offSchoolবেটা

পদার্থবিজ্ঞান · অধ্যায় ৯

দাদুর আতশ কাচ: উত্তল লেন্সে প্রতিবিম্ব

মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।

দাদু সকালের খবরের কাগজ পড়ার জন্য ১০ cm ফোকাস দূরত্বের একটি আতশ কাচ (উত্তল লেন্স) ব্যবহার করছেন। লেন্সটি কাগজ থেকে ৩০ cm দূরে ধরায় কাগজের লেখাগুলো উল্টো ও ছোট দেখাচ্ছে। কাগজের লেখা সোজা ও বড় (বিবর্ধিত) দেখতে হলে আতশ কাচটিকে কাগজ থেকে কত দূরত্বে রাখতে হবে?

আতশ কাচে লেখা সোজা ও বড় দেখতে হলে কাগজটিকে লেন্স থেকে কত দূরত্বে রাখতে হবে?

  1. ৪০ cm দূরে: লেন্স থেকে কাগজ যত দূরে সরানো হবে, প্রতিবিম্ব তত বড় হবে
  2. ঠিক ১০ cm দূরে: ঠিক ফোকাস বিন্দুতে রাখলেই সবচেয়ে স্পষ্ট ও সোজা বড় প্রতিবিম্ব পাওয়া যায়
  3. ১০ cm-এর কম দূরত্বে (যেমন ৫ cm): ফোকাস দূরত্বের ভেতরে রাখলে সোজা ও বিবর্ধিত প্রতিবিম্ব গঠিত হয়

যা বদলাতে পারবে

  • লেন্সের ধরন: উত্তল লেন্স (আতশ কাচ), অবতল লেন্স
  • কাগজের দূরত্ব (u): ২ থেকে ৬০ cm

যা মেপে দেখাবে

  • প্রতিবিম্বের দূরত্ব (v) (cm)
  • বিবর্ধন (m)
  • সোজা প্রতিবিম্ব
  • বাস্তব প্রতিবিম্ব

চালানোর সময় খেয়াল করো

  • কাগজটিকে লেন্সের কাছে এনে ১০ cm-এর ভেতরে নাও। প্রতিবিম্বটি সোজা হয় কি না এবং v-এর মান ঋণাত্মক হয় কি না লক্ষ্য করো।

নিজে করে দেখো

  1. কাগজের দূরত্ব এমনভাবে ঠিক করো যাতে লেখার প্রতিবিম্ব সোজা হয় এবং ঠিক ২ গুণ বড় হয়।
    ইঙ্গিত

    সোজা বিবর্ধিত প্রতিবিম্ব পেতে কাগজকে F-এর ভেতরে রাখতে হবে। m = ২ পেতে u = ৫ cm দিয়ে দেখো।

  2. প্রজেক্টরের মতো পর্দা ফেলার জন্য কাগজ এমন দূরত্বে রাখো যাতে বাস্তব প্রতিবিম্ব তৈরি হয় এবং তা ঠিক ২ গুণ বড় হয়।
    ইঙ্গিত

    বাস্তব বিবর্ধিত প্রতিবিম্ব পেতে বস্তু f ও 2f-এর মাঝে রাখতে হয়। u = ১৫ cm চেষ্টা করে দেখো।

ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।

লেন্স সমীকরণ ও উত্তল লেন্সে বিবর্ধক কাচের শর্ত

1u+1v=1f,m=∣v∣u\frac{1}{u} + \frac{1}{v} = \frac{1}{f},\quad m = \frac{|v|}{u}

লেন্স সমীকরণ ১/u + ১/v = ১/f (বাস্তব ধনাত্মক রীতি)। উত্তল লেন্সে লক্ষবস্তুর দূরত্বের ওপর প্রতিবিম্বের প্রকৃতি নির্ভর করে: ১. u < f (ফোকাস দূরত্বের ভেতরে): প্রতিবিম্ব অবাস্তব (v < 0), সোজা ও বিবর্ধিত হয়। এটিই আতশ কাচ বা বিবর্ধক কাচ হিসেবে কাজ করার মূল নীতি। ২. f < u < 2f (f ও 2f-এর মাঝে): প্রতিবিম্ব বাস্তব (v > 0), উল্টো ও বিবর্ধিত হয় (যেমন প্রজেক্টর)। ৩. u > 2f (2f-এর বাইরে): প্রতিবিম্ব বাস্তব (v > 0), উল্টো ও খর্বিত হয় (যেমন ক্যামেরা ও মানুষের চোখ)। অন্যদিকে অবতল লেন্সের ফোকাস দূরত্ব ঋণাত্মক হওয়ায় এটি যেকোনো অবস্থানে সর্বদা অবাস্তব, সোজা ও খর্বিত প্রতিবিম্ব তৈরি করে।

অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল

কাগজকে লেন্স থেকে বেশি দূরে সরালে (যেমন ৩০ বা ৪০ cm দূরে) প্রতিবিম্ব বড় হয় না, বরং বাস্তব, উল্টো ও ছোট হয়ে যায়। আবার বস্তুকে ঠিক ফোকাস বিন্দুতে (u = f = ১০ cm) রাখলে প্রতিবিম্ব অসীমে গঠিত হয়, যা আতশ কাচে কাছে থেকে সোজা পড়া যায় না। আতশ কাচ দিয়ে সোজা ও বিবর্ধিত লেখা দেখতে হলে কাগজটিকে অবশ্যই প্রধান ফোকাসের ভেতরে (u < f, অর্থাৎ ১০ cm-এর চেয়ে কম দূরত্বে) রাখতে হয়।

যেসব ভুল ধারণা হয়

  • লেন্স থেকে বস্তু যত দূরে সরানো হয় প্রতিবিম্ব তত বড় হয়
  • বস্তুকে ঠিক ফোকাস বিন্দুতে রাখলে সোজা ও স্পষ্ট প্রতিবিম্ব তৈরি হয়

বাস্তবে কোথায় দেখা যায়

  • ঘড়ি মেরামত ও অলংকার তৈরির সূক্ষ্ম কাজ: ঢাকার তাঁতীবাজারের স্বর্ণকার ও পাটুয়াটুলীর ঘড়ি কারিগররা ক্ষুদ্র যন্ত্রাংশ সোজা ও বড় করে দেখতে উত্তল লেন্সের আতশ কাচ ব্যবহার করেন।
  • চোখের দীর্ঘদৃষ্টি ত্রুটি সংশোধন: যারা কাছের লেখা স্পষ্ট দেখতে পান না, তারা বই বা পত্রিকা পড়ার সুবিধার্থে উপযুক্ত ফোকাস দূরত্বের উত্তল লেন্সযুক্ত চশমা ব্যবহার করেন।

পাঠ্যবইয়ের টপিক