সৃজনশীলঃ ‘পরবর্তীতে গতিশীল প্রোটনটির…’ ২০১৮ – তড়িৎ প্রবাহের চুম্বকক্রিয়া, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

তড়িৎ বর্তনীতে অ্যামিটার শ্রেণীতে সংযুক্ত করা হয়। কারণ, অ্যামিটারের অভ্যন্তরীণ রোধ r এর তুলনায় বাইরের রোধ R অনেক বড় হয়। সমান্তরালে যুক্ত করলে প্রবাহিত তড়িৎ অ্যামিটারের মধ্যদিয়ে প্রবাহিত হবে। ফলে সমগ্র বর্তনীতে অপেক্ষাকৃত কম তড়িৎ প্রবাহিত হবে। তাই সমগ্র বর্তনীর প্রবাহ নির্ণয় সম্ভব হবে না।

শ্রেণিতে সংযুক্ত করলে, একই প্রবাহ অন্যান্য রোধ ও অ্যামিটারের মধ্যদিয়ে প্রবাহিত হবে। তাই তড়িৎ বর্তনীতে অ্যামিটার শ্রেণিতে সংযুক্ত করা হয়।

এখানে, প্রোটনের চার্জ, q = 1.6 ´ 10^-9 C

চৌম্বক ক্ষেত্রের মান, B = 0.5 T

প্রোটনের বেগ, v = 8 × 10⁶ ms^-1

প্রোটনের উপর ক্রিয়াশীল চৌম্বক বল, F = ?

প্রোটনের বেগ ও চৌম্বক ক্ষেত্রের দিকের মধ্যবর্তী কোণ, $\theta$  = 90°

আমরা জানি,

$\begin{array}{cc}& F=qvB\sin \theta \\ & =1.6\times {10}^{-19}\times 8\times {10}^6\times 0.5\times \sin {90}^{\circ }N\\ & \therefore F=6.4\times {10}^{-13}N\end{array}$

এর দিক পৃষ্ঠ বরাবর উপরের দিকে।

অতএব, চৌম্বকক্ষেত্র প্রোটনটির উপর 6.4 $\times$ 10^-13 N বল প্রয়োগ করবে।

'গ' হতে পাই, পোটনের উপর ক্রিয়াশীল চৌম্বক বল, F = 64 × 10^–13 N যার দিক পৃষ্ঠ বরাবর উপরের দিকে।

এখানে, তড়িৎ ক্ষেত্রের তীব্রতা,

E = 4 $\times$10⁵ NC^–1

প্রোটনের চার্জ, q = 16´10^–19 C 

এখন, প্রোটনটির উপর ক্রিয়াশীল তড়িৎ বল,

$\begin{array}{cc}& F_E=E_q\\ & =4\times {10}^5\times 1.6\times {10}^{-19}N\\ & =6.4\times {10}^{-14}\end{array}$

এর দিক পৃষ্ঠ বরাবর ডান দিকে

ধরি, নিট বলটি তড়িৎ ক্ষেত্রের দিকের সাথে q কোণে ক্রিয়াশীল।

$\begin{array}{cc}& \therefore \theta ={\tan }^{-1}\frac{F\sin {90}^{\circ }}{F_E+F\cos {90}^{\circ }}={\tan }^{-1}\frac{6.4\times {10}^{-13}\times 1}{6.4\times {10}^{-14}+0}\\ & ={84.29}^{\circ }\end{array}$

অতএব, চৌম্বকক্ষেত্র প্রয়োগের পর প্রোটনটি তড়িৎ ক্ষেত্রের দিকের সাথে 84.29° কোণে গতিশীল হবে।