পদার্থ বিজ্ঞান • স্থির বিদ্যুৎ

পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

একটি স্বচ্ছ কাচের বোতলের ভেতর সোনার দুটি পাতযুক্ত ইলেক্ট্রোস্কোপ রয়েছে। সিল্ক দিয়ে ঘষা একটি কাচ দণ্ড চাকতিতে স্পর্শ করালে পাত দুটি ফাঁক হয়ে গেল। এরপর কাচ দণ্ডটি সরিয়ে নেওয়া হলো, ফাঁক বজায় থাকল। এবার দুটি অজানা চার্জযুক্ত বস্তু XX ও YY পর্যায়ক্রমে চাকতিতে স্পর্শ করানো হলো। XX স্পর্শ করালে পাত দুটির ফাঁক আরও বেড়ে গেল। আবার ফাঁক পূর্বের অবস্থায় ফিরিয়ে এনে YY স্পর্শ করালে পাত দুটির ফাঁক কমে গেল।

  1. ক)

    ইলেক্ট্রোস্কোপ কী?

    (1)
  2. খ)

    চাকতি স্পর্শ না করেও একটি আহিত দণ্ড দিয়ে ইলেক্ট্রোস্কোপে চার্জের উপস্থিতি বোঝা যায় কীভাবে? ব্যাখ্যা করো।

    (2)
  3. গ)

    কাচ দণ্ড স্পর্শ করালে উদ্দীপকের ইলেক্ট্রোস্কোপের পাত দুটি ফাঁক হয়ে যায় কেন? ব্যাখ্যা করো।

    (3)
  4. ঘ)

    উদ্দীপকের ঘটনা বিশ্লেষণ করে XX ও YY বস্তু দুটির চার্জের প্রকৃতি নির্ণয় করো এবং YY স্পর্শ করানোর পর পাত দুটির ফাঁক কেন কমল তা যুক্তিসহ ব্যাখ্যা করো।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর যে যন্ত্রের সাহায্যে কোনো বস্তুতে চার্জের উপস্থিতি এবং তার প্রকৃতি (ধনাত্মক না ঋণাত্মক) শনাক্ত করা যায়, তাকে ইলেক্ট্রোস্কোপ বা তড়িৎবীক্ষণ যন্ত্র বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর ধরা যাক, একটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত দণ্ড চাকতির কাছে আনা হলো। আবেশের ফলে চাকতিতে ঋণাত্মক চার্জ আবেশিত হয়। এই ঋণাত্মক চার্জ সৃষ্টির জন্য ইলেক্ট্রোস্কোপের অন্যান্য অংশ থেকে ঋণাত্মক চার্জ চাকতিতে চলে আসে। ফলে সোনার পাত দুটিতে ধনাত্মক চার্জ জমা হয়। একই ধরনের চার্জের কারণে পাত দুটি পরস্পরকে বিকর্ষণ করে ফাঁক হয়ে যায়। দণ্ড স্পর্শ না করেই পাতা ফাঁক হওয়া থেকে চার্জের উপস্থিতি বোঝা যায়।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর সিল্ক দিয়ে ঘষলে কাচ দণ্ড থেকে ইলেকট্রন সিল্কে চলে যায়, ফলে কাচ দণ্ড ধনাত্মক চার্জে আহিত হয়। এই আহিত দণ্ড ইলেক্ট্রোস্কোপের ধাতব চাকতিতে স্পর্শ করালে ইলেক্ট্রোস্কোপের কিছু মুক্ত ইলেকট্রন দণ্ডে চলে যায়। ফলে ইলেক্ট্রোস্কোপে ইলেকট্রনের ঘাটতি তৈরি হয়, অর্থাৎ সেটি ধনাত্মক চার্জে আহিত হয়। চাকতি, সুপরিবাহী ধাতব দণ্ড ও সোনার পাত সংযুক্ত থাকায় চার্জ সব জায়গায় ছড়িয়ে পড়ে। ফলে সোনার পাত দুটিতেই একই ধরনের (ধনাত্মক) চার্জ জমা হয়। সমধর্মী চার্জ পরস্পরকে বিকর্ষণ করে, তাই পাত দুটি পরস্পর থেকে সরে গিয়ে ফাঁক তৈরি করে।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর ইলেক্ট্রোস্কোপে চার্জের প্রকৃতি নির্ণয়ের নিয়ম: ইলেক্ট্রোস্কোপে আগে থেকে পরিচিত চার্জ দেওয়া থাকলে, একই ধরনের চার্জযুক্ত বস্তু চাকতিতে স্পর্শ করালে পাতার ফাঁক বাড়ে এবং বিপরীত চার্জযুক্ত বস্তু স্পর্শ করালে ফাঁক কমে।
    উদ্দীপকে ইলেক্ট্রোস্কোপে কাচ দণ্ড থেকে ধনাত্মক চার্জ দেওয়া হয়েছে। তাই পাত দুটি ধনাত্মক চার্জে আহিত।
    XX স্পর্শ করালে ফাঁক বেড়েছে। এর অর্থ পাতায় ধনাত্মক চার্জের পরিমাণ আরও বেড়েছে, কারণ XX থেকে একই ধরনের চার্জ এসেছে। অতএব, XX বস্তুটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত।
    YY স্পর্শ করালে ফাঁক কমেছে। এর অর্থ পাতার ধনাত্মক চার্জ কমেছে। YY থেকে ঋণাত্মক চার্জ (ইলেকট্রন) এসে ইলেক্ট্রোস্কোপের ধনাত্মক চার্জকে নিষ্ক্রিয় করেছে। অতএব, YY বস্তুটি ঋণাত্মক চার্জযুক্ত।
    পাতার মোট ধনাত্মক চার্জ কমায় পাত দুটির মধ্যে বিকর্ষণ বল কমেছে এবং সেগুলো একে অপরের কাছে এসেছে, ফলে ফাঁক কমেছে।
    সিদ্ধান্ত: XX ধনাত্মক এবং YY ঋণাত্মক চার্জযুক্ত।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও