সৃজনশীলঃ ‘একজন শিক্ষার্থী দুটি…’ কুমিল্লা বোর্ড ২০১৯ – তড়িৎ প্রবাহের চুম্বকক্রিয়া, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

খুব ছোট হলে একে স্পষ্টভাবে দেখার জন্য অণুবীক্ষণ যন্ত্র ব্যবহার করা হয়। অপরদিকে, বহুদূরের বস্তু পরিষ্কারভাবে দেখার জন্য মরবম্ষণ যন্ত্র ব্বহার করা হয়।

লক্ষবস্তু ও দূরবীক্ষণ যন্ত্রের মধ্যে অণুবীক্ষণ যন্ত্রের নলের দৈর্ঘ্য দূরবীক্ষণ যন্ত্রের নল অপেক্ষা ক্ষুদ্রতর।

অণুবীক্ষণ যন্ত্রের অভিলক্ষ্যের উন্মেষ অভিনেত্র অপেক্ষা বেশি অপুবীক্ষণ যন্ত্র অপেক্ষা দূরবীক্ষণ যন্ত্রের অভিনেত্রের উন্মেষ বেশি। এভাবে আকৃতি দেখে অণুবীক্ষণ ও দূরবীক্ষণ যন্ত্রের আলাদা করা যায়।

উদ্দীপকের ১ম কুণ্ডলীর পাকসংখ্যা নির্ণয় কর।

এখানে,

১ম কুণ্ডলীত তড়িৎ প্রবাহ,

i = 0.3 A

১ম কুণ্ডলীর ব্যাসার্ধ,

r = 4 cm = 4 × 10m

B = 9.42 × 10⁻⁴T

কুশুলীতে পাকসংখ্যা N, হলে এতে তড়িৎ প্রবাহের ফলে সৃষ্ট

চৌম্বকক্ষেত্র,

$\begin{array}{cc}B& =4\pi \times {10}^{-7}\frac{\mathrm{Ni}}{2r}\\ N& =\frac{B\times 2r}{(4\pi \times {10}^{-7})}\\ N& =199.89\\ & =200\end{array}$

এখানে, N₂ = 450

i₂ = 0.3 A

r₂=6 cm = 6 × 10^-2 m

B₁ = 9.42 × 10^–4 T

এখন, 

$\begin{array}{cc}& B_2=\frac{{\mu }_0{N}_2{i}_2}{2r_2}\\ & =\frac{4\pi \times {10}^{-7}\times 450\times 0.3}{2\times 6\times {10}^{-2}}\end{array}$

$\therefore$ B₂ = 1.414 × 10^–3 T এর দিক উপরের দিকে। 

উদ্দীপকের চিত্রে প্রদর্শিত দিকে তড়িৎ প্রবাহকালে কেন্দ্রে নিট চৌম্বক ক্ষেত্র, B = B₂ - B₁

= (1.414 × 10^-3 - 9.42 ×10^–4) T

$\therefore$ B = 4.717 × 10^–4 T এর দিক উপরের দিকে 

এখানে,

q = 80 C

v = 10 ms^-1

এ অবস্থায় কেন্দ্র অতিক্রমকালে চার্জটির উপর ক্রিয়াশীল বল, 

$\begin{array}{cc}& F=qvB\\ & =80\times 10\times 4.717\times {10}^{-4}N\\ & \therefore F=0.377N\end{array}$

এখন ২য় কুণ্ডলীটিতে তড়িৎ প্রবাহের দিক পরিবর্তন করলে তথা ২য় কুণ্ডলীটির তড়িৎ প্রবাহ ১ম কুণ্ডলীটির তড়িৎ প্রবাহের অনুরূপ দিকে হলে-

কেন্দ্রে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান, 

B' = B₁ + B₂ = (9.42 × 10^–4 + 1.414 × 10^-3 ) T 

$\therefore$B' = 2.356 × 10^–3 T এর দিক নিচের দিকে 

এ অবস্থায় কেন্দ্র অতিক্রমকালে চার্জটির উপর ক্রিয়াশীল বল,

$F^{\prime }={\mathrm{qvB}}^{\prime }=80\times 10\times 2.356\times {10}^{-3}N$

$\therefore$ F' = 1.885 N এই বলের দিক পূর্বের বলের দিকের বিপরীত দিকে 

$\Delta F=F^{\prime }-F=(1.885-0.377)N$

= 1.5478 N এর দিক F' এর দিকে 

অতএব, ২য় কুণ্ডলীতে প্রবাহের দিক পরিবর্তন করলে সৃষ্ট চৌম্বক ক্ষেত্রের দরুন চার্জটির উপর ক্রিয়াশীল বলের মান 1.5478 N বৃদ্ধি পাবে এবং এই বল পূর্বের বলের বিপরীত দিকে কাজ করবে।