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 ৭/৩৭
-
১২১
অপবর্তনের ঘটনা কী প্রমাণ করে?
- ক আলোর কণা প্রকৃতি
- খ আলোর তরঙ্গ প্রকৃতি
- গ আলোর সরলরৈখিক গতি
- ঘ আলোর তির্যক প্রকৃতি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) আলোর তরঙ্গ প্রকৃতি
কণা সোজা পথে চলে, বাধার পিছনে বাঁকে না। কিন্তু আলো ছায়ার ভেতরে ঢুকে পড়ে — এটি তরঙ্গধর্মের প্রমাণ।
তির্যক প্রকৃতির প্রমাণ কিন্তু অপবর্তন নয়, সমবর্তন। -
১২২
অপবর্তনের কারণে অপটিক্যাল যন্ত্রের কোন সীমাবদ্ধতা তৈরি হয়?
- ক বিবর্ধন শূন্য হয়ে যায়
- খ বিভেদন ক্ষমতা সীমিত হয়ে যায়
- গ প্রতিবিম্ব উল্টো হয়ে যায়
- ঘ বর্ণীয় অপেরণ বেড়ে যায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) বিভেদন ক্ষমতা সীমিত হয়ে যায়
প্রতিটি লেন্স বা অ্যাপারচার এক একটি ছিদ্র, তাই বিন্দু উৎসের প্রতিবিম্বও বিন্দু না হয়ে ক্ষুদ্র অপবর্তন চাকতি হয়।
দুই বিন্দু খুব কাছে থাকলে চাকতি দুটি মিশে যায় ও আলাদা করা যায় না — এটিই বিভেদন ক্ষমতার মৌলিক সীমা। -
১২৩
রেইলির শর্ত (Rayleigh criterion) অনুযায়ী দুটি বিন্দু কখন সদ্য আলাদা করা যায়?
- ক দুইটির কেন্দ্রীয় সর্বোচ্চ মিলে গেলে
- খ দুইটির প্রথম ন্যূনতম মিলে গেলে
- গ একটির কেন্দ্রীয় সর্বোচ্চ অন্যটির প্রথম ন্যূনতমের ওপর পড়লে
- ঘ দুইটি সম্পূর্ণ আলাদা থাকলে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) একটির কেন্দ্রীয় সর্বোচ্চ অন্যটির প্রথম ন্যূনতমের ওপর পড়লে
রেইলির শর্ত: এক বিন্দুর অপবর্তন চাকতির কেন্দ্রীয় সর্বোচ্চ ঠিক অন্যটির প্রথম ন্যূনতমের ওপর পড়লে দুটিকে সদ্য আলাদা বলে ধরা হয়।
এর চেয়ে কাছে এলে তারা একটি বিন্দুর মতো দেখাবে। -
১২৪
দূরবীক্ষণ যন্ত্রের বিভেদন ক্ষমতার কৌণিক সীমা কোনটি?
- ক θ = 1.22λD
- খ θ = D1.22λ
- গ θ = 1.22λ × D
- ঘ θ = λ2D
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) θ = 1.22λD
বৃত্তাকার অ্যাপারচারের জন্য θ = 1.22λD — এখানে D অভিলক্ষ্যের ব্যাস।
θ যত ছোট, বিভেদন ক্ষমতা তত ভালো। এজন্যই বড় ব্যাসের দূরবীক্ষণ বেশি সূক্ষ্ম বিবরণ দেখাতে পারে। -
১২৫
দূরবীক্ষণের অভিলক্ষ্যের ব্যাস দ্বিগুণ করলে বিভেদন ক্ষমতার কী হয়?
- ক অর্ধেক হয়ে যায়
- খ অপরিবর্তিত থাকে
- গ দ্বিগুণ ভালো হয়
- ঘ চারগুণ ভালো হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) দ্বিগুণ ভালো হয়
θmin = 1.22λD — D দ্বিগুণ হলে θmin অর্ধেক, অর্থাৎ বিভেদন ক্ষমতা দ্বিগুণ ভালো।
এ কারণেই জ্যোতির্বিজ্ঞানে যত বড় দর্পণ বা লেন্স, তত ভালো। -
১২৬
ইলেকট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্র আলোক অণুবীক্ষণের চেয়ে অনেক বেশি বিবরণ দেখাতে পারে কেন?
- ক ইলেকট্রন আলোর চেয়ে দ্রুত চলে
- খ ইলেকট্রনের ভর আছে
- গ ইলেকট্রনের তরঙ্গদৈর্ঘ্য দৃশ্যমান আলোর চেয়ে বহুগুণ ছোট
- ঘ ইলেকট্রন সমবর্তিত হয় না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ইলেকট্রনের তরঙ্গদৈর্ঘ্য দৃশ্যমান আলোর চেয়ে বহুগুণ ছোট
বিভেদন সীমা λ-এর সমানুপাতিক। ত্বরিত ইলেকট্রনের দ্য ব্রয় তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় 10⁻¹² m — দৃশ্যমান আলোর চেয়ে লক্ষ গুণ ছোট।
তাই ইলেকট্রন অণুবীক্ষণে ভাইরাস বা অণুর গঠনও দেখা যায়। -
১২৭
CD বা DVD-র পৃষ্ঠে রঙিন ছটা দেখা যায় কেন?
- ক পৃষ্ঠে রঙিন প্রলেপ থাকে
- খ প্লাস্টিকে বিচ্ছুরণ হয়
- গ পৃষ্ঠ সমবর্তিত আলো নিঃসরণ করে
- ঘ পৃষ্ঠের সূক্ষ্ম খাঁজগুলো অপবর্তন গ্রেটিংয়ের মতো কাজ করে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) পৃষ্ঠের সূক্ষ্ম খাঁজগুলো অপবর্তন গ্রেটিংয়ের মতো কাজ করে
ডিস্কের গায়ে অতি সূক্ষ্ম সমান্তরাল খাঁজ (track) থাকে, যা প্রতিফলন গ্রেটিং হিসেবে কাজ করে।
ভিন্ন বর্ণ ভিন্ন কোণে অপবর্তিত হয় বলে কোণ বদলালেই রং বদলায়। ময়ূরের পালক ও সাবানের বুদবুদেও একই ধরনের রঙিন প্রভাব দেখা যায়। -
১২৮
কুয়াশার রাতে বাতির চারপাশে রঙিন বলয় দেখা যায় কোন কারণে?
- ক আলোর প্রতিফলন
- খ জলকণায় আলোর অপবর্তন
- গ আলোর সমবর্তন
- ঘ আলোর পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) জলকণায় আলোর অপবর্তন
বাতাসে ভাসমান ক্ষুদ্র জলকণা বা কুয়াশার ফোঁটা আলোকে অপবর্তিত করে, ফলে বাতির চারপাশে রঙিন বলয় বা করোনা দেখা যায়।
ফোঁটা যত ছোট, বলয় তত বড় — কারণ কৌণিক প্রস্থ λa এর সমানুপাতিক। -
১২৯
ছায়ার প্রান্ত সম্পূর্ণ ধারালো না হয়ে সামান্য অস্পষ্ট হয় কেন?
- ক আলোর বেগ কমে যায়
- খ প্রান্তে আলোর অপবর্তন ঘটে
- গ বাতাসে আলো শোষিত হয়
- ঘ ছায়া সমবর্তিত হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) প্রান্তে আলোর অপবর্তন ঘটে
বাধার ধারালো প্রান্তে আলো কিছুটা বেঁকে ছায়ার ভেতরে ঢুকে পড়ে, আবার আলোকিত অংশেও ক্ষীণ ডোরা তৈরি হয়।
তাই আলো-ছায়ার সীমারেখা কখনোই গাণিতিকভাবে ধারালো হয় না। -
১৩০
অপবর্তন ও ব্যতিচারে তরঙ্গের উৎস সম্পর্কে পার্থক্য কী?
- ক ব্যতিচার একই তরঙ্গমুখে, অপবর্তন দুই ভিন্ন তরঙ্গমুখে
- খ দুইটিতেই দুই ভিন্ন উৎস লাগে
- গ দুইটিতেই একটিমাত্র বিন্দু উৎস লাগে
- ঘ ব্যতিচার দুই ভিন্ন তরঙ্গমুখের মধ্যে, অপবর্তন একই তরঙ্গমুখের অংশগুলোর মধ্যে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ব্যতিচার দুই ভিন্ন তরঙ্গমুখের মধ্যে, অপবর্তন একই তরঙ্গমুখের অংশগুলোর মধ্যে
ব্যতিচারে দুইটি আলাদা সুসঙ্গত তরঙ্গমুখ মিলিত হয়।
অপবর্তনে একই তরঙ্গমুখের অসংখ্য গৌণ অংশ নিজেদের মধ্যেই উপরিপাতিত হয়। এজন্যই একটিমাত্র চির দিয়েও অপবর্তন হয়, কিন্তু ব্যতিচার হয় না। -
১৩১
অপবর্তন গ্রেটিং কী?
- ক দুইটি সমান্তরাল চির
- খ সমান দূরত্বে বহু সংখ্যক সমান্তরাল সরু চিরের সমাবেশ
- গ একটি বাঁকা দর্পণ
- ঘ বহু স্তরের কাচের পাত
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) সমান দূরত্বে বহু সংখ্যক সমান্তরাল সরু চিরের সমাবেশ
কাচ বা ধাতুর পাতে অতি সূক্ষ্ম, সমান ব্যবধানে বহু সমান্তরাল রেখা কেটে গ্রেটিং তৈরি করা হয় — সাধারণত প্রতি সেন্টিমিটারে কয়েক হাজার রেখা।
রেখার ফাঁকগুলোই চির হিসেবে কাজ করে এবং প্রতিটি থেকে অপবর্তিত আলো উপরিপাতিত হয়। -
১৩২
গ্রেটিং উপাদান (grating element) d বলতে কী বোঝায়?
- ক পরপর দুই চিরের কেন্দ্রের মধ্যে দূরত্ব
- খ একটি চিরের প্রস্থ
- গ দুই চিরের মধ্যে অস্বচ্ছ অংশের প্রস্থ
- ঘ গ্রেটিং থেকে পর্দার দূরত্ব
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) পরপর দুই চিরের কেন্দ্রের মধ্যে দূরত্ব
গ্রেটিং উপাদান d = চিরের প্রস্থ + অস্বচ্ছ অংশের প্রস্থ, অর্থাৎ পরপর দুই চিরের কেন্দ্রের দূরত্ব।
প্রতি একক দৈর্ঘ্যে N রেখা থাকলে d = 1N। -
১৩৩
অপবর্তন গ্রেটিংয়ের মূল সমীকরণ কোনটি?
- ক d sin θ = nλ
- খ d cos θ = nλ
- গ d sin θ = λn
- ঘ d tan θ = nλ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) d sin θ = nλ
d sin θ = nλ — এখানে n = 0, 1, 2, … ক্রম (order)।
n = 0 কেন্দ্রীয় সর্বোচ্চ (সব বর্ণ একসাথে, সাদা), আর n = 1, 2 … এ পৃথক বর্ণালি পাওয়া যায়। -
১৩৪
গ্রেটিংয়ে পাওয়া সর্বোচ্চ ক্রম (order) কীসের ওপর নির্ভর করে?
- ক পর্দার দূরত্বের ওপর
- খ আলোর তীব্রতার ওপর
- গ চিরের সংখ্যার ওপর
- ঘ d ও λ এর অনুপাতের ওপর
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) d ও λ এর অনুপাতের ওপর
sin θ কখনো 1-এর বেশি হতে পারে না, তাই n ≤ dλ।
অর্থাৎ সর্বোচ্চ ক্রম dλ এর পূর্ণসংখ্যা অংশ। λ বড় হলে কম ক্রম পাওয়া যায়। -
১৩৫
সাদা আলো গ্রেটিংয়ে ফেললে কী পাওয়া যায়?
- ক শুধু সাদা আলোর একটি ডোরা
- খ কেন্দ্রে সাদা, দুই পাশে প্রতিটি ক্রমে আলাদা বর্ণালি
- গ কেবল দুইটি বর্ণালি
- ঘ সব বর্ণ একই কোণে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) কেন্দ্রে সাদা, দুই পাশে প্রতিটি ক্রমে আলাদা বর্ণালি
কেন্দ্রীয় সর্বোচ্চে (n = 0) সব বর্ণের θ = 0, তাই সেখানে সাদা।
অন্য ক্রমে sin θ ∝ λ হওয়ায় বর্ণগুলো আলাদা হয়ে যায় — বেগুনি ভেতরে, লাল বাইরে। প্রিজমের বর্ণালিতে ঠিক উল্টো ক্রম হয়। -
১৩৬
গ্রেটিং ও প্রিজম বর্ণালির মধ্যে পার্থক্য কোনটি?
- ক গ্রেটিংয়ে লাল সবচেয়ে বেশি বাঁকে, প্রিজমে বেগুনি
- খ গ্রেটিংয়ে বেগুনি সবচেয়ে বেশি বাঁকে, প্রিজমে লাল
- গ দুইটিতেই একই ক্রম
- ঘ প্রিজমে কোনো বর্ণালি হয় না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) গ্রেটিংয়ে লাল সবচেয়ে বেশি বাঁকে, প্রিজমে বেগুনি
গ্রেটিংয়ে sin θ ∝ λ, তাই লাল সবচেয়ে বেশি বাঁকে।
প্রিজমে বিচ্যুতি প্রতিসরাঙ্কের ওপর নির্ভর করে এবং বেগুনির n বেশি, তাই বেগুনি সবচেয়ে বেশি বাঁকে — দুইটির ক্রম ঠিক উল্টো। -
১৩৭
গ্রেটিংয়ে রেখার সংখ্যা বাড়ালে বর্ণালির কী উন্নতি হয়?
- ক বর্ণালি অস্পষ্ট হয়ে যায়
- খ রেখাগুলো সরু ও তীক্ষ্ণ হয়, বিভেদন ক্ষমতা বাড়ে
- গ বর্ণের ক্রম উল্টে যায়
- ঘ শুধু তীব্রতা বাড়ে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) রেখাগুলো সরু ও তীক্ষ্ণ হয়, বিভেদন ক্ষমতা বাড়ে
বেশি চির মানে বেশি তরঙ্গের উপরিপাতন, ফলে সর্বোচ্চগুলো অনেক সরু ও তীক্ষ্ণ হয়।
এতে কাছাকাছি দুই তরঙ্গদৈর্ঘ্য আলাদা করা যায়, অর্থাৎ বিভেদন ক্ষমতা বাড়ে। -
১৩৮
0.1 mm প্রস্থের একক চিরে 5000 Å আলো পড়ছে। পর্দা 1 m দূরে হলে প্রথম ন্যূনতমের দূরত্ব কত?
- ক 2.5 mm
- খ 10 mm
- গ 0.5 mm
- ঘ 5 mm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 5 mm
y = λDa = 5 × 10⁻⁷ × 110⁻⁴ = 5 × 10⁻³ m
= 5 mm। -
১৩৯
0.1 mm প্রস্থের একক চিরে 5000 Å আলো পড়ছে এবং পর্দা 1 m দূরে। কেন্দ্রীয় সর্বোচ্চের মোট প্রস্থ কত?
- ক 5 mm
- খ 2.5 mm
- গ 20 mm
- ঘ 10 mm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 10 mm
কেন্দ্রীয় সর্বোচ্চ দুই পাশের প্রথম ন্যূনতমের মাঝে বিস্তৃত, তাই প্রস্থ = 2λDa = 2 × 5 mm
= 10 mm। -
১৪০
6000 Å আলো 6 × 10⁻⁶ m প্রস্থের চিরে পড়লে প্রথম ন্যূনতমের কোণের sin মান কত?
- ক 0.2
- খ 0.05
- গ 0.1
- ঘ 0.5
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 0.1
sin θ = λa = 6 × 10⁻⁷6 × 10⁻⁶
= 0.1।
ভৌত আলোকবিজ্ঞান নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।