পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • জ্যোতির্বিজ্ঞান

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

বান্দরবানের পাহাড়ি অঞ্চলে লোকালয় থেকে অনেক দূরে একটি গবেষণা কেন্দ্রে পরাবৃত্তাকার ডিশযুক্ত একটি যন্ত্র স্থাপন করা হয়েছে। যন্ত্রটি তিনটি মহাজাগতিক উৎস থেকে আগত সংকেত গ্রহণের চেষ্টা করছে। সংকেত P, Q ও R এর তরঙ্গদৈর্ঘ্য যথাক্রমে 0.15 m0.15\ \mathrm{m}, 80 m80\ \mathrm{m} ও 0.4 mm0.4\ \mathrm{mm}। আলোর বেগ 3×108 m s−13 \times 10^{8}\ \mathrm{m\,s^{-1}}।

  1. ক)

    রেডিও টেলিস্কোপ কী?

    (1)
  2. খ)

    রেডিও টেলিস্কোপকে লোকালয় থেকে দূরে স্থাপন করা হয় কেন? ব্যাখ্যা কর।

    (2)
  3. গ)

    উদ্দীপকের সংকেত P এর কম্পাঙ্ক নির্ণয় কর এবং দেখাও যে এটি বেতার বর্ণালীর (3 kHz - 300 GHz) মধ্যে পড়ে।

    (3)
  4. ঘ)

    উদ্দীপকের যন্ত্রটি ভূপৃষ্ঠে স্থাপিত থাকলে সংকেত P, Q ও R এর মধ্যে কোনটি কার্যকরভাবে পর্যবেক্ষণ করা যাবে? গাণিতিক যুক্তিসহ বিশ্লেষণ কর।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর রেডিও টেলিস্কোপ এক ধরনের দিক নির্দেশী (directional) বেতার অ্যান্টেনা, যা বেতার জ্যোতির্বিজ্ঞানে মহাজাগতিক বস্তু থেকে নির্গত বেতার তরঙ্গ গ্রহণ ও পর্যালোচনার কাজে ব্যবহৃত হয়।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর রেডিও টেলিস্কোপ তড়িৎচৌম্বকীয় বর্ণালীর বেতার কম্পাঙ্ক অংশের তরঙ্গ গ্রহণ করে। লোকালয়ে বেতার, টেলিভিশন ও রাডার থেকে নির্গত তড়িৎচৌম্বকীয় তরঙ্গ থাকে। এগুলো মহাজাগতিক উৎস থেকে আগত ক্ষীণ সংকেতের সাথে ব্যতিচার ঘটায়, ফলে সংকেত স্পষ্টভাবে পাওয়া যায় না। এই ব্যতিচার এড়ানোর জন্য রেডিও টেলিস্কোপকে লোকালয় থেকে দূরে স্থাপন করা হয়।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর দেওয়া আছে, তরঙ্গদৈর্ঘ্য, λ=0.15 m\lambda = 0.15\ \mathrm{m} এবং আলোর বেগ, c=3×108 m s−1c = 3 \times 10^{8}\ \mathrm{m\,s^{-1}}।
    আমরা জানি, c=fλc = f\lambda
    ∴f=cλ=3×1080.15=2×109 Hz=2 GHz\therefore f = \frac{c}{\lambda} = \frac{3 \times 10^{8}}{0.15} = 2 \times 10^{9}\ \mathrm{Hz} = 2\ \mathrm{GHz}
    বেতার বর্ণালীর পরিসর 3 kHz3\ \mathrm{kHz} থেকে 300 GHz300\ \mathrm{GHz}। যেহেতু 3 kHz<2 GHz<300 GHz3\ \mathrm{kHz} < 2\ \mathrm{GHz} < 300\ \mathrm{GHz}, তাই সংকেত P বেতার বর্ণালীর মধ্যে পড়ে।
    অতএব, P এর কম্পাঙ্ক 2×109 Hz2 \times 10^{9}\ \mathrm{Hz}।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর রেডিও টেলিস্কোপে পর্যবেক্ষণের কাজ 1 mm থেকে 30 m তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মধ্যে করতে হয়। কারণ তরঙ্গদৈর্ঘ্য 30 m এর বেশি হলে আয়নমণ্ডলে শোষণ ঘটে এবং 1 mm এর কম হলে বায়ুমণ্ডলের পানি, কার্বন ডাই-অক্সাইড ও ওজোন দ্বারা তরঙ্গ শোষিত হয়।
    সংকেত P: λ=0.15 m\lambda = 0.15\ \mathrm{m}, যা 1 mm1\ \mathrm{mm} ও 30 m30\ \mathrm{m} এর মধ্যে পড়ে। কম্পাঙ্ক 2 GHz2\ \mathrm{GHz}। তাই P বায়ুমণ্ডল ভেদ করে ভূপৃষ্ঠে পৌঁছাতে পারবে।
    সংকেত Q: λ=80 m>30 m\lambda = 80\ \mathrm{m} > 30\ \mathrm{m}, কম্পাঙ্ক f=3×10880=3.75×106 Hzf = \frac{3 \times 10^{8}}{80} = 3.75 \times 10^{6}\ \mathrm{Hz}। এটি আয়নমণ্ডলে শোষিত হবে, তাই ভূপৃষ্ঠে পাওয়া যাবে না।
    সংকেত R: λ=0.4 mm<1 mm\lambda = 0.4\ \mathrm{mm} < 1\ \mathrm{mm}, কম্পাঙ্ক f=3×1080.4×10−3=7.5×1011 Hzf = \frac{3 \times 10^{8}}{0.4 \times 10^{-3}} = 7.5 \times 10^{11}\ \mathrm{Hz}। এটি বায়ুমণ্ডলের পানি, CO2\mathrm{CO_2} ও ওজোন দ্বারা শোষিত হবে।
    সুতরাং ভূপৃষ্ঠে স্থাপিত যন্ত্রে শুধু সংকেত P-ই কার্যকরভাবে পর্যবেক্ষণ করা যাবে; Q ও R পর্যবেক্ষণ করা যাবে না।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো