পাতঘয়ের মধ্যেবর্তী অধালে k = 4 পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবকের পদার্থ যারা পরিপূর্ণ করলে-

i. পাতদ্বয়ের ধারকত্ব বাড়বে
ii. সঞ্চিত শক্তির পরিমাণ কমবে
iii. পাতদ্বয়ে বিপরীত জাতীয় চার্জ আবিষ্ট হবে
নিচের কোনটি সঠিক?

ব্যাখ্যাঃ একটি সমান্তরাল পাত ধারকের পাতদ্বয়ের মধ্যবর্তী স্থানে পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবক (dielectric constant) \(k\) বিশিষ্ট কোনো পদার্থ স্থাপন করলে ধারকের ধারকত্ব \(k\) গুণ বৃদ্ধি পায়। অর্থাৎ, ধারকত্ব \(C = k C_0\), যেখানে \(C_0\) হলো শূন্যস্থানে ধারকত্ব। যেহেতু এখানে \(k = 4\) পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবকের পদার্থ দ্বারা পরিপূর্ণ করা হয়েছে, তাই ধারকত্ব ৪ গুণ বৃদ্ধি পাবে। সুতরাং, বিবৃতি (i) সঠিক। ধারকে সঞ্চিত শক্তির পরিমাণ \(U = \frac{Q^2}{2C}\) অথবা \(U = \frac{1}{2}CV^2\)। যেহেতু প্রশ্নে চার্জের পরিমাণ \(Q = 10C\) দেওয়া আছে, তাই আমরা ধরে নিতে পারি ধারকটি বিচ্ছিন্ন অবস্থায় আছে (অর্থাৎ, চার্জ ধ্রুবক)। এই অবস্থায় ধারকত্ব \(C\) বৃদ্ধি পেলে সঞ্চিত শক্তি \(U\) হ্রাস পাবে। কারণ \(U\) ধারকত্বের ব্যস্তানুপাতিক (যদি \(Q\) ধ্রুবক থাকে)। সুতরাং, বিবৃতি (ii) সঠিক। যখন ধারকের পাতদ্বয়ের মধ্যবর্তী স্থানে একটি পরাবৈদ্যুতিক পদার্থ স্থাপন করা হয়, তখন ধারকের পাতের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রভাবে পরাবৈদ্যুতিক পদার্থটি পোলারাইজড (polarized) হয়। এর ফলে পরাবৈদ্যুতিক পদার্থের তলে পাতের চার্জের বিপরীত জাতীয় চার্জ আবিষ্ট হয়। এই আবিষ্ট চার্জের কারণে পরাবৈদ্যুতিক পদার্থের অভ্যন্তরে একটি বিপরীতমুখী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি হয়, যা মূল বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রকে হ্রাস করে। এখানে বলা হয়েছে 'পাতদ্বয়ে বিপরীত জাতীয় চার্জ আবিষ্ট হবে', যা ভুল। পাতের উপর চার্জ অপরিবর্তিত থাকে (যদি এটি বিচ্ছিন্ন থাকে)। আবিষ্ট চার্জ পরাবৈদ্যুতিক পদার্থের পৃষ্ঠে উৎপন্ন হয়, পাতের উপর নয়। সুতরাং, বিবৃতি (iii) ভুল। অতএব, সঠিক বিবৃতিগুলো হলো i ও ii। সঠিক উত্তর: ১. i ও ii