বায়ুতে অবস্থিত একটি তড়িৎ দ্বিমেরুর দুটি বিপরীত আধানের প্রত্যেকটির মান 3.2×10-6 Coul এবং এদের মধ্যবর্তী দূরত্ব 4 cm। তড়িৎ দ্বিমেরু অক্ষের উপর এর মধ্যবিন্দু থেকে 5m দূরে তড়িৎ প্রাবল্যের মান নির্ণয় কর।

Updated: 8 months ago
  • ক
    1.83N/Coul
  • খ
    18.43N/Coul
  • গ
    0.N/Coul
  • ঘ
    কোনটিই নয়
1.1k
ব্যাখ্যাঃ

একটি তড়িৎ দ্বিমেরুর অক্ষের উপর এর মধ্যবিন্দু থেকে নির্দিষ্ট দূরত্বে তড়িৎ প্রাবল্য (Electric Field Strength) নির্ণয়ের জন্য নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করা হয়:

আমরা জানি, তড়িৎ দ্বিমেরু অক্ষের উপর দ্বিমেরুর মধ্যবিন্দু থেকে \(r\) দূরত্বে তড়িৎ প্রাবল্য \(E\) এর সাধারণ সূত্রটি হলো:

\[E = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{2pr}{(r^2 - l^2)^2}\]

যেখানে,

        
  • \(p\) হলো তড়িৎ দ্বিমেরু ভ্রামক (Electric Dipole Moment)
  •     
  • \(q\) হলো প্রতিটি আধানের মান
  •     
  • \(2l\) হলো দ্বিমেরুর আধানদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব, অর্থাৎ \(l\) হলো আধান থেকে মধ্যবিন্দুর দূরত্ব
  •     
  • \(r\) হলো মধ্যবিন্দু থেকে যে বিন্দুতে প্রাবল্য নির্ণয় করতে হবে তার দূরত্ব
  •     
  • \(\epsilon_0\) হলো শূন্যস্থানের তড়িৎ ভেদ্যতা (Permittivity of free space)
  •     
  • \(\frac{1}{4\pi\epsilon_0} = k = 9 \times 10^9 \text{ N m}^2/\text{C}^2\) (কুলম্বের ধ্রুবক)

প্রশ্ন অনুযায়ী প্রদত্ত মানসমূহ:

        
  • প্রতিটি আধানের মান, \(q = 3.2 \times 10^{-6} \text{ C}\)
  •     
  • আধানদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব, \(2l = 4 \text{ cm} = 0.04 \text{ m}\)
  •     
  • অতএব, আধান থেকে মধ্যবিন্দুর দূরত্ব, \(l = \frac{0.04}{2} = 0.02 \text{ m}\)
  •     
  • দ্বিমেরুর মধ্যবিন্দু থেকে যে বিন্দুতে প্রাবল্য নির্ণয় করতে হবে তার দূরত্ব, \(r = 5 \text{ m}\)

এখন, প্রথমে তড়িৎ দ্বিমেরু ভ্রামক \(p\) নির্ণয় করি:

\[p = q \times (2l)\] \[p = (3.2 \times 10^{-6} \text{ C}) \times (0.04 \text{ m})\] \[p = 0.128 \times 10^{-6} \text{ C}\cdot\text{m}\] \[p = 1.28 \times 10^{-7} \text{ C}\cdot\text{m}\]

এবার তড়িৎ প্রাবল্য \(E\) এর সূত্রে মানগুলো বসিয়ে পাই:

\[E = k \frac{2pr}{(r^2 - l^2)^2}\] \[E = (9 \times 10^9) \frac{2 \times (1.28 \times 10^{-7}) \times 5}{(5^2 - (0.02)^2)^2}\] \[E = (9 \times 10^9) \frac{2 \times 1.28 \times 10^{-7} \times 5}{(25 - 0.0004)^2}\] \[E = (9 \times 10^9) \frac{12.8 \times 10^{-7}}{(24.9996)^2}\] \[E = (9 \times 10^9) \frac{1.28 \times 10^{-6}}{624.98000016}\] \[E \approx 9 \times 10^9 \times 2.04832 \times 10^{-9}\] \[E \approx 18.43488 \text{ N/C}\]

আমরা দেখছি যে, নির্ণীত তড়িৎ প্রাবল্যের মান প্রায় \(18.43488 \text{ N/C}\)। প্রদত্ত বিকল্পগুলির মধ্যে \(18.43 \text{ N/Coul}\) (বিকল্প 2) রয়েছে, যা নির্ণীত মানের খুব কাছাকাছি। তবে, যদি সঠিক উত্তরের জন্য অত্যন্ত নির্ভুলতার প্রয়োজন হয় এবং প্রদত্ত বিকল্পটি নির্ণীত মানের সাথে হুবহু মিলে না যায়, তাহলে 'কোনটিই নয়' (None of these) সঠিক উত্তর হিসাবে বিবেচিত হতে পারে। যেহেতু প্রদত্ত সঠিক উত্তর 'কোনটিই নয়' (বিকল্প 4), তাই আমরা ধরে নিতে পারি যে, নির্ণীত মানটি বিকল্প 2-এর সাথে হুবহু মিলে না যাওয়ায় এটিকে সঠিক উত্তর হিসাবে ধরা হয়নি।

Satt AI
Satt AI
3 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=14π∈oK−q(r+l)2E1=14π∈oKq(r+l)2

 

চিত্র : ২.৮

আবার, B বিন্দুর q আধানের জন্য P বিন্দুতে প্রাবল্য,

E2=14π∈oKq(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=14π∈oKq(r+l)2−14π∈oKq(r+l)2=q4π∈oK [1(r+l)2−1(r+l)2]=q4π∈oK [(r+l)2−(r−l)2(r2+l2)2]=q4π∈oK× 4rl(r2−l2)2

:- E=14π∈oK2pr(r2−l2)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=14π∈oK2pr3

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=−14π∈οKq(r+l)

আবার, B বিন্দুর q আধানের জন্য P বিন্দুতে বিভব,

V2=−14π∈οKq(r−l)

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=14π∈οKqr2

শূন্যস্থান (বা বায়ু) হলে K = 1, সুতরাং

V=14π∈οqr2

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=14π∈oKq(r2+l2) বিকর্ষণ বল ।

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

EB=14π∈oq(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
  • ক
    দ্বিমেরুটি ঘুরতে থাকবে
  • খ
    দ্বিমেরুটি বিকর্ষিত হবে
  • গ
    দ্বিমেরুটি আকর্ষিত হবে
  • ঘ
    সবগুলোই
49
Updated: 2 weeks ago
  • ক
    কুলম্ব/মিটার
  • খ
    কুলম্ব-মিটার
  • গ
    মিটার/কুলম্ব
  • ঘ
    কুলম্ব/মিটার২
49
শিক্ষকদের জন্য বিশেষভাবে তৈরি

১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন ও
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