প্রকৃতির রহস্য উদঘাটন · প্রকৃতির নিয়মগুলো জানা · প্রকৃতির নিয়ম ব্যবহার করা এবং প্রযুক্তির ক্রমবিকাশ
পড়ে নাও
যেকোনো জ্ঞানের মতো পদার্থবিজ্ঞানের মূল উদ্দেশ্য জানা। ক্ষুদ্র পরমাণু থেকে বিশাল বিশ্বব্রহ্মাণ্ড পর্যন্ত এর জানার পরিসর। বোঝার সুবিধার জন্য উদ্দেশ্যকে তিন ভাগে ভাগ করা যায়।
ভৌত রাশি হলো ভৌত জগতে যা কিছু পরিমাপ করা যায়। দৈর্ঘ্য, ভর, সময়, তাপমাত্রা ও বেগ এর উদাহরণ। এসব রাশির পরিমাপ প্রকাশ করতে মান ও একক ব্যবহার করা হয়। মান জানায় নির্বাচিত এককের কত গুণ পরিমাণ পাওয়া গেছে।
পরিমাপের একক হলো কোনো ভৌত রাশির পরিমাণ প্রকাশের জন্য গৃহীত নির্দিষ্ট আদর্শ পরিমাণ। পরিমাপ হলো একই ধরনের রাশির সেই আদর্শ পরিমাণের সঙ্গে কোনো অজানা পরিমাণের তুলনা করা।
সাতটি মৌলিক রাশির আন্তর্জাতিকভাবে স্বীকৃত সাতটি একককে SI একক বলে। SI কথাটি এসেছে ফরাসি Systeme International d'Unites থেকে। সারা পৃথিবীর বিজ্ঞানী একই একক ব্যবহার করেন বলে ফলাফলে বিভ্রান্তি হয় না।
কোনো রাশি কোন কোন মৌলিক রাশি দিয়ে কীভাবে তৈরি, তা জানা দরকার। একটি রাশিতে বিভিন্ন মৌলিক রাশি যে সূচকে (পাওয়ারে) থাকে, তাকে ঐ রাশির মাত্রা বলে। দৈর্ঘ্যের মাত্রা L, ভরের M এবং সময়ের T।
বিজ্ঞানে কখনো একটি গ্যালাক্সির দৈর্ঘ্য মাপতে হয়, আবার কখনো নিউক্লিয়াসের ব্যাসার্ধ, প্রায় 1×10⁻¹⁵ m। এত বিশাল পার্থক্যের সংখ্যা সবসময় একইভাবে লেখা সুবিধাজনক নয়।
খুব বড়ো বা খুব ছোট সংখ্যা সহজে লেখা ও তুলনা করার জন্য বিজ্ঞানে আদর্শ রূপ বা বৈজ্ঞানিক সংকেত ব্যবহার করা হয়। এ রূপে সংখ্যাটিকে লেখা হয় a×10ⁿ আকারে, যেখানে 1≤ a<10 এবং n একটি পূর্ণসংখ্যা।
বিভিন্ন ভৌত রাশি পরিমাপ করার জন্য বিভিন্ন যন্ত্র ব্যবহার করা হয়। এখানে কয়েকটি সাধারণ যন্ত্র নিয়ে আলোচনা করা হলো: ১. মিটার স্কেল: এটি সবচেয়ে সাধারণ যন্ত্র। দৈর্ঘ্য মাপার জন্য ব্যবহার হয় (যেমন: বইয়ের দৈর্ঘ্য)।
পরিমাপের গুণগত মান বোঝার জন্য তিনটি গুরুত্বপূর্ণ ধারণা হলো: যথার্থতা, নির্ভুলতা এবং সূক্ষ্মমান। যথার্থতা (Accuracy): পরিমাপ করা মান প্রকৃত মানের কতটা কাছাকাছি তা নির্দেশ করে। যথার্থতা বেশি মানে ত্রুটি কম।
নাফিস তার বিদ্যালয়ের পদার্থবিজ্ঞান গবেষণাগারে একটি স্লাইড ক্যালিপার্স দিয়ে একটি নিরেট কাচের গোলকের ব্যাস পরিমাপ করছে। স্লাইড ক্যালিপার্সটির প্রধান স্কেলের ক্ষুদ্রতম এক ভাগের মান ১ mm এবং ভার্নিয়ার স্কেলের ২০টি ভাগ প্রধান স্কেলের ১৯ ভাগের সমান। পরিমাপের পূর্বে চোয়াল দুটি একসাথে মেলালে দেখা গেল ভার্নিয়ারের শূন্য দাগ প্রধান স্কেলের শূন্য দাগের ডানে অবস্থান করছে এবং ভার্নিয়ারের ৪ নম্বর দাগটি প্রধান স্কেলের একটি দাগের সাথে হুবহু মিলে যায়। এরপর গোলকটিকে চোয়ালের মাঝে স্থাপন করলে প্রধান স্কেল পাঠ পাওয়া গেল ৩.২ cm এবং ভার্নিয়ার সমপাতন পাওয়া গেল ১২। নাফিসের সহপাঠী দাবি করল যে গোলকটির প্রকৃত আয়তন ১৮ cm³ অপেক্ষা বেশি।
ক
ভার্নিয়ার ধ্রুবক কাকে বলে?
উত্তর দেখাও
প্রধান স্কেলের ক্ষুদ্রতম এক ভাগের চেয়ে ভার্নিয়ার স্কেলের এক ভাগ যতটুকু ছোট, তার পরিমাণকে ভার্নিয়ার ধ্রুবক (Vernier Constant) বলে।
খ
কোনো ভৌত রাশির মান প্রকাশের জন্য একক অপরিহার্য কেন — ব্যাখ্যা করো।
উত্তর দেখাও
শুধু একটি সংখ্যা দিয়ে কোনো পরিমাপের প্রকৃত পরিমাণ বা ভৌত তাৎপর্য বোঝা যায় না। একক হলো এমন একটি নির্দিষ্ট আদর্শ পরিমাণ যার সাথে তুলনা করে কোনো রাশি পরিমাপ করা হয়; একক উল্লেখ না থাকলে রাশিটি ভর, দৈর্ঘ্য নাকি সময় তা নির্ধারণ করা যায় না এবং পরিমাপের কোনো গ্রহণযোগ্যতা থাকে না।
গ
উদ্দীপকের গোলকটির প্রকৃত ব্যাস কত cm তা নির্ণয় করো।
উত্তর দেখাও
ভার্নিয়ার ধ্রুবক VC = ১ mm ⁄ ২০ = ০.০৫ mm = ০.০০৫ cm। চোয়াল বন্ধ অবস্থায় ভার্নিয়ারের শূন্য দাগ ডানে এবং ৪ নম্বর দাগ মেলায় ধনাত্মক যান্ত্রিক ত্রুটি e = +(৪ × ০.০৫ mm) = +০.২০ mm = +০.০২ cm। গোলকের ক্ষেত্রে পর্যবেক্ষিত ব্যাস d₀ = প্রধান স্কেল পাঠ (M) + ভার্নিয়ার সমপাতন (V) × VC = ৩.২ cm + ১২ × ০.০০৫ cm = ৩.২ + ০.০৬ = ৩.২৬ cm। অতএব প্রকৃত ব্যাস d = d₀ − e = ৩.২৬ cm − (+০.০২ cm) = ৩.২৪ cm।
ঘ
সহপাঠীর দাবিটি কি যথার্থ ছিল? গাণিতিক যুক্তিসহ তোমার মতামত দাও।
উত্তর দেখাও
সহপাঠীর দাবিটি যথার্থ ছিল না। 'গ' থেকে প্রাপ্ত গোলকের প্রকৃত ব্যাস d = ৩.২৪ cm, সুতরাং প্রকৃত ব্যাসার্ধ r = ৩.২৪ ⁄ ২ = ১.৬২ cm। গোলকের প্রকৃত আয়তন V = ⁴⁄₃πr³ = ⁴⁄₃ × ৩.১৪১৬ × (১.৬২)³ ≈ ১৭.৮১ cm³। সহপাঠী ধনাত্মক যান্ত্রিক ত্রুটি বিয়োগ না করে পর্যবেক্ষিত ব্যাস ৩.২৬ cm (ব্যাসার্ধ ১.৬৩ cm) দিয়ে হিসাব করায় আয়তন এসেছিল V' = ⁴⁄₃ × ৩.১৪১৬ × (১.৬৩)³ ≈ ১৮.১৪ cm³, যা ১৮ cm³-এর বেশি। কিন্তু ত্রুটি সংশোধনের পর প্রকৃত আয়তন পাওয়া যায় ১৭.৮১ cm³, যা ১৮ cm³ অপেক্ষা কম। সুতরাং সহপাঠীর দাবিটি ভুল।
