পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তড়িৎক্ষেত্র ও চৌম্বকক্ষেত্রের যৌথ ক্রিয়ায় কোনো গতিশীল আধানের ওপর যে লব্ধি বল কার্যকর হয়, তাকে লরেঞ্জ বল (Lorentz force) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   সমবর্তন কেবল তীর্যক বা অনুপ্রস্থ তরঙ্গের একটি বিশেষ ধর্ম, যেখানে তরঙ্গের কম্পন সঞ্চালনের অভিমুখের সাথে লম্বভাবে একটি নির্দিষ্ট তলে সীমাবদ্ধ করা যায়। অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গের ক্ষেত্রে মাধ্যমের কণাগুলোর কম্পনের দিক তরঙ্গ সঞ্চালনের দিকের সমান্তরালে বা একই রেখা বরাবর থাকে। সঞ্চালন অভিমুখের লম্ব তলে কোনো নির্দিষ্ট কম্পন তল পৃথক করার সুযোগ থাকে না বলে অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গের সমবর্তন সম্ভব নয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দেওয়া আছে,
   তড়িৎ প্রবাহ, $i_1 = 2\text{ A}$
   $K$ বিন্দুতে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান, $B = 8\text{ N A}^{-1}\text{m}^{-1} = 8\text{ T}$
   চৌম্বক প্রবেশ্যতা, $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\text{ T m A}^{-1}$

   আমরা জানি, অসীম দৈর্ঘ্যের সোজা পরিবাহীর জন্য লম্ব দূরত্ব $d$ হলে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান:
   $B = \frac{\mu_0 i_1}{2\pi d}$
   $\Rightarrow d = \frac{\mu_0 i_1}{2\pi B}$
   $\Rightarrow d = \frac{(4\pi \times 10^{-7}) \times 2}{2\pi \times 8} = \frac{2 \times 10^{-7} \times 2}{8} = 5 \times 10^{-8}\text{ m}$

   অতএব, AB পরিবাহী তার হতে K বিন্দুর দূরত্ব $d = 5 \times 10^{-8}\text{ m}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক থেকে পাই, $AB$ এবং $CD$ তারের মধ্যবর্তী দূরত্ব $2d$ এবং $L$ বিন্দুটি উভয়ের ঠিক মধ্যবর্তী বিন্দু। অর্থাৎ $AB$ হতে $L$-এর দূরত্ব $d$ এবং $CD$ হতে $L$-এর দূরত্ব $d$, যেখানে $d = 5 \times 10^{-8}\text{ m}$।

   $i_1$ প্রবাহের দিক বিপরীত (অর্থাৎ ডান থেকে বামে, $B$ থেকে $A$) করা হলে:
   ১. $AB$ পরিবাহীর জন্য $L$ বিন্দুতে চৌম্বক ক্ষেত্র ($B_1$):
   $B_1 = \frac{\mu_0 i_1}{2\pi d} = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 2}{2\pi \times 5 \times 10^{-8}} = 8\text{ T}$
   ডানহস্ত নিয়ম অনুসারে, $B$ থেকে $A$ বরাবর তড়িৎ প্রবাহের কারণে তারের নিচে অবস্থিত $L$ বিন্দুতে চৌম্বক ক্ষেত্রের দিক হবে কাগজের তলের লম্ব বরাবর ভেতরের দিকে ($\otimes$)।

   ২. $CD$ পরিবাহীর জন্য $L$ বিন্দুতে চৌম্বক ক্ষেত্র ($B_2$):
   $B_2 = \frac{\mu_0 i_2}{2\pi d} = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 3}{2\pi \times 5 \times 10^{-8}} = 12\text{ T}$
   ডানহস্ত নিয়ম অনুসারে, $C$ থেকে $D$ বরাবর প্রবাহের কারণে তারের উপরে অবস্থিত $L$ বিন্দুতে চৌম্বক ক্ষেত্রের দিক হবে কাগজের তলের লম্ব বরাবর বাইরের দিকে ($\odot$) বা অভিলম্বভাবে উপরের দিকে।

   যেহেতু $B_1$ ও $B_2$ বিপরীতমুখী এবং $B_2 > B_1$:
   $L$ বিন্দুতে লব্ধি চৌম্বক ক্ষেত্র, $B_{\text{net}} = B_2 - B_1 = 12 - 8 = 4\text{ T}$

   লব্ধি চৌম্বক ক্ষেত্রের দিক হবে বৃহত্তর মান $B_2$-এর দিকে, অর্থাৎ কাগজের তলের সাথে লম্বভাবে ওপরের/বাইরের দিকে।