পদার্থবিজ্ঞান (নবম-দশম)
৭ম অধ্যায়ঃ তরঙ্গ ও শব্দ
আজকের পোষ্টে থাকছে নবম দশম শ্রেণীর পদার্থ বিজ্ঞানের তরঙ্গ ও শব্দ অধ্যায় নিয়ে। পদার্থবিজ্ঞানের মৌলিক যে সমস্ত টপিকগুলো রয়েছে এর মধ্যে তরঙ্গ ও শব্দ খুবই গুরুত্বপূর্ণ একটি টপিক বেশিরভাগ সময় পরীক্ষায় এই অধ্যায় থেকে প্রশ্ন আসে।
এখানে আমি পুরো অধ্যায়ের বিস্তারিত আলোচনা করার পাশাপাশি শর্ট হ্যান্ডনোটের পিডিএফ আপলোড করে দিয়েছি গুগল ড্রাইভে। তাই ডাউনলোড করে নিতে পারবেন সেখান থেকে।
তরঙ্গ
যে পর্যায়বৃত্ত আলোড়ন কোন মাধ্যমের কণাগুলোর কম্পনের সাহায্যে এক স্থান থেকে অন্য স্থানে শক্তি সঞ্চালন করে; কিন্তু মাধ্যমের কণাগুলোর স্থান পরিবর্তন করে না, তাকে তরঙ্গ বলে।
তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য
- তরঙ্গ সঞ্চালনের জন্য মাধ্যমের প্রয়োজন
- মাধ্যমের অণুগুলোর কম্পনই হলো তরঙ্গ
- তরঙ্গের বিস্তার, কম্পন, পর্যায়কাল, বেগ, ত্বরন ও তরঙ্গদৈর্ঘ্য আছে
- তরঙ্গ অগ্রগামী বা স্থির
- তরঙ্গ অনুপ্রস্থ (আড়াআড়ি) বা অনুদৈর্ঘ্য (লম্বালম্বি) হয়
- তরঙ্গ একস্থান হতে অন্য স্থানে শক্তি সঞ্চালন করে
- তরঙ্গের প্রতিফলন, প্রতিসরণ আছে
- তরঙ্গের বেগ মাধ্যমের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে
তরঙ্গের চিত্র
তরঙ্গ সংশ্লিষ্ট কয়েকটি রাশি
পূর্ণকম্পন
তরঙ্গ এক বিন্দু থেকে যাত্রা শুরু করে আবার একই দিক থেকে সেই বিন্দুতে ফিরে আসলে পুর্ণকম্পন হয়।
 |
| পূর্ণকম্পনের চিত্র |
এখানে চিত্রে দেখুন কনাটি সাম্যবস্থান থেকে যাত্রা শুরু করে ঘুরে ফিরে আবার সেই সাম্যবস্থানে ফিরে এসেছে। এ ক্ষেত্রে বলা যায় কনাটি একটি পূর্ণ কম্পন সম্পন্ন করেছে।
একটি পূর্ণ কম্পন সম্পন্নকারী কণার সম্পূর্ণ গতিপথ হবে 2π
দোলনকাল বা পর্যায়কাল
একটি পূর্ণ কম্পন সম্পন্ন করতে তরঙ্গের যে সময় লাগে, তাকে দোলনকাল বা পর্যায় কাকে বলে।
t সময়ে N টি কম্পন সম্পন্ন হলে দোলনকাল T হবে,
T = t / N
কম্পাঙ্ক
একক সময়ে যতগুলো পূর্ণ কম্পন হয় তাকে কম্পাঙ্ক বলে।
একে 'f' (frequency) দিয়ে প্রকাশ করে।
t সেকেন্ডে N টি কম্পন সম্পন্ন হলে, কম্পাঙ্ক f হবে,
f = N / t
কম্পাঙ্কের এককঃ
f = N / t
= 1 / s (সময়ের একক সেকেন্ড)
=s-1
=Hz
f = Hz (হার্জ)
একে Hz দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
5Hz কম্পাঙ্ক মানে 1 সেকেন্ডে 5 টি পূর্ণকম্পন সম্পন্ন হয়।
কম্পাঙ্ক(f) ও পর্যায়কাল(T) এর মধ্যে সম্পর্ক
 |
| কম্পাঙ্ক ও পর্যায়কালের মধ্যে সম্পর্ক |
কম্পাঙ্ক ও পর্যায় কাল পরস্পরের ব্যস্তানুপাতিক।
বিস্তার
সাম্যবস্থা থেকে যেকোনো একদিকে তরঙ্গ যে দূরত্ব অতিক্রম করে, তাকে বিস্তার বলে।
 |
| বিস্তার |
বিস্তার সাম্যবস্থার দুই দিকে হয়ে থাকে।
তরঙ্গদৈর্ঘ্য
একক পর্যায়কাল সময়ে তরঙ্গ যে দূরত্ব অতিক্রম করে, তাকে তরঙ্গদৈর্ঘ্য বলে।
একে 'λ' (ল্যাম্বডা) দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
 |
| তরঙ্গদৈর্ঘ্য |
সরল ছন্দিত স্পন্দন গতি
পর্যায়বৃত্ত গতি সম্পন্নকারী কোন কণার উপর কার্যকরী ত্বরণের মান, ওই কণার সরনের বিপরীতমুখী ও সমানুপাতিক হলে, তাকে সরল ছন্দিত স্পন্দন গতি বলে।
ত্বরণ a, সরন x হলে সংজ্ঞানুসারে,
a ∝ -x
a = k.(-x) [k = সমানুপাতিক ধ্রুবক]
নিউটনের গতির দ্বিতীয় সূত্র হতে, কণার ভর m ও ত্বরণ a সৃষ্টি হওয়া মানে কণাটিতে বল প্রয়োগ করা হয়েছে। অর্থাৎ,
F = ma
= m x (-kx) [যেহেতু a = -kx]
= -mkx
=-kx [বস্তুর ভর m ধ্রুবক]
সুতরাং, F = -kx
এটিই সরল ছন্দিত কণার বলের সমীকরণ।
সমীকরণ হতে,
F ∝ -x ; অর্থাৎ, সরল ছন্দিত কণার বল ওই কণার বিপরীতমুখী সরনের সমানুপাতিক।
বিপরীতমুখী সরন দ্বারা বোঝায়, কণার দিক সর্বদা সাম্যবস্থার দিকে।
একটি স্প্রিং কে টেনে ছেড়ে দিলে এটি সব সময় চাইবে এর সাম্যবস্থায় ফিরে যেতে। অর্থাৎ এক্ষেত্রে সব সময় বিপরীতমুখী সরণ ঘটে
 |
| তরঙ্গের পূর্ণাঙ্গ চিত্র |
তরঙ্গের প্রকারভেদ
- মাধ্যমের কণার স্পন্দনের দিকের উপর ভিত্তি করে-
- অনুপ্রস্থ বা আড়তরঙ্গঃ আলোক তরঙ্গ
- অনুদৈর্ঘ্য বা লম্বিক তরঙ্গঃ শব্দ তরঙ্গ
- বিস্তারের মাত্রার উপর ভিত্তি করে
- একমাত্রিকঃ স্প্রিং এর তরঙ্গ
- দ্বিমাত্রিকঃ পুকুরের ঢেউয়ের তরঙ্গ
- ত্রিমাত্রিকঃ আলোক তরঙ্গ
- তরঙ্গ মুখ এর উপর ভিত্তি করে
- সমতলঃ সূর্যের আলোর তরঙ্গ
- গোলীয়ঃ অভিসারী বা অপসারী তরঙ্গ (লেন্সে)
- সরনের উপর ভিত্তি করে
- স্থিরঃ কুয়ার পানিতে সৃষ্ট তরঙ্গ
- অগ্রগামীঃ সাধারন পানিতে সৃষ্ট তরঙ্গ
অনুপ্রস্থ বা আড় তরঙ্গ
কনার কম্পনের দিক ও তরঙ্গ সঞ্চালনের দিক পরস্পর সমকোণে থাকে।
অর্থাৎ তরঙ্গের বিস্তার ও সরণ সমকোণে থাকবে।
উদাহরণ- আলোক তরঙ্গ, পানির তরঙ্গ, বেতার তরঙ্গ ইত্যাদি।
 |
| অনুপ্রস্থ তরঙ্গের চিত্র |
অনুদৈর্ঘ্য বা লম্বিক তরঙ্গ
কনার কম্পনের দিক ও তরঙ্গ সঞ্চালনের দিক একই হলে অর্থাৎ সমান্তরাল হলে, তাকে অনুদৈর্ঘ্য বা লম্বিক তরঙ্গ বলে।
উদাহরণ- শব্দ তরঙ্গ
 |
| অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গের চিত্র |
শব্দ তরঙ্গ
কম্পনের ফলে তরঙ্গ তৈরি হয়; তরঙ্গের কারণে শব্দ তৈরি হয়।
শব্দ তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য
- মাধ্যমের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে
- শব্দ তরঙ্গ মাধ্যমের বেগের উপর নির্ভরশীল
- শব্দ তরঙ্গের বিস্তার শব্দের তীব্রতার ব্যস্তানুপাতিক
- শব্দ তরঙ্গের উপরিপাতন ঘটে
প্রতিধ্বনি
যখন কোন শব্দ মূল শব্দ থেকে আলাদা হয়ে, মূল শব্দের পুনরাবৃত্তি করে তাকে প্রতিধ্বনি বলে।
 |
| প্রতিধ্বনি |
প্রতিধ্বনির নূন্যতম দূরত্ব
শব্দের স্থায়িত্ব মস্তিষ্কের 0.1 সেকেন্ড পর্যন্ত থাকে। অর্থাৎ দুটি শব্দের মধ্যবর্তী সময় ব্যবধান 0.1 সেকেন্ড বা তার বেশি হলেই প্রতিধ্বনি শোনা যাবে।
এখন কোন ব্যক্তি হতে কোন দেয়াল বা প্রতিবন্ধকতা দূরত্ব s হলে উক্ত শব্দ s দূরত্ব অতিক্রম করে বাধা পেয়ে আবার ফিরে আসলে মোট পথ 2s হবে।
এক্ষেত্রে দ্রুতির বা বেগের সূত্র সম্পাদন করে পাই,
s = 16.5 m
সুতরাং প্রতিধ্বনি শোনার জন্য কোন ব্যক্তিকে প্রতিবন্ধকতা হতে নূন্যতম 16.5 মিটার দূরে দাঁড়াতে হবে।
 |
| প্রতিধ্বনি শোনার নূন্যতম দূরত্ব |
শব্দের বেগের পার্থক্য
- বাতাসে শব্দের বেগ তাপমাত্রার বর্গমূলের সমানুপাতিক।
v ∝ √T
এখানে তাপমাত্রার একক হিসাবে কেলভিন ব্যবহার করা হয়। - শব্দের বেগ বাতাসের ঘনত্বের বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক।
v ∝ 1 / √ρ - শব্দের বেগ মাধ্যমের স্থিতিস্থাপকতা এর উপর নির্ভর করে।
শব্দের তীব্রতা
একক ক্ষেত্রফলের মধ্য দিয়ে যে পরিমাণ শব্দ শক্তি প্রবাহিত হয় তাকে শব্দের তীব্রতা বলে।
এটি দ্বারা কোন শব্দ কত জোরে শোনা যায় তার পরিমাণ বোঝায়।
শব্দের তীব্রতার একক Wm-2 ( ওয়াট/মিটার2)
শব্দের তীক্ষ্ণতা
যে বৈশিষ্ট্য দ্বারা তীব্রতার তারতম্য প্রকাশ করা হয়, তাকে শব্দের তীক্ষ্ণতা বলে।
তীক্ষ্মতার একক Hz (হার্জ)।
বাদ্যযন্ত্রের প্রকারভেদ
তারযুক্তঃ একতারা, গিটার, বেহালা
বাতাসের প্রবাহঃ বাঁশি, হারমোনিয়াম
আঘাত দ্বারাঃ ড্রাম, ঢোল, তবলা
নবম-দশম শ্রেণীর পদার্থবিজ্ঞানের শব্দ ও তরঙ্গ অধ্যায়ের আলোচনা এতটুকুতেই সীমাবদ্ধ। তবুও এখানে সিলেবাসের বাইরে বেশ কয়েকটি টপিক আলোচনা করা হয়েছে যেগুলো পরবর্তীতে বিশদভাবে আলোচনা করা হয়েছে উচ্চতর শ্রেণীগুলোতে।
পিডিএফ পড়ার আগে এখানে বিস্তারিত পড়ে নিলে পুরো অধ্যায়ের বেসিক ভালোভাবে ক্লিয়ার হবে ইনশাআল্লাহ।
পিডিএফ ডাউনলোড
PDF
SSC Physics Ch 7
Size: 5.1MB
জ্ঞানকে কখনো নিজের মাঝে আবদ্ধ করে রাখতে নেই।
কোথাও কোন ভুল-ভ্রান্তি থাকলে অথবা কোন কোন অধ্যায়ের নোটগুলো দরকার, সেসব আমাকে জানাতে পারেন কমেন্ট বক্সে।
ধন্যবাদ
এসএসসি'২২ শেষ মুহূর্তের প্রস্তুতি (10 Minute School)
এসএসসি পরীক্ষায় ভালো ফলাফল আনতে প্রয়োজন শেষ মুহূর্তের অভিজ্ঞ শিক্ষকের সঠিক নির্দেশনায় পড়াশোনা করা। আর তাই টেন মিনিট স্কুল নিয়ে এসেছে এসএসসি ২২ ব্যাচের শেষ মুহূর্তের প্রস্তুতি কোর্স!
কোর্সে থাকছেঃ
- ৫ টি বিষয় ( সাধারণ গণিত, উচ্চতর গণিত, জীববিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান, রসায়ন )
- ৩৫টি লাইভ ক্লাস
- ৩৫টি লেকচার শিট
আরো পড়ুনঃ