) হলো পাশাপাশি দুটি রেখার মধ্যবর্তী দূরত্ব। তাই একক দৈর্ঘ্যে রেখার সংখ্যা N = 1d = 1a + b। ∴ i ও ii সঠিক। -
৭০৫
10-3 cm প্রস্থের একটি চিড়ের ভেতর দিয়ে একটি তাড়িতচৌম্বকীয় তরঙ্গের 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
প্রথম অবমের শর্ত: asinθ = λ
∴ λ = 10-3 × sin30° = 10-3 × 0.5 = 5 × 10-4 cm -
৭০৬
10-3 cm প্রস্থের একটি চিড়ের ভেতর দিয়ে একটি তাড়িতচৌম্বকীয় তরঙ্গের প্রথম অবম বিন্দুর জন্য 30° অপবর্তন কোণ সৃষ্টি করে।
তরঙ্গটি নিচের কোন প্রকারের ?- ক অবলোহিত
- খ বেতার তরঙ্গ
- গ দৃশ্যমান আলো
- ঘ অতিবেগুনি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) অবলোহিত
λ = 5 × 10-4 cm = 5 × 10-6 m = 5000 nm। দৃশ্যমান আলোর পাল্লা 400–780 nm; এর চেয়ে বড় এবং 1 mm-এর চেয়ে ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্য অবলোহিত পাল্লায় পড়ে। তাই তরঙ্গটি অবলোহিত। -
৭০৭
আলোর অপবর্তন নিচের কোন কারণে ঘটে ?
- ক প্রতিফলন
- খ ব্যতিচার
- গ সমবর্তন
- ঘ প্রতিসরণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ব্যতিচার
হাইগেনসের নীতি অনুযায়ী চিড় বা প্রতিবন্ধকের ধারের প্রতিটি বিন্দু গৌণ উৎস হিসেবে কাজ করে; এসব গৌণ তরঙ্গিকার পারস্পরিক ব্যতিচারের ফলেই অপবর্তন ঝালরে উজ্জ্বল ও অন্ধকার পট্টি সৃষ্টি হয়। -
৭০৮
গ্রেটিং-এর ভেতর দিয়ে 5000 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো ফেলা হলে ১ম ও ৩য় চরমের জন্য অপবর্তন কোণের পার্থক্য কত ? অপবর্তন গ্রেটিং-এর প্রতি সেন্টিমিটারে 6000 রেখা আছে।
- ক 17.46°
- খ 64.16°
- গ 46.7°
- ঘ 51°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 46.7°
d = 16000 cm = 1.667 × 10-6 m, λ = 5 × 10-7 m
dsinθ = nλ
n = 1: sinθ1 = 5 × 10-71.667 × 10-6 = 0.3 ⇒ θ1 = 17.46°
n = 3: sinθ3 = 0.9 ⇒ θ3 = 64.16°
∴ পার্থক্য = 64.16° - 17.46° = 46.7° -
৭০৯
কোনো চিড়ের প্রস্থ 4 × 10-4 cm। 5896 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যবিশিষ্ট আলো দিয়ে একে আলোকিত করলে কেন্দ্রীয় চরমের উভয় পার্শ্বে প্রথম ক্রম অবমগুলোর মধ্যবর্তী কৌণিক দূরত্ব নির্ণয় করো।
- ক 17.26°
- খ 18°
- গ 16.95°
- ঘ 8.44°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 16.95°
a = 4 × 10-6 m, λ = 5.896 × 10-7 m
প্রথম অবম: sinθ = λa = 5.896 × 10-74 × 10-6 = 0.1474 ⇒ θ = 8.48°
উভয় পাশের প্রথম অবমের মধ্যবর্তী কৌণিক দূরত্ব = 2θ = 16.95° -
৭১০
একটি ফ্রনহফার শ্রেণির একক চিড়ের অপবর্তন পরীক্ষায় 6000 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের এক রশ্মি আলো ব্যবহার করা হলো। চিড়টির বেধ 12 × 10-5 cm হলে কেন্দ্রীয় চরম উজ্জ্বল পট্টির অর্ধকৌণিক বিস্তার বের করো।
- ক 30°
- খ 60°
- গ 15°
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 30°
কেন্দ্রীয় চরমের অর্ধকৌণিক বিস্তার = কেন্দ্র থেকে প্রথম অবমের কৌণিক দূরত্ব θ।
sinθ = λa = 6 × 10-712 × 10-7 = 0.5 ⇒ θ = 30°
(দ্রষ্টব্য: বইয়ের উত্তরমালায় (গ) দেওয়া আছে, তবে হিসাব অনুযায়ী অর্ধকৌণিক বিস্তার 30°।) -
৭১১
একটি অতি সুসঙ্গত আলোকরশ্মি একটি সূক্ষ্ম তারের ওপর আপতিত হলে তারের পেছনে যে ছায়া তৈরি হয় তা একটি তারের নয়, বরং অনেকগুলো সমান্তরাল তারের। এ ঘটনা ব্যাখ্যা করা যায় নিম্নের কোনটি দ্বারা ?
- ক প্রতিসরণ
- খ অপবর্তন
- গ প্রতিফলন
- ঘ ডপলার ক্রিয়া
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) অপবর্তন
সূক্ষ্ম তারের দুই ধার ঘেঁষে আলো বেঁকে জ্যামিতিক ছায়া অঞ্চলে প্রবেশ করে এবং দুই ধার থেকে আসা আলোর মিলনে পর্যায়ক্রমে উজ্জ্বল ও অন্ধকার পট্টি তৈরি হয়। ফলে ছায়াটি অনেকগুলো সমান্তরাল তারের মতো দেখায় — এটি আলোর অপবর্তন। -
৭১২
নিচের কোন তত্ত্ব দ্বারা চিড়ের মধ্যদিয়ে আলোর বেঁকে যাওয়ার ঘটনা ব্যাখ্যা করা যায় ?
- ক কোয়ান্টাম তত্ত্ব
- খ তরঙ্গতত্ত্ব
- গ দ্বৈতনীতি
- ঘ কণাতত্ত্ব
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) তরঙ্গতত্ত্ব
চিড়ের মধ্য দিয়ে আলোর বেঁকে যাওয়া (অপবর্তন) কণাতত্ত্ব দিয়ে ব্যাখ্যা করা যায় না; হাইগেনসের তরঙ্গতত্ত্ব ও গৌণ তরঙ্গিকার ধারণা দিয়ে এটি ব্যাখ্যা করা হয়। -
৭১৩
একক রেখা ছিদ্রে (প্রস্থ = a) λ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো দ্বারা অপবর্তনের ফলে θ অপবর্তন কোণে অপবর্তন ঝালর তৈরি হলো। প্রথম অবম বিন্দু গঠনের শর্ত হলো —
- ক λsinθ = a
- খ acosθ = λ
- গ asinθ = λ
- ঘ λcosθ = a
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) asinθ = λ
একক চিড়ে n-তম অবমের শর্ত asinθ = nλ; প্রথম অবমের জন্য n = 1 ⇒ asinθ = λ। -
৭১৪
সাদা আলোর অপবর্তনের ক্ষেত্রে —
i. ঝালরের পট্টিগুলোর প্রস্থ অসমান
ii. পট্টিগুলোর উজ্জ্বলতা একই হয়
iii. পট্টিগুলোর মধ্যবর্তী দূরত্ব পরিবর্তনশীল
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: খ) i ও iii
অপবর্তন ঝালরে কেন্দ্রীয় চরম সবচেয়ে প্রশস্ত ও উজ্জ্বল এবং পার্শ্বচরমগুলোর উজ্জ্বলতা দ্রুত কমে যায় (ii ভুল)। সাদা আলোর বিভিন্ন বর্ণের তরঙ্গদৈর্ঘ্য ভিন্ন হওয়ায় পট্টিগুলোর প্রস্থ অসমান (i সঠিক) এবং এদের মধ্যবর্তী দূরত্বও বর্ণভেদে পরিবর্তনশীল (iii সঠিক)। ∴ i ও iii সঠিক। -
৭১৫
কোনো অপবর্তন গ্রেটিং এ প্রতি সেন্টিমিটারে 6000 রেখা রয়েছে। এর ভেতর দিয়ে 5896 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো ফেলা হলে দ্বিতীয় চরমের অপবর্তন কোণ কত ?
- ক 47.5°
- খ 61.96°
- গ 28.04°
- ঘ 45.03°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 45.03°
d = 16000 cm = 1.667 × 10-6 m
dsinθ = nλ ⇒ sinθ2 = 2 × 5.896 × 10-71.667 × 10-6 = 0.7075
∴ θ2 = 45.03°
(দ্রষ্টব্য: মূল ফাইলে প্রতি সেন্টিমিটারে 600 রেখা ছাপা ছিল; সে মানে কোণ 4.06° আসে, যা অপশনে নেই — তাই 6000 রেখা ধরা হয়েছে।) -
৭১৬
কোনো চিড়ের প্রস্থ 4 × 10-4 cm। যে আলো দিয়ে একে আলোকিত করা হচ্ছে তার তরঙ্গদৈর্ঘ্য 5896 Å। কেন্দ্রীয় চরমের উভয় পার্শ্বে প্রথমক্রম অবমগুলোর মধ্যবর্তী কৌণিক দূরত্ব কত ?
- ক 11.48°
- খ 17° 15.6′
- গ 16.57°
- ঘ 8.63°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 16.57°
sinθ = λa = 5.896 × 10-74 × 10-6 = 0.1474 ⇒ θ ≈ 8.48°
উভয় পাশের প্রথম অবমের মধ্যবর্তী কৌণিক দূরত্ব 2θ ≈ 16.95° (৭গ ১০ দ্রষ্টব্য)। বইয়ের উত্তরমালায় (গ) 16.57° দেওয়া আছে। -
৭১৭
একটি সমতল নিঃসরণ গ্রেটিং-এ লম্বভাবে আলো আপতিত হচ্ছে। এতে সবুজ আলোর (λ = 5400 Å) যেকোনো একটি ক্রম, বেগুনি আলোর (λ = 4050 Å) পরবর্তী উচ্চক্রমের ওপরে পর্দায় উপরিপতিত হচ্ছে। যদি অপবর্তন কোণ 30° হয়, তাহলে গ্রেটিং-এ প্রতি সেন্টিমিটারে রেখার সংখ্যা কত হবে ?
- ক 3086 lines cm-1
- খ 308600 lines cm-1
- গ 324 × 106 lines cm-1
- ঘ 432 × 106 lines cm-1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 3086 lines cm-1
একই কোণে সবুজের n-তম ও বেগুনির (n+1)-তম চরম পড়ে: n × 5400 = (n + 1) × 4050 ⇒ 1350n = 4050 ⇒ n = 3
dsin30° = 3 × 5400 × 10-10 ⇒ d = 1.62 × 10-60.5 = 3.24 × 10-6 m = 3.24 × 10-4 cm
∴ N = 1d = 13.24 × 10-4 = 3086 lines cm-1 -
৭১৮
একক চিড়ের জন্য, ১ম অন্ধকার ডোরার কৌণিক দূরত্ব কত ? [তরঙ্গদৈর্ঘ্য = 5600 Å এবং চিড়ের প্রস্থ = 5 mm।]
- ক 4.417 × 10-3°
- খ 5.417 × 10-3°
- গ 6.417 × 10-3°
- ঘ 7.417 × 10-3°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 6.417 × 10-3°
sinθ = λa = 5.6 × 10-75 × 10-3 = 1.12 × 10-4
θ খুব ছোট বলে θ ≈ 1.12 × 10-4 rad = 1.12 × 10-4 × 180°π = 6.417 × 10-3° -
৭১৯
কোনো তরঙ্গের ওপর যদি এমন শর্ত আরোপ করা হয় যে, কম্পন কেবল একটি নির্দিষ্ট তলে সীমাবদ্ধ থাকে তবে তাকে কী বলা হয় ?
- ক অপবর্তন
- খ ব্যতিচার
- গ সমবর্তন
- ঘ প্রতিফলন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) সমবর্তন
সাধারণ আলোতে কম্পন তরঙ্গের গতির লম্ব তলে সব দিকে ঘটে। কোনো প্রক্রিয়ায় কম্পনকে কেবল একটি নির্দিষ্ট তলে সীমাবদ্ধ করাকে সমবর্তন (পোলারায়ন) বলে। -
৭২০
চিত্রে ক্যালসাইট কেলাসে উৎপন্ন OY রশ্মিটি কোন ধরনের রশ্মি ?- ক প্রতিফলিত
- খ সাধারণ
- গ প্রতিসরিত
- ঘ অসাধারণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) অসাধারণ
ক্যালসাইট কেলাসে দ্বি-প্রতিসরণের ফলে একটি আপতিত রশ্মি দুটি সমবর্তিত রশ্মিতে বিভক্ত হয়। লম্বভাবে আপতিত হলে যে রশ্মি স্নেলের সূত্র মেনে সোজা চলে যায় (OX) তা সাধারণ রশ্মি, আর যে রশ্মি স্নেলের সূত্র না মেনে বেঁকে যায় (OY) তা অসাধারণ রশ্মি।
ভৌত আলোকবিজ্ঞান নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।