পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর উত্তল লেন্সকে অভিসারী লেন্স বলা হয়।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর বস্তুটি লেন্স ও ফোকাস বিন্দুর মধ্যে থাকলে বস্তুর শীর্ষবিন্দু থেকে অক্ষের সমান্তরাল রশ্মি প্রতিসরণের পর ফোকাস দিয়ে যায় এবং কেন্দ্রগামী রশ্মি সোজা চলে যায়। রশ্মি দুটির পেছনের বর্ধিতাংশ যে বিন্দুতে মিলিত হয় সেটিই প্রতিবিম্বের শীর্ষ। বস্তু যত ফোকাসের কাছে যায়, এ রশ্মি দুটির মধ্যবর্তী কোণ ততই কমে এবং তারা আরও দূরে গিয়ে মিলিত হয়। ফলে প্রতিবিম্ব আরও বড় হয় এবং ফোকাস বিন্দুতে বস্তু থাকলে প্রতিবিম্বের আকার অসীম হয়ে যায়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর P অবস্থানে বস্তু লেন্স থেকে $4\ \text{cm}$ দূরে, যা ফোকাস দূরত্ব $10\ \text{cm}$-এর ভেতরে।
   রশ্মিচিত্র অঙ্কনের পদ্ধতি: পিঁপড়া XY-এর শীর্ষবিন্দু X থেকে (i) প্রধান অক্ষের সমান্তরালে একটি রশ্মি আঁকি, যা প্রতিসরণের পর ফোকাস বিন্দু F দিয়ে যায়। (ii) X থেকে লেন্সের কেন্দ্র দিয়ে আরেকটি রশ্মি আঁকি, যা সোজা চলে যায়। এই দুটি রশ্মি লেন্সের অপর পাশে মিলিত হয় না, তাই পেছনে বাড়ালে যে বিন্দু X'-এ মিলিত হয় সেটিই X-এর প্রতিবিম্ব। X' থেকে অক্ষের ওপর লম্ব টানলে প্রতিবিম্ব X'Y' পাওয়া যায়।
   প্রতিবিম্বের বৈশিষ্ট্য: বস্তুর দিকেই অবস্থিত, অবাস্তব, সোজা এবং বস্তুর তুলনায় বড়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর Q অবস্থানে বস্তু ঠিক ফোকাস বিন্দুতে ($10\ \text{cm}$) আছে। বস্তুর এক বিন্দু থেকে আসা অপসারী রশ্মিগুলো লেন্সের মধ্য দিয়ে যাওয়ার পর প্রধান অক্ষের সমান্তরাল হয়ে যায়। সমান্তরাল রশ্মি কোথাও মিলিত হয় না বলে নির্দিষ্ট স্থানে কোনো স্পষ্ট প্রতিবিম্ব তৈরি হয় না (প্রতিবিম্ব অসীমে)। তাই সুমন কিছু স্পষ্ট দেখতে পায়নি।
   R অবস্থানে বস্তু $15\ \text{cm}$ দূরত্বে, অর্থাৎ ফোকাস দূরত্ব ($10\ \text{cm}$) এবং ফোকাস দূরত্বের দ্বিগুণ ($20\ \text{cm}$)-এর মাঝখানে। এ ক্ষেত্রে অক্ষের সমান্তরাল রশ্মি ফোকাস দিয়ে যায় এবং কেন্দ্রগামী রশ্মি সোজা যায়, রশ্মি দুটি লেন্সের অপর পাশে ছেদ করে। তাই বাস্তব, উল্টো ও বড় প্রতিবিম্ব তৈরি হয়, যা লেন্স থেকে $20\ \text{cm}$-এর বাইরে গঠিত হয়। সুমন সে কারণেই উল্টো প্রতিবিম্ব দেখেছে।
   পর্দায় ধরা যাবে কি না: R অবস্থানের প্রতিবিম্ব বাস্তব, কারণ এর ভেতর দিয়ে সত্যিকার আলোক রশ্মি যায়। তাই লেন্সের অপর পাশে ঠিক জায়গায় পর্দা রাখলে এটি পর্দায় ধরা সম্ভব। কিন্তু Q অবস্থানে স্পষ্ট প্রতিবিম্ব গঠিতই হয় না, তাই পর্দায় ধরা যাবে না। আর P অবস্থানের প্রতিবিম্ব অবাস্তব বলে সেটিও পর্দায় ধরা যাবে না।