সৃজনশীলঃ ‘দৃশ্যকল্প-১: P মাধ্যমে…’ বরিশাল বোর্ড ২০২৩ – কাজ, ক্ষমতা ও শক্তি, পদার্থবিজ্ঞান (এসএসসি)

শব্দ এক প্রকার যান্ত্রিক তরঙ্গ। কেননা, কোনো মাধ্যম না থাকলে শব্দ সঞ্চালিত হতে পারে না। শব্দ তরঙ্গ মাধ্যমের সংকোচন প্রসারণের মাধ্যমে প্রবাহিত হয়। একটা পূর্ণ তরঙ্গে মাধ্যমের প্রতিটি অংশকে একবার সংকুচিত এবং একবার প্রসারিত করে। কোনো মাধ্যম না থাকলে শব্দ তরঙ্গ সামনে অগ্রসর হতেই পারবে না। ফলে শব্দ তার উৎসেই আবদ্ধ থাকবে। যেমন চাঁদে শব্দ তৈরি করলে শোনা যাবে না।

তাই বলা যায় যে, শব্দ একটি যান্ত্রিক তরঙ্গ।

দেওয়া আছে,
Q মাধ্যমের তরঙ্গদৈর্ঘ্য,

${\lambda }_Q=15\mathrm{cm}$

P মাধ্যম তরঙ্গদৈর্ঘ্য, ${\lambda }_P=$ ?

আমরা জানি,

শব্দের উৎস একই হলে, মাধ্যম ভেদে কম্পাঙ্ক ধ্রুব থাকবে।

∴ শব্দের বেগ $\alpha$ তরঙ্গদৈঘ্য

ধরি, P মাধ্যমে শব্দের বেগ, $V_P$

এবং $Q,,,,V_Q$

এখানে,

$V_P=3V_Q\therefore \frac{V_P}{V_Q}=3$

$\therefore \frac{V_P}{V_Q}=\frac{{\lambda }_P}{{\lambda }_Q}$

বা, $3=\frac{{\lambda }_P}{15}$

$\therefore {\lambda }_P=45\mathrm{cm}\text{ (Ans.) }$

আমরা জানি,

$0^{\circ }C$ তাপমাত্রায় বায়ুতে শব্দের বেগ, $V_1=330{\mathrm{ms}}^{-1}$

তাপমাত্রা, $T_1=0^{\circ }C=273K$

তাপমাত্রা, $T_2={25}^{\circ }C=25+273=279K{25}^{\circ }C$

তাপমাত্রায় শব্দের বেগ, $V_2=$ ?

আমরা জানি,

$\frac{V_1}{V_2}=\sqrt{\frac{T_1}{T_2}}$

বা, $\frac{330}{V_2}=\sqrt{\frac{273}{298}}$
বা, $V_2=344.8{\mathrm{ms}}^{-1}$
ধরি, উৎস হতে উৎপন্ন শব্দ $t$ সময় পর প্রতিধ্বনি হয়ে ফিরে আসে।
শব্দের অতিক্রান্ত দূরত্ব, $s=20+20=40m$
সুতরাং, $t=\frac{S}{V_2}$ বা, $t=\frac{40}{344.8}\therefore t=0.116s$
আমরা জানি, প্রতিধ্বনি শুনতে হলে ধ্বনি এবং প্রতিধ্বনি শোনার মধ্যে
ন্যূনতম 0.1 s সময় ব্যবধান থাকতে হবে।
যেহেতু t $>0.1s$
তাই বলা যায়, দৃশ্যকল্প-২ এ s অবস্থান হতে প্রতিধ্বনি শোনা সম্ভব।