Science Expert

• বাতাসের আর্দ্রতা বাড়লে শব্দের দ্রুতি বেড়ে যায়।

• শব্দের বেগের পরিবর্তন:
- আলোর দ্রুতি শূন্যস্থানে সব সময় 3 × 10⁸ ms^{- 1} নির্দিষ্ট।
- কিন্তু শব্দের দ্রুতি সবসময় সমান নয়।
- 0°C বা 273 K তাপমাত্রায় এবং প্রমাণ বায়ুচাপে, শুষ্ক বাতাসে শব্দের দ্রুতি 332 ms^{- 1}.
- তাপমাত্রা বাড়লে শব্দের দ্রুতি বেড়ে যায়।
- বাতাসের আর্দ্রতা বাড়লে শব্দের দ্রুতি বেড়ে যায়।
- হিসাব করে দেখা গেছে, প্রতি 1°C বা I K তাপমাত্রা বাড়লে শব্দের দ্রুতি প্রায় 0.6ms^{- 1} পরিমাণ বেড়ে যায়।
- মাধ্যম ভেদে শব্দের দ্রুতির পরিবর্তন হয়।
- মাধ্যম যত ঘন ও স্থিতিস্থাপক হয় শব্দের দ্রুতি তাতে তত বেশি হয়।
- বায়বীয় পদার্থে শব্দের দ্রুতি সবচেয়ে কম, তরল পদার্থের মধ্যে তা থেকে বেশি।
- কঠিন পদার্থের মধ্যে শব্দের দ্রুতি সবচেয়ে বেশি।
- বায়ু চাপের পরিবর্তনে বাতাসে শব্দের বেগ প্রভাবিত হয় না।

উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।

• ঊর্ধ্ব স্থির বিন্দু:
- যে তাপমাত্রায় প্রমাণ চাপে বিশুদ্ধ পানি জলীয় বাষ্পের সাথে সাম্যাবস্থায় থাকতে পারে অর্থাৎ যে তাপমাত্রায় বিশুদ্ধ পানি জলীয় বাষ্পে পরিণত হতে শুরু করে তাকে ঊর্ধ্ব স্থির বিন্দু বা স্টিম বিন্দু বলে।

• নিম্ন স্থির বিন্দু:
- যে তাপমাত্রায় প্রমাণ চাপে বিশুদ্ধ বরফ পানির সাথে সাম্যাবস্থায় থাকতে পারে, অর্থাৎ যে তাপমাত্রায় বিশুদ্ধ বরফ গলতে শুরু করে তাকে নিম্ন স্থির বিন্দু বা বরফ বিন্দু বলে।

• পানির ত্রৈধ বিন্দু:
- 4.5 mm পারদস্তম্ভ চাপে যে তাপমাত্রায় বিশুদ্ধ বরফ, পানি ও জলীয় বাষ্প তাপীয় সমতায় থাকে, তাকে পানির ত্রৈধ বিন্দু বলে।
- পানির ত্রৈধ বিন্দুর তাপমাত্রা 273.16 K নির্ধারণ করা হয়েছে।

উৎস: পদার্থ বিজ্ঞান, এসএসসি, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।

• যে কোন সময় ত্বরণের মান সাম্যাবস্থান থেকে সরণের মানের সমানুপাতিক।

• সরল ছন্দিত স্পন্দন:
- যদি পর্যাবৃত্ত গতিসম্পন্ন বস্তু বা কণার গতি সরল রৈখিক হয় এবং এর ত্বরণ সাম্য অবস্থান থেকে এর সরণের সমানুপাতিক হয় এবং এর দিক সব সময় সাম্য অবস্থান অভিমুখী হয়, তা হলে বস্তু কণার ঐ গতিকে সরল ছন্দিত গতি বা সরল ছন্দিত স্পন্দন বলে। যেমন-
- কোন স্প্রিং এর এক প্রান্ত দৃঢ় কোন অবস্থানে বেঁধে অন্য প্রান্তে একটি ভারী বস্তু ঝুলিয়ে টেনে ছেড়ে দিলে তার উপর-নিচে গতি।
- তারের বাদ্যযন্ত্র- যেমন গিটারের তার টেনে ছেড়ে দিলে তার গতি।
- পেন্ডুলামের গতি, ইঞ্জিনের মধ্যে পিস্টনের গতি ইত্যাদি।

• সরল ছন্দিত গতির বৈশিষ্ট্য:
১. এটি পর্যাবৃত্ত গতি,
২. এটি একটি সরল স্পন্দন গতি,
৩. এটি সরল রৈখিক গতি,
৪. যে কোন সময় ত্বরণের মান সাম্যাবস্থান থেকে সরণের মানের সমানুপাতিক,
৫. ত্বরণ সর্বদা একটি নির্দিষ্ট বিন্দু অভিমুখী।

উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি পোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।

• তরল ও বায়বীয় পদার্থে পরিচলন প্রক্রিয়ায় তাপ সঞ্চালিত হয়।

• তাপ সঞ্চালন:
- তাপ বেশি তাপমাত্রার স্থান থেকে কম তাপমাত্রার স্থানে যেতে পারে। তাপের এই স্থান পরিবর্তনকে তাপ সঞ্চালন বলে।
- তাপ সঞ্চালন তিন প্রক্রিয়ায় সংঘটিত হয়। যথা-

১. পরিচলন পদ্ধতি:
- কোনো পদার্থের অণুগুলি তাপ গ্রহণ করে, উষ্ণতর অংশ থেকে শীতলতর অংশের দিকে অণুগুলি চলাচলের মাধ্যমে তাপের সঞ্চালন ঘটায় এই পদ্ধতিকেই পরিচলন পদ্ধতি বলা হয়।
- তরল ও বায়বীয় পদার্থে পরিচলন প্রক্রিয়ায় তাপ সঞ্চালিত হয়।
- একটি পাত্রে পানি নিয়ে চুলার উপরে বসিয়ে তাপ দিলে পুরো পাত্রের পানিই গরম হতে থাকে।
- এক্ষেত্রে পানির কণাগুলো তাপ গ্রহণ করে শক্তি অর্জন করে।
- শক্তি অর্জন করে গরম পানিকণা হালকা হয়ে উপরে উঠে যায়।
- উপরের ঠাণ্ডা পানির কণাগুলো নিচে নেমে এসে তাপ গ্রহণ করে।
- এভাবে পর্যায়ক্রমে সকল কণা তাপ গ্রহণ করে উত্তপ্ত হয়, তাপ এক স্থান থেকে অন্য স্থানে সঞ্চালিত হয়।
- এভাবে কণাদের স্থান পরিবর্তনের মাধ্যমে তাপ সঞ্চালনের প্রক্রিয়ার নাম পরিচলন।
- তরল পদার্থের কণার মতো বায়বীয় পদার্থের কণারাও উত্তপ্ত হয়ে সহজেই স্থান পরিবর্তনের মাধ্যমে তাপ সঞ্চালন করে।

২. বিকিরণ পদ্ধতি:
- যে প্রক্রিয়ায় তাপ কোনো জড় মাধ্যম ছাড়াই অপেক্ষাকৃত উষ্ণতর স্থান থেকে শীতলতর স্থানে সঞ্চালিত হয় সেই প্রক্রিয়াকে তাপের বিকিরণ বলে।
- সূর্য থেকে আমরা তাপ পাই।
- সূর্য থেকে পৃথিবীতে তাপ আসে বিকিরণ পদ্ধতিতে।
- বিকিরণ পদ্ধতিতে যে তাপ এক স্থান থেকে অন্য স্থানে সঞ্চালিত হয় তাকে বিকীর্ণ তাপ বলে।

৩. পরিবহন পদ্ধতি:
- যে পদ্ধতিতে পদার্থের অণুগুলি তাদের স্থান পরিবর্তন করে না, শুধুমাত্র অণুগুলি স্পন্দনের মাধ্যমে এক অণু পার্শ্ববর্তী অণুকে তাপ প্রদান করে। এভাবেই পদার্থের উষ্ণতর অংশ থেকে শীতলতম অংশের দিকে তাপ সঞ্চালিত হওয়াকে পরিবহন বলা হয়।
- কঠিন বস্তুতে পরিবহন পদ্ধতিতে তাপ সঞ্চালিত হয়।

উৎস:
১. বিজ্ঞান, সপ্তম শ্রেণি।
২. পদার্থবিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।
৩. পদার্থবিজ্ঞান প্রথম পত্র, এইচএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।

• কম্পাঙ্ক:
- তরঙ্গ সৃষ্টিকারী কণা বা কম্পনশীল বস্তু প্রতি সেকেন্ডে যতটি স্পন্দন সম্পন্ন করে তাকে কম্পাঙ্ক বলে।
- কোনাে কণা t সময়ে N সংখ্যক কম্পন সম্পন্ন করলে কম্পাঙ্ক, f = N/t
- কম্পাঙ্কের একক s^{- 1}। একে হার্জ (hertz) বলে। একে Hz দিয়ে প্রকাশ করা হয়।
- কোনাে কণা এক সেকেন্ডে একটি পূর্ণ কম্পন সম্পন্ন করলে তার কম্পাঙ্ককে এক হার্জ বলে।

• পর্যায়কাল:
- তরঙ্গের উপর অবস্থিত কোনাে কম্পনশীল কণার একটি পূর্ণ কম্পন সম্পন্ন করতে যে সময় লাগে তাকে ঐ তরঙ্গের পর্যায়কাল T বলে।
- পর্যায়কালের একক সেকেন্ড।

• বিস্তার:
- তরঙ্গ সঞ্চারণকারী কোনো কণা সাম্য অবস্থান থেকে যে কোনো একদিকে সর্বাধিক যে দূরত্ব অতিক্রম করে তাকে তরঙ্গের বিস্তার বলে।

• দশা:
- তরঙ্গ সঞ্চারণকারী কোনো কণার যে কোনো মুহূর্তের গতির সম্যক অবস্থানকে তার দশা বলে।

উৎস: 
১. পদার্থবিজ্ঞান, এস এস সি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
২. ৯ম- ১০ম শ্রেণির পদার্থ বিজ্ঞান।

• বাসাবাড়ির রেফ্রিজারেটর তাপ ইঞ্জিনের ঠিক বিপরীতে কাজ করে।

• তাপীয় ইঞ্জিন:
- যে যন্ত্র দ্বারা তাপশক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করা যায় তাকে তাপীয় ইঞ্জিন বলে। যথা:
১. বাষ্পীয় ইঞ্জিন,
২. পেট্রোল ইঞ্জিন,
৩. ডিজেল ইঞ্জিন ইত্যাদি।
- তাপ ইঞ্জিনে তাপ উৎস এবং তাপগ্রাহক থাকে।
- ইঞ্জিন কোনো উৎস থেকে তাপ গ্রহণ করে তার খানিকটা কাজে রূপান্তরিত করে।
- তাপের যে অংশ কাজে রূপান্তরিত হয় না তা পরিবেশে বিলিয়ে দেবে এবং পুনরায় তাপ উৎস থেকে তাপ গ্রহণ করবে।
- উৎসের তাপমাত্রা যে পরিবেশ বা সিস্টেমে তাপ গ্রহণ করবে তার তাপমাত্রার চেয়ে বেশি হবে।
- অর্থাৎ, ইঞ্জিন উচ্চতর তাপমাত্রার তাপ উৎস থেকে তাপ গ্রহণ করে তার খানিকটা কাজে রূপান্তরিত করে এবং বাকি অংশ নিম্নতর তাপমাত্রার তাপগ্রাহক বা শীতল বস্তুতে ছেড়ে দিয়ে ইঞ্জিনটি আদি অবস্থায় ফিরে আসে।
- ইঞ্জিনটি এভাবে একটি চক্র সম্পন্ন করে।
- বাসাবাড়ির রেফ্রিজারেটর তাপীয় পাম্পের একটি উদাহরণ যা আসলে একটি তাপ ইঞ্জিনের ঠিক বিপরীত।

উৎস: পদার্থ প্রথম পত্র, এইচএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।

• বাষ্পীভবন:
- বাষ্পীভবন এমন একটি প্রক্রিয়া যার দ্বারা নদী, হ্রদ, জলাশয় বা সমুদ্রের পানি সূর্যের তাপে বাষ্পে পরিণত হয় এবং তা বায়ুমন্ডলের মিশে যায়।
- বাষ্পায়ন থেকে শীতলীকরণ প্রক্রিয়ার ফলে মাটির কলসিতে পানি ঠান্ডা থাকে।
- গরমের দিনে মাটির কলসীতে পানি রেখে পানি ঠান্ডা করা হয়।
- মাটির কলসীর গায়ে অসংখ্য সূক্ষ্ম ছিদ্র পথে সর্বদা পানি চুঁইয়ে বাইরে আসে।
- ফলে কলসীর বাইরের গাটি সবসময়ই ভেজা থাকে।
- এই পানির কণা কলসীর গা এবং সংলগ্ন বাতাস থেকে প্রয়োজনীয় সুপ্ত তাপ সংগ্ৰহ করে বাষ্প হয়ে উড়ে যায়।
- কলসীর গা ক্রমশ ঠান্ডা হতে থাকে, ফলে কলসীর ভেতরের পানিও ঠান্ডা হয়।
- এছাড়া বাষ্পায়ন থেকে শীতলীকরণের নীতিকে কাজে লাগিয়ে রিফ্রিজারেটর তৈরি করা হয়।

উৎস : পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম; উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।

• পানি মাধ্যমে শব্দের বেগ 1450 ms^{- 1}.

• শব্দের বেগের পরিবর্তন:
- পরীক্ষা করে দেখা গেছে, আলোর দ্রুতি শূন্যস্থানে সব সময় 3 × 108 ms^{- 1} নির্দিষ্ট।
- 0°C বা 273 K তাপমাত্রায় এবং প্রমাণ বায়ুচাপে, শুষ্ক বাতাসে শব্দের দ্রুতি 332 ms^{- 1} ।
- তাপমাত্রা বাড়লে শব্দের দ্রুতি বেড়ে যায়।
- বাতাসের আর্দ্রতা বাড়লেও শব্দের দ্রুতি বেড়ে যায়।
- হিসাব করে দেখা গেছে, প্রতি 1°C বা 1 K তাপমাত্রা বাড়লে শব্দের দ্রুতি প্রায় 0.6 ms^{- 1} পরিমাণ বেড়ে যায়।
- মাধ্যম ভেদে শব্দের দ্রুতির পরিবর্তন হয়।
- মাধ্যম যত ঘন ও স্থিতিস্থাপক হয় শব্দের দ্রুতি তাতে তত বেশি হয়। যেমন-
১. বায়ু মাধ্যমে শব্দের দ্রুতি 332 ms^{- 1},
২. পানি মাধ্যমে 1450 ms^{- 1} এবং
৩. লোহার মধ্যে 5220ms^{- 1}।
- বায়বীয় পদার্থে শব্দের দ্রুতি সবচেয়ে কম, তরল পদার্থের মধ্যে তা থেকে বেশি।
- কঠিন পদার্থের মধ্যে শব্দের দ্রুতি সবচেয়ে বেশি।
- বায়ু চাপের পরিবর্তনে বাতাসে শব্দের বেগ প্রভাবিত হয় না।

উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।

• বাদুড় অন্ধকারে চলার সময় আলট্রাসনিক শব্দের মাধ্যমে দিক নির্ণয় করে।

- আলট্রাসাউন্ড মূলত আমাদের শোনার বাহিরের শব্দ।
- বাদুড় প্রায় 100 kHz কম্পনের শব্দ তৈরি করতে পারে।
- আল্টাসনিক শব্দ ২০,০০০ থেকে বেশি কম্পাংকের হয়ে থাকে।

উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।

প্রশ্ন: 400 Hz কম্পাঙ্কে স্পন্দিত কোনো রেডিও স্পিকার থেকে উৎপন্ন শব্দ তরঙ্গের তরঙ্গ দৈর্ঘ্য 1.5m হলে বায়ুতে শব্দ তরঙ্গের বেগ কত?

সমাধান:
এখানে,
কম্পাঙ্ক, f = 400 Hz = 400s^{- 1}
তরঙ্গ দৈর্ঘ্য, λ = 1.5m
তরঙ্গ বেগ, V = ?

আমরা জানি,
V = fλ
= 400s^{- 1} × 1.5m
= 600 ms^{- 1}

• স্ফুটনাঙ্ক:
- তাপ প্রয়োগ করে তরলকে গ্যাসে রূপান্তর করার প্রক্রিয়াকে স্ফুটন বলে।
- 1 বায়ুমণ্ডলীয় চাপে তাপ প্রদানের ফলে যে তাপমাত্রায় কোনো তরল পদার্থ গ্যাসীয় পদার্থে পরিণত হয় সেই তাপমাত্রাকে উত্ত তরল পদার্থের স্ফুটনাঙ্ক বলে।
- প্রত্যেক বিশুদ্ধ তরলের একটি নির্দিষ্ট স্ফুটনাঙ্ক থাকে।
- যেমন 1 বায়ুমন্ডলীয় চাপে পানির স্ফুটনাঙ্ক 100°C।
- স্ফুটনের বিপরীত প্রক্রিয়াটির নাম ঘনীভবন।
- স্ফুটনের জন্যে তাপ দিতে হয়, ঘনীভবনের সময় তাপ সরিয়ে নিতে হয়।
- প্রেসার কুকারে পানির স্ফুটনাংক স্বাভাবিকের চেয়ে বেশি থাকে।
- স্থির আয়তনে প্রেসার কুকারে উচ্চ চাপের সৃষ্টি হয়। এতে পানির স্ফুটনাংক বেড়ে যায়।
- প্রেসার কুকারে রান্না তাড়াতাড়ি হয় কারণ, কুকারের ভেতরের পানি ফুটন্ত অবস্থায় বাষ্পে পরিণত হয়েই বাইরে আসতে পারে না।
- ফলে উচ্চচাপে তরলের স্ফুটনাংক বৃদ্ধি পায়। এতে বাড়তি তাপ সৃষ্টি হয়ে রান্না হয় তাড়াতাড়ি।

উৎস: পদার্থ বিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।