সৃজনশীলঃ ‘0∘C তাপমাত্রায় শব্দের…’ কুমিল্লা বোর্ড ২০২৫ – তরঙ্গ ও শব্দ, পদার্থবিজ্ঞান (এসএসসি)

তাপ-তরঙ্গ হলো এক ধরনের রশ্মি, যা শক্তি পরিবহন করে। এটি কোনো মাধ্যম ছাড়াও চলতে পারে এবং প্রধানত বিকিরণ প্রক্রিয়ায় ছড়ায়। তাপ-তরঙ্গে কণাগুলোর কম্পন তরঙ্গের চলার দিকের সাথে লম্বভাবে ঘটে। অর্থাৎ, তাপ-তরঙ্গ অনুপ্রস্থ তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। এ কারণে তাপ-তরঙ্গকে একটি অনুপ্রস্থ তরঙ্গ বলা হয়।

উদ্দীপকের চিত্র-১ অনুসারে,

$2.5\lambda =10m\therefore \lambda =\frac{10}{2.5}=4m$

$0^{\circ }C$-তাপমাত্রায় শব্দের বেগ, $v_0=332m{s}^{-1}$

বায়ুর তাপমাত্রা, $T={28}^{\circ }C=(273+28)K=301K$

$\therefore$ বায়ুর তাপমাত্রায় শব্দের বেগ,

$v=v_0\times \sqrt{\frac{T}{T_0}}=332\times \sqrt{\frac{301}{273}}=348.61m{s}^{-1}$

আমরা জানি, $v=f\lambda$

বা, $f=\frac{v}{\lambda }=\frac{348.61}{4}=87.15\mathrm{Hz}$

অতএব, উদ্দীপকের চিত্র-১ অনুসারে তরঙ্গের কম্পাঙ্ক 87.15 Hz.

উদ্দীপকের চিত্র-২ অনুসারে,

বায়ুর তাপমাত্রা, $T={30}^{\circ }C=(273+30)K=303K$

$\therefore$ বায়ুর তাপমাত্রায় শব্দের বেগ, $v=v_0\times \sqrt{\frac{T}{T_0}}=332\times \sqrt{\frac{303}{273}}$

$=349.77m{s}^{-1}$

এখন, $t=0.5s$ পর S অবস্থানে প্রতিধ্বনি শোনা গেলে,

$2\times SM=vt$

বা, $2\times (20+d)=vt$

বা, $d=\frac{vt}{2}-20=\frac{349.77\times 0.5}{2}-20$

$\therefore d=67.44m$

$\therefore R$ অবস্থান থেকে শব্দ M প্রতিফলকে বাধা পেয়ে আবার R অবস্থানে আসতে প্রয়োজনীয় সময় $t_1$ হলে,

$t_1=\frac{2d}{v}=\frac{2\times 67.44}{349.77}=0.3856s$

এখানে, $t_1>0.1s$

সুতরাং, R অবস্থান থেকে প্রতিধ্বনি শোনা. সম্ভব হবে।