পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর তরঙ্গের যেকোনো একটি দশা থেকে তার পরবর্তী একই দশার মধ্যবর্তী দূরত্বকে তরঙ্গদৈর্ঘ্য বলে। অর্থাৎ এক পর্যায়কালে তরঙ্গ যে দূরত্ব অতিক্রম করে, সেটিই তরঙ্গদৈর্ঘ্য।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর তরঙ্গের বেগ নির্ভর করে যে মাধ্যমের মধ্য দিয়ে তরঙ্গ প্রবাহিত হয় তার প্রকৃতির ওপর। শব্দ একটি যান্ত্রিক তরঙ্গ, তাই মাধ্যমের কণাগুলো কম্পিত হয়ে শব্দকে এগিয়ে নিয়ে যায়। বাতাস ও পানির প্রকৃতি ভিন্ন হওয়ায় কণাগুলোর মধ্যে কম্পন সঞ্চালনের ক্ষমতাও ভিন্ন। এজন্য বাতাসে শব্দের বেগ প্রায় $330\ \mathrm{ms^{-1}}$ হলেও পানিতে তা প্রায় $1493\ \mathrm{ms^{-1}}$।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর দেওয়া আছে, কম্পাঙ্ক, $f = 330\ \mathrm{Hz}$ এবং বাতাসে শব্দের বেগ, $v = 330\ \mathrm{ms^{-1}}$।
   আমরা জানি, $v = f\lambda$
   বা, $\lambda = \frac{v}{f} = \frac{330}{330} = 1\ \mathrm{m}$
   অতএব, বাতাসে শব্দের তরঙ্গদৈর্ঘ্য $1\ \mathrm{m}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর তরঙ্গ এক মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যমে গেলে তার কম্পাঙ্ক ও পর্যায়কাল অপরিবর্তিত থাকে, বেগ ও তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিবর্তন হয়। সুতরাং পানিতেও শব্দের কম্পাঙ্ক $f = 330\ \mathrm{Hz}$ থাকবে।

   পানিতে শব্দের বেগ $v' = 1493\ \mathrm{ms^{-1}}$ হলে নতুন তরঙ্গদৈর্ঘ্য,
   $\lambda' = \frac{v'}{f} = \frac{1493}{330} \approx 4.52\ \mathrm{m}$

   বাতাসে তরঙ্গদৈর্ঘ্য ছিল $\lambda = 1\ \mathrm{m}$।
   তাই $\frac{\lambda'}{\lambda} = \frac{4.52}{1} \approx 4.52$
   অর্থাৎ বাতাস থেকে পানিতে প্রবেশ করলে শব্দের বেগ প্রায় $4.52$ গুণ বাড়ে এবং কম্পাঙ্ক অপরিবর্তিত থাকায় তরঙ্গদৈর্ঘ্যও প্রায় $4.52$ গুণ বেড়ে প্রায় $4.52\ \mathrm{m}$ হয়।
   সুতরাং কম্পাঙ্ক অপরিবর্তিত থাকবে এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য $1\ \mathrm{m}$ থেকে বেড়ে প্রায় $4.52\ \mathrm{m}$ হবে।