আজকে আমরা দর্পণ ও উত্তল লেন্স ব্যবহার করে তরলের প্রতিসরণাঙ্ক নির্ণয় সম্পর্কে আলোচনা করবো। যা বাউবি এইচএসসি ২৮৭১ পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র ইউনিট ৬ জ্যামিতিক আলোকবিজ্ঞান এর অন্তর্ভুক্ত।
দর্পণ ও উত্তল লেন্স ব্যবহার করে তরলের প্রতিসরণাঙ্ক নির্ণয়
পরীক্ষণের নাম:
দর্পণ ও উত্তল লেন্স ব্যবহার করে তরলের প্রতিসরণাঙ্ক নির্ণয়
উদ্দেশ্য:
তরল পদার্থের প্রতিসরণাঙ্ক নির্ণয়ের একটি প্রক্রিয়া শিখন ।
তত্ত্বঃ
ধরি পরীক্ষায় ব্যবহৃত উত্তল লেন্সের ফোকাস দূরত্ব fi এবং যে পৃষ্ঠ দর্পণের উপর রাখা হয়েছে সে পৃষ্ঠের বক্রতার ব্যাসার্ধ ।। দর্পণ ও লেন্সের মাঝে a. প্রতিসরাঙ্কে তরল রাখার ফলে সৃষ্ট সমতল অবতল লেন্সের জন্য তুল্য লেন্সের ফোকাস দূরত্ব F হলে,
তরলের প্রতিসরাঙ্ক, aμl = l+r(f1-F)/ Ff1
এখানে, r = d²/6h + h/2
যেখানে, d = স্কেরোমিটারের যে কোনো দুই পায়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব।
h = স্ফেরোমিটারের পা তিনটি যে সমতলে থাকে সে তল থেকে বক্রতলের উচ্চতা এবং
r= লেন্সের যে তল সমতল দর্পণের সংস্পর্শে আছে সেই তলের বক্রতার ব্যাসার্ধ ।
যন্ত্রপাতি:
চলমান সূচকসহ একটি স্ট্যান্ড, একটি সমতল দর্পণ, একটি উত্তল লেন্স, একটি স্ফেরোমিটার, একটি মিটার স্কেল এবং পরীক্ষণীয় তরল।
কাজের ধারা:
১। প্রথমে লেন্সের যে পৃষ্ঠটিকে সমতল দর্পণের উপর রাখা হবে তাকে চিহ্নিত করতে হয়।
২। স্ফেরোমিটারকে সমতল দর্পণের উপর রেখে তিনটি পাঠ এবং লেন্সের চিহ্নিত পৃষ্ঠের উপর রেখে তিনটি পাঠ নিয়ে এদের গড় পাঠ থেকে সমতল পাঠের গড় বিয়োগ করে । নির্ণয় করতে হয়।
৩। সাদা কাগজে স্ফেরোমিটারের পা তিনটি বসিয়ে পা তিনটির মধ্যবর্তী দূরত্ব মেপে এদের গড় করে d নির্ণয় করতে হয়।
৪ । d ও h এর মান । নির্ণয়ের সমীকরণে বসিয়ে লেন্সের বক্রতার ব্যাসার্ধ নির্ণয় করতে হয়।
৫। এবার স্ট্যান্ডের পাটাতলে সমতল দর্পণ রেখে তার উপর উত্তল লেন্স রাখা হয়। সূচক কাঁটাটিকে উপরে তুলে আগপিচু করে এর সূচালো প্রাড় লেন্সের প্রধান অক্ষ বরাবর রাখলে এর একটি বাড়ব প্রতিবিম্ব দেখা যাবে এবং প্রতিবিম্বের সূচালো প্রাড় এবং সূচক কাঁটার সূচালো প্রার্ল্ড মুখোমুখী থাকবে।
৬। এই অবস্থায় সূচকের উপর চোখ রেখে চোখকে এপাশ ওপাশ নড়ালে দেখা যাবে সূচক কাঁটা ও প্রতিবিম্বের মধ্যে আপেক্ষিক বেগ আছে। যার বেগ বেশী সেটি চোখের নিকটে আছে। সুতরাং সূচক কাঁটা বেশী নড়লে তাকে ধীরে ধীরে নীচে নামাতে হয়। যদি প্রতিবিম্ব বেশী নড়লে সূচক কাঁটাকে ধীরে ধীরে উপরে তুলতে হয়।
৭। এই ঘটনাটি কয়েকবার পুনরাবৃত্তি করলে এক সময় সূচক কাঁটা ও প্রতিবিম্বের মধ্যে কোনো আপেক্ষিক বেগ থাকবেনা। অর্থাৎ লম্বন এটি দূর হয়। এই অবস্থায় লেন্সের উপর থেকে সূচক কাঁটার দূরত্ব h, এবং দপর্ণের উপর থেকে সূচক কাঁটার দূরত্ব h2 মাপা হয় (চিত্র ৬.৪৮)। এই পরিমাপদ্বয়ের গড় হলো লেন্সের ফোকাস দূরত্ব fi।
৮। একই ভাবে সূচক কাঁটাকে পূর্বের মত প্রতিবিম্বের সাথে কয়েকবার লম্বন ত্র“টি দূর করে পাঠ নেয়া হয় এবং লেন্সের ফোকাস দূরত্বের গড় করা হয়।
৯। এবার দর্পণ থেকে লেন্সটি সরিয়ে দর্পণের উপর কয়েক ফোঁটা তরল দিয়ে তার উপর লেন্সটি রাখলে দর্পণ ও লেন্সের মাঝে পরীক্ষণীয় তরলের একটি সমতল অবতল লেন্স তৈরী হবে এবং লেন্স দুটি মিলে একটি তুল্য উত্তল লেন্স গঠন করে।
১০। এই অবস্থায় পূনরায় ৭ ও ৮ নং কাজের ধারার পুনরাবৃত্তি করে তুল্যলেন্সের ফোকাস দূরত্ব F নির্ণয় করা হয় (চিত্র ৬.৪৯)।
১১। প্রাপ্ত মানগুলো সমীকরণে বসিয়ে তরলে প্রতিসরাঙ্ক নির্ণয় করা হয়।
স্ফেরোমিটারের পায়ের মধ্যবর্তী গড় দূরত্ব, d = (d1 + d2 + d3)/ 3
h-নির্ণয়ের ছক
বক্রতার ব্যাসার্ধ, r = d2/6h + h/2 …………….cm.
ফোকাস দূরত্ব নির্ণয়ের ছক:
ফলাফলঃ
প্রাপ্ত মানগুলো aμl = l+r(f1-F)/ Ff1 সমীকরণে বসিয়ে তরলের প্রতিসরাঙ্ক নির্ণয় করা হয়।
সতর্কতাঃ
১। লেন্সের যে পৃষ্ঠ দর্পণের দিকে থাকবে সেটিকে চিহ্নিত করে প্রতিবারই সে পৃষ্ঠকে দর্পণের দিকে রাখতে হবে।
২। প্রতিবিম্ব গঠন করার সময় যেন লম্বন এটি না হয় সেদিকে লক্ষ্য রাখতে হবে।
৩। তরল দিয়ে লেন্স তৈরী করার সময় যেন কোনো বুদবুদ সৃষ্টি না হয় সেদিকে লক্ষ্য রাখতে হবে।
৪ । শূন্য ত্র“টি পরিহারের জন্য প্রতিবার একই স্কেল দিয়ে পাঠ নিতে হবে।
৫। বক্রতার ব্যাসার্ধ নির্ণয়ে সময় অগ্রপশ্চাৎ ত্র“টি দূর করার জন্য স্ফেরোমিটারের বৃত্তাকার স্কেলকে সর্বদা একই দিকে ঘুরাতে হবে।