একটি বৈদ্যুতিক দ্বিপোল কে অসম বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে 30° কোণে রাখা হলে দ্বিপোলটিতে সংঘঠিত হবে-

Updated: 1 year ago
  • a translational force only in the direction perpendicular to the field

  • a translational force only in the direction of the field

  • a torque as well as a translational force

  • a torque only

524
ব্যাখ্যাঃ

যখন একটি বৈদ্যুতিক দ্বিপোলকে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে স্থাপন করা হয়, তখন এর দুটি প্রান্তের আধান (+q এবং -q) দুটি বিপরীতমুখী বল অনুভব করে। এই বলগুলোর প্রকৃতি এবং দ্বিপোলের উপর এদের সম্মিলিত প্রভাব নির্ভর করে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি সুষম (uniform) নাকি অসম (non-uniform) তার উপর।

১. সুষম বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে (Uniform Electric Field):

        
  • একটি সুষম বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে, দ্বিপোলের +q আধান এবং -q আধান উভয়ই একই মানের (কিন্তু বিপরীত দিকে) বল অনুভব করে। অর্থাৎ, \( \vec{F}_+ = q\vec{E} \) এবং \( \vec{F}_- = -q\vec{E} \)।
  •     
  • এক্ষেত্রে, দ্বিপোলের উপর মোট স্থানান্তরণ বল (net translational force) শূন্য হয়, কারণ \( \vec{F}_{net} = q\vec{E} - q\vec{E} = 0 \)।
  •     
  • তবে, যদি দ্বিপোলটি ক্ষেত্রের সাথে একটি কোণে (\( \theta \neq 0^\circ \) বা \( 180^\circ \)) রাখা হয়, তাহলে এই দুটি বল একটি ঘূর্ণন প্রভাব বা টর্ক (torque) সৃষ্টি করে। টর্কের মান \( \tau = pE \sin\theta \) দ্বারা প্রকাশ করা হয়, যেখানে \( p \) হলো দ্বিপোল ভ্রামক।
  •     
  • সুতরাং, একটি সুষম বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে একটি দ্বিপোল শুধুমাত্র টর্ক অনুভব করে, কোনো স্থানান্তরণ বল অনুভব করে না।

২. অসম বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে (Non-uniform Electric Field):

        
  • প্রশ্নে উল্লেখ করা হয়েছে যে দ্বিপোলটিকে অসম বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে রাখা হয়েছে। একটি অসম বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে, ক্ষেত্রের শক্তি বা তীব্রতা বিভিন্ন বিন্দুতে ভিন্ন হয়।
  •     
  • এর মানে হলো, দ্বিপোলের +q আধান এবং -q আধান একই মানের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র অনুভব করে না। অর্থাৎ, \( \vec{E}_+ \neq \vec{E}_- \)।
  •     
  • অতএব, দ্বিপোলের +q আধানের উপর প্রযুক্ত বল (\( \vec{F}_+ = q\vec{E}_+ \)) এবং -q আধানের উপর প্রযুক্ত বল (\( \vec{F}_- = -q\vec{E}_- \)) মান ও দিকে সমান হবে না।
  •     
  • ফলে, দ্বিপোলের উপর একটি অশূন্য মোট স্থানান্তরণ বল (translational force) ক্রিয়া করবে, যা দ্বিপোলটিকে ক্ষেত্রের উচ্চতর তীব্রতার অঞ্চলের দিকে স্থানান্তরিত করার চেষ্টা করবে।
  •     
  • এছাড়াও, যেহেতু দ্বিপোলটিকে 30° কোণে রাখা হয়েছে (অর্থাৎ \( \theta \neq 0^\circ \) বা \( 180^\circ \)), তাই বল দুটি একটি ঘূর্ণন প্রভাব বা টর্কও সৃষ্টি করবে। অসম ক্ষেত্রেও টর্কের উপস্থিতি নিশ্চিত।
  •     
  • সুতরাং, একটি অসম বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে, একটি বৈদ্যুতিক দ্বিপোল একই সাথে একটি স্থানান্তরণ বল এবং একটি টর্ক উভয়ই অনুভব করে।

প্রদত্ত অপশনগুলো বিশ্লেষণ:

        
  • 1.

    a translational force only in the direction perpendicular to the field

    : অসম ক্ষেত্রে শুধু স্থানান্তরণ বল কাজ করে না এবং এর দিকও নির্দিষ্টভাবে শুধুমাত্র ক্ষেত্রের সাথে লম্ব হবে এমনটি বলা যায় না।
  •     
  • 2.

    a translational force only in the direction of the field

    : অসম ক্ষেত্রে শুধু স্থানান্তরণ বল কাজ করে না এবং এর দিকও নির্দিষ্টভাবে শুধুমাত্র ক্ষেত্রের দিকে হবে এমনটি বলা যায় না।
  •     
  • 3.

    a torque as well as a translational force

    : এটি সঠিক। অসম বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে দ্বিপোলের দুই প্রান্তে বল অসমান হওয়ায় একটি নিট স্থানান্তরণ বল কাজ করে এবং যেহেতু দ্বিপোলটি ক্ষেত্রের সাথে একটি কোণে আছে, তাই একটি টর্কও কাজ করবে।
  •     
  • 4.

    a torque only

    : এটি সুষম বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্ষেত্রে সত্য, কিন্তু প্রশ্নে অসম ক্ষেত্র উল্লেখ করা হয়েছে।

অতএব, একটি অসম বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে 30° কোণে রাখা বৈদ্যুতিক দ্বিপোল একটি টর্ক এবং একটি স্থানান্তরণ বল উভয়ই অনুভব করবে।

Satt AI
Satt AI
2 months ago

এক জোড়া সমান ও বিপরীত বিন্দু আধান অল্প দূরত্বে অবস্থিত থাকলে তাকে তড়িৎ দ্বিমেরু বলে। 

পানি (H2O), ক্লোরোফরম (CHCI3) এবং অ্যামোনিয়া (NH3) অণু হচ্ছে স্থায়ী তড়িৎ দ্বিমেরুর কয়েকটি উদাহরণ। এসব অণুতে ধনাত্মক ও ঋণাত্মক আধান বণ্টনের কেন্দ্র কখনো সমপাতিত হয় না। ২.৭ চিত্রে একটি তড়িৎ দ্বিমেরু দেখানো হচ্ছে। এতে দুটি সমান ও বিপরীত বিন্দু আধান '-' এবং '+q' এর মধ্যবর্তী দূরত্ব 2l । কোনো তড়িৎ দ্বিমেরুর ধনাত্মক ও ঋণাত্মক আধানের মধ্য দিয়ে অতিক্রমকারী সরলরেখাকে ঐ তড়িৎ দ্বিমেরুর অক্ষ বলে। একটি তড়িৎ দ্বিমেরুর সবলতা পরিমাপ করা হয় তার তড়িৎ দ্বিমেরু ভ্রামক (electric dipole moment) দ্বারা। তড়িৎ দ্বিমেরু ভ্রামক একটি ভেক্টর রাশি এবং একে p দ্বারা প্রকাশ করা হয়। যে কোনো একটি আধান এবং এদের মধ্যবর্তী দূরত্বের গুণফল দ্বারা এর মান পরিমাপ করা হয়। সুতরাং

 তড়িৎ দ্বিমেরুর যেকোনো একটি আধান এবং এদের মধ্যবর্তী দূরত্বের গুণফলকে তড়িৎ দ্বিমেরু ভ্রামক বলে।

:- p = q × 2l

p এর দিক হয় তড়িৎ দ্বিমেরুর অক্ষ বরাবর ঋণাত্মক আধান থেকে ধনাত্মক আধানের দিকে। এর একক হচ্ছে কুলম্ব মিটার। (Cm)।

একটি তড়িৎ দ্বিমেরুর জন্য তার অক্ষের ওপর কোনো বিন্দুতে তড়িৎ প্রাবল্যের রাশিমালা 

  কোনো তড়িৎ দ্বিমেরুর ধনাত্মক ও ঋণাত্মক আধানের মধ্য দিয়ে অতিক্রমকারী সরলরেখাকে ঐ জড়িৎ দ্বিমেরুর অক্ষ বলে।

ধরা যাক, 2l দূরত্বে অবস্থিত - q ও + q দুটি বিন্দু আধানের সমন্বয়ে একটি তড়িৎ দ্বিমেরু পঠিত (চিত্র: ২.৮)। মনে করি ও + q আধান দুটি K তড়িৎ মাধ্যমাঙ্ক বিশিষ্ট মাধ্যমে যথাক্রমে A ও B বিন্দুতে অবস্থিত । এই তড়িৎ দ্বিমেরুর মধ্যবিন্দু O থেকে তার অক্ষের ওপর r দূরত্বে অবস্থিত P বিন্দুতে তড়িৎ প্রাবল্য নির্ণয় করতে হবে।

এখন A বিন্দুর - q আধানের জন্য P বিন্দুতে প্রাবল্য,

E1=14πoKq(r+l)2E1=14πoKq(r+l)2

 

চিত্র : ২.৮

আবার, B বিন্দুর q আধানের জন্য P বিন্দুতে প্রাবল্য,

E2=14πoKq(r+l)2

যেহেতু E1 এবং E2 একই সরলরেখা বরাবর বিপরীত দিকে ক্রিয়া করে এবং E2 > E1 সুতরাং P বিন্দুতে লব্ধি প্রাবল্য E হবে,

E = E2 - E1 এর দিক হবে E2 এর দিকে তথা PD বরাবর

E=14πoKq(r+l)214πoKq(r+l)2=q4πoK [1(r+l)21(r+l)2]=q4πoK [(r+l)2(rl)2(r2+l2)2]=q4πoK× 4rl(r2l2)2

:- E=14πoK2pr(r2l2)2

এই প্রাবল্যের দিক থিমের অক্ষ বরাবর ঋণাত্মক আধান থেকে ধনাত্মক আধানের দিকে। 

বিশেষ ক্ষেত্র : যদি P বিন্দুটি দ্বিমেরু থেকে অনেক দূরে হয় (অর্থাৎ যদি r >> l হয়), তাহলে r2 এর তুলনায় l2 কে উপেক্ষা করা যায়। সেক্ষেত্রে

E=14πoK2pr3

যে বিন্দুর প্রাবল্য নির্ণয় করতে হবে, সে বিন্দুটি যদি মধ্য বিন্দুর বাম দিকেও অবস্থিত হয়, তাহলেও তড়িৎ প্রাবল্যের দিক হবে বিষের অক্ষ বরাবর কণাত্মক আধান থেকে ধনাত্মক আধানের দিকে। একটি তড়িৎ ছিমেরুর জন্য তার অক্ষের ওপর কোনো বিন্দুতে তড়িৎ বিভবের রাশিমালা কোনো তড়িৎ দ্বিমেরুর ধনাত্মক ও ঋণাত্মক আধানের মধ্য দিয়ে অতিক্রমকারী সরলরেখাকে ঐ তড়িৎ দ্বিমেরুর অক্ষ বলে।

ধরা যাক, 2l দূরত্বে অবস্থিত - q ও + q দুটি বিশ্ব আধানের সমন্বয়ে একটি তড়িৎ দ্বিমেরু গঠিত (চিত্র ২.৯)। মনে করি – q + q আধান দুটি K তড়িৎ মাধ্যমাক্ষবিশিষ্ট মাধ্যমে যথাক্রমে A ও B বিন্দুতে অবস্থিত এ তড়িৎ দ্বিমেরুর মধ্যবিন্দু থেকে তার অক্ষের ওপর r দূরত্বে অবস্থিত P বিন্দুতে তড়িৎ বিভব নির্ণয় করতে হবে।

চিত্র :২.৯

এখন A বিন্দুর - q আধানের জন্য P বিন্দুতে বিভব,

V1=14ποKq(r+l)

আবার, B বিন্দুর q আধানের জন্য P বিন্দুতে বিভব,

V2=14ποKq(rl)

এখন P বিন্দুর বিভব হলে,

V = V1 + V2 

বিশেষ ক্ষেত্র : যদি P বিন্দুটি দ্বিষের থেকে অনেক দূরে হয় (অর্থাৎ যদি r >>] হয়), তাহলে r2 এর তুলনায় P কে উপেক্ষা করা যায়। সেক্ষেত্রে

V=14ποKqr2

শূন্যস্থান (বা বায়ু) হলে K = 1, সুতরাং

V=14ποqr2

একটি তড়িৎ বিমেরুণ দৈর্ঘ্যের লম্ব সমধিকের উপর অবস্থিত কোনো বিন্দুতে তড়িৎ প্রাবল্য ও বিভবের রাশিমালা

 

চিত্র :২.১০

ধরা যাক, A বিন্দুতে + q এবং B বিন্দুতে - 9 দুটি বিন্দু চার্জ শূন্যস্থানে পরস্পর থেকে 21 দূরত্বে থেকে একটি তড়িৎ দ্বিমেরু গঠন করেছে (চিত্র ২.১০)। দ্বিমেরুটির লম্ব সমদ্বিখণ্ডকের উপর P একটি বিন্দু। দ্বিমেরুর মধ্যবিন্দু O থেকে P বিন্দুটি দূরত্বে অবস্থিত। P বিন্দুতে তড়িৎ প্রাবল্য নির্ণয় করতে হবে। A বিন্দুতে +q চার্জের জন্য P বিন্দুতে প্রাবল্য,

EA=14πoKq(r2+l2) বিকর্ষণ বল ।

EA এর দিক হবে PS বরাবর। B বিন্দুতে –q চার্জের জন্য P বিন্দুতে প্রাবল্য,

EB=14πoq(r2+l2)  আকর্ষণ বল

EB -এর দিক হবে PT বরাবর।

ধরা যাক, θ

 :- θ

সুতরাং ভেক্টরের সামান্তরিকের সূত্রানুসারে P বিন্দুতে লব্ধি প্রাবল্য,

Related Question

View All
  • দ্বিমেরুটি ঘুরতে থাকবে
  • দ্বিমেরুটি বিকর্ষিত হবে
  • দ্বিমেরুটি আকর্ষিত হবে
  • সবগুলোই
43
  • কুলম্ব/মিটার
  • কুলম্ব-মিটার
  • মিটার/কুলম্ব
  • কুলম্ব/মিটার২
45
শিক্ষকদের জন্য বিশেষভাবে তৈরি

১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন
অনলাইন পরীক্ষা তৈরির সফটওয়্যার!

শুধু প্রশ্ন সিলেক্ট করুন — প্রশ্নপত্র অটোমেটিক তৈরি!

প্রশ্ন এডিট করা যাবে
জলছাপ দেয়া যাবে
ঠিকানা যুক্ত করা যাবে
Logo, Motto যুক্ত হবে
অটো প্রতিষ্ঠানের নাম
অটো সময়, পূর্ণমান
প্রশ্ন এডিট করা যাবে
জলছাপ দেয়া যাবে
ঠিকানা যুক্ত করা যাবে
Logo, Motto যুক্ত হবে
অটো প্রতিষ্ঠানের নাম
অটো সময়, পূর্ণমান
অটো নির্দেশনা (এডিটযোগ্য)
অটো বিষয় ও অধ্যায়
OMR সংযুক্ত করা যাবে
ফন্ট, কলাম, ডিভাইডার
প্রশ্ন/অপশন স্টাইল পরিবর্তন
সেট কোড, বিষয় কোড
অটো নির্দেশনা (এডিটযোগ্য)
অটো বিষয় ও অধ্যায়
OMR সংযুক্ত করা যাবে
ফন্ট, কলাম, ডিভাইডার
প্রশ্ন/অপশন স্টাইল পরিবর্তন
সেট কোড, বিষয় কোড
এখনই শুরু করুন ডেমো দেখুন
৫০,০০০+
শিক্ষক
৩০ লক্ষ+
প্রশ্নপত্র
মাত্র ১৫ পয়সায় প্রশ্নপত্র
১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন তৈরি করুন আজই

Complete Exam
Preparation

Learn, practice, analyse and improve

1M+ downloads
4.6 · 8k+ Reviews

Question Analytics

মোট উত্তরদাতা

জন

সঠিক
ভুল
উত্তর নেই