পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্র · একাদশ-দ্বাদশ · অধ্যায় ১ · ১.১০-১.১১
পরিমাপের মূলনীতি এবং পর্যবেক্ষণ ও পরীক্ষণের ক্রমবিকাশ।
রেশন ব্যাগে লেখা থাকে “১০ কিলোগ্রাম চাল”। শুধু “১০” বললে কেউ কিছু বুঝত না, শুধু “কিলোগ্রাম” বললেও না। এই দুইয়ের জোড়াতেই পরিমাপ। আর সেই পরিমাপের হাত ধরেই বিজ্ঞান থেলিস থেকে আইনস্টাইন পর্যন্ত এসেছে।
১. পরিমাপ কেন, আর তার মূলনীতি
কোনো রাশি ভালো করে জানতে হলে তাকে মাপতে হয়। পরিমাপ ছাড়া রাশি সম্পর্কে সম্যক জ্ঞান সম্ভব নয়। রাশি সম্পর্কে জ্ঞান দুই রকম: গুণগত (কেমন) আর পরিমাণগত (কত)।
মাপার জন্য রাশিটার একটা নির্দিষ্ট ও সুবিধাজনক অংশকে আদর্শ (standard) ধরা হয়। এই আদর্শই একক। তাই পরিমাপের মূলনীতি এক লাইনের: রাশির মাপ = সংখ্যা × একক।
একক বদলে দেখো। সংখ্যা লাফায়, অথচ চালের পরিমাণ একই থাকে।
মাপএকক বদলাও
সংখ্যা × একক
“১০ কিলোগ্রাম চাল” এ ভর হলো রাশি, ১০ সংখ্যা, কিলোগ্রাম একক। এবার ছয়টা মাপ ভাঙো: ১০ kg, ৫ s, ৩ m, ২.৫ A, ৩০০ K, ৬ mol।
ভাগ করোমাপ = সংখ্যা × একক
মাপ ভাঙো
একটা অংশ ধরো, তারপর বাক্সে ছাড়ো। প্রশ্ন একটাই: এটা কি গুনে বলা সংখ্যা, না যা দিয়ে মাপা হয়েছে সেই একক?
ঠিক। পরেরটা।
এখনো না। যেটা “কত” বলে সেটা সংখ্যা, যেটা “কীসের হিসাবে” বলে সেটা একক।
সব ঠিক জায়গায়। ১০ kg মানে ১০ × কিলোগ্রাম, আর প্রতিটা মাপ এই এক ছাঁচেই ঢালা।
২. থেলিস থেকে নিউটন
থেলিস (খ্রি.পূ. ৬২২-৫৬৯) সূর্যগ্রহণের ভবিষ্যদ্বাণীর জন্য বিখ্যাত। পিথাগোরাস (খ্রি.পূ. ৫৬০-৪৮০) জ্যোতির্বিদ্যা, গণিত ও শব্দবিজ্ঞানে কাজ করেন; তাঁর মতে গাণিতিক সূত্র দিয়ে সবকিছু প্রকাশ করা যায়। আর্কিমিডিস (খ্রি.পূ. ২৮৭-২১২) আবিষ্কার করেন লিভারের নীতি ও উৎপ্লাবিতার (ভাসমানতার) সূত্র।
গ্যালিলিও (১৫৬৪-১৬৪২) ১৫৮৯ সালে পড়ন্ত বস্তুর তিনটি সূত্র আবিষ্কার করেন আর সুগতিবিদ্যার (Kinematics) ভিত্তি স্থাপন করেন। ১৬১০ সালে তিনি অণুবীক্ষণ যন্ত্র আবিষ্কার করেন, আর দূরবীক্ষণ যন্ত্রে বৃহস্পতির উপগ্রহ খুঁজে পান। আইনস্টাইন তাঁকে আধুনিক বিজ্ঞানের জনক বলেছেন।
নিউটন (১৬৪২-১৭২৭) ১৬৮৭ সালে “প্রিন্সিপিয়া” প্রকাশ করেন। তাঁর হাতে এসেছে তিনটি গতিসূত্র, মহাকর্ষ সূত্র, ক্যালকুলাস, আলোর বর্ণালী, আলোর কণিকা তত্ত্ব আর প্রতিফলক টেলিস্কোপ। ১৭০৪ সালে প্রকাশিত “অপটিক্স” বইটাও তাঁর লেখা।
৩. ইয়ং থেকে আইনস্টাইন
আলো নিয়ে আরেক মত: হাইগেন্স ১৬৭৮ সালে আলোর তরঙ্গ তত্ত্ব দেন, আর টমাস ইয়ং (১৭৭৩-১৮২৯) ১৮০১ সালে আলোর ব্যতিচার আবিষ্কার করেন। মাইকেল ফ্যারাডে (১৭৯১-১৮৬৭) ১৮৩১ সালে তড়িৎচুম্বকীয় আবেশ আবিষ্কার করেন এবং তড়িৎ বিশ্লেষণের সূত্র দেন।
রাদারফোর্ড ১৯১১ সালে আলফা বিক্ষেপণ পরীক্ষার মাধ্যমে পরমাণুর নিউক্লিয়াস আবিষ্কার করেন। ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক (১৮৫৮-১৯৪৭) ১৯০০ সালে কোয়ান্টাম তত্ত্ব আবিষ্কার করেন; প্রতিটি কোয়ান্টার শক্তি বিকিরণের কম্পাঙ্কের সমানুপাতিক।
আইনস্টাইন (১৮৭৯-১৯৫৫): বিশেষ আপেক্ষিকতা ১৯০৫, সার্বিক আপেক্ষিকতা ১৯১৫। নোবেল পুরস্কার পান ১৯২১ সালে আলোক তড়িৎ ক্রিয়ার জন্য। ব্রাউনীয় গতি আর E = mc² ও তাঁরই।
আলোক তড়িৎ ক্রিয়া: ধাতব পদার্থের ওপর উপযুক্ত কম্পাঙ্কের আলো পড়লে ওই পদার্থ থেকে ইলেকট্রন নির্গত হয়।
সময়রেখাটা টেনে দেখো। প্রতিটা নামের সঙ্গে তাঁর একটা পরীক্ষা বা আবিষ্কার আঁকা।
সময়হাতল টানো
থেলিস থেকে আইনস্টাইন
২০১৬ সালের ১১ ফেব্রুয়ারি বিজ্ঞানীরা মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সরাসরি শনাক্ত করেন, আইনস্টাইনের ভবিষ্যদ্বাণীর এক শ বছর পর। এবার নয়জনকে সময়রেখায় পরপর ছুঁয়ে দেখো।
কে আগে?জন্মসাল দেখো
সময়রেখায় সাজাও
থেলিস। সূর্যগ্রহণের ভবিষ্যদ্বাণীর জন্য বিখ্যাত।
পিথাগোরাস। জ্যোতির্বিদ্যা, গণিত ও শব্দবিজ্ঞানে কাজ; সবকিছু গাণিতিক সূত্রে প্রকাশযোগ্য।
আর্কিমিডিস। লিভারের নীতি ও উৎপ্লাবিতার সূত্র।
গ্যালিলিও। ১৫৮৯ সালে পড়ন্ত বস্তুর তিনটি সূত্র, সুগতিবিদ্যার ভিত্তি।
নিউটন। ১৬৮৭ সালে “প্রিন্সিপিয়া”, তিনটি গতিসূত্র, মহাকর্ষ সূত্র।
ইয়ং। ১৮০১ সালে আলোর ব্যতিচার আবিষ্কার।
ফ্যারাডে। ১৮৩১ সালে তড়িৎচুম্বকীয় আবেশ।
প্ল্যাঙ্ক। ১৯০০ সালে কোয়ান্টাম তত্ত্ব।
আইনস্টাইন। বিশেষ আপেক্ষিকতা ১৯০৫, সার্বিক ১৯১৫, নোবেল ১৯২১।
৪. কে কী আবিষ্কার করেন
পরীক্ষায় সবচেয়ে বেশি আসে আবিষ্কারের সঙ্গে বিজ্ঞানীর নাম মেলানো। দশটা আবিষ্কার দশজনের বাক্সে বসাও।
মেলাওআবিষ্কারটি কোন যুগের?
আবিষ্কারের নাম মেলাও
একটা আবিষ্কার ধরো, তারপর বিজ্ঞানীর বাক্সে ছাড়ো।
ঠিক। পরেরটা।
এখানে না। ভাবো: আবিষ্কারটা কোন যুগের, আর সেই যুগে কে ছিলেন?
দশটাই ঠিক জায়গায়। আলোর তরঙ্গ তত্ত্ব হাইগেন্সের, আর ব্যতিচার আবিষ্কার করেন ইয়ং।
৫. মিলিয়ে দেখো
তিনটা প্রশ্ন, সময়রেখাটা মাথায় রেখে।
মিলিয়ে দেখোএকটা উত্তর বেছে নাও
প্রশ্ন ১
কোয়ান্টাম তত্ত্বের জনক কে?
টমাস ইয়ং আলোর ব্যতিচার আবিষ্কার করেন, কোয়ান্টাম তত্ত্ব নয়।
রাদারফোর্ড পরমাণুর নিউক্লিয়াস আবিষ্কার করেন।
ঠিক। ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ১৯০০ সালে কোয়ান্টাম তত্ত্ব আবিষ্কার করেন।
আইনস্টাইনের পরিচিতি আপেক্ষিকতা ও আলোক তড়িৎ ক্রিয়ায়; কোয়ান্টাম তত্ত্বের জনক নন।
দ্বিতীয়টায় নামের সঙ্গে সালও মেলাও।
মিলিয়ে দেখোএকটা উত্তর বেছে নাও
প্রশ্ন ২
প্ল্যাঙ্কের কোয়ান্টাম তত্ত্ব সম্পর্কে বাক্যগুলো লক্ষ করো: i. শক্তির বিকিরণ নিরবচ্ছিন্ন নয়, গুচ্ছে গুচ্ছে হয় ii. প্রতিটি কোয়ান্টার শক্তি বিকিরণের কম্পাঙ্কের সমানুপাতিক iii. শক্তি অবিরাম তরঙ্গ আকারে প্রবাহিত হয়
i. শক্তির বিকিরণ নিরবচ্ছিন্ন নয়, গুচ্ছে গুচ্ছে হয় ii. প্রতিটি কোয়ান্টার শক্তি বিকিরণের কম্পাঙ্কের সমানুপাতিক iii. শক্তি অবিরাম তরঙ্গ আকারে প্রবাহিত হয়
ঠিক। i ও ii দুটিই প্ল্যাঙ্কের তত্ত্ব; iii সত্য নয়।
iii প্ল্যাঙ্কের তত্ত্বের উল্টো, তাই i ও iii সত্য নয়।
iii ভুল, তাই ii ও iii একসঙ্গে সত্য নয়।
iii ভুল, তাই তিনটি একসঙ্গে সত্য নয়।
শেষটা।
মিলিয়ে দেখোএকটা উত্তর বেছে নাও
প্রশ্ন ৩
10 কিলোগ্রাম চাল:এখানে রাশি, সংখ্যা ও একক যথাক্রমে কী?
চাল বস্তু, রাশি নয়; ভরই এখানে পরিমাপ করা রাশি।
সংখ্যা ও এককের স্থান অদলবদল হয়েছে।
ঠিক। পরিমাপ = সংখ্যা × একক; এখানে রাশি ভর, সংখ্যা ১০, একক কিলোগ্রাম।
একক ও রাশি উল্টে গেছে; কিলোগ্রাম একক, রাশি নয়।
পুরো নোটটা আটটা কার্ডে।
নোট থেকে কাটাউল্টে দেখো
আটটা কার্ড
প্রশ্নপরিমাপের মূলনীতি কী?
উত্তররাশির মাপ = সংখ্যা × একক।
প্রশ্নগ্যালিলিও 1589 সালে কী আবিষ্কার করেন এবং কোন শাখার ভিত্তি স্থাপন করেন?
উত্তরপড়ন্ত বস্তুর তিনটি সূত্র; সুগতিবিদ্যার (Kinematics) ভিত্তি।
প্রশ্ননিউটনের প্রিন্সিপিয়া কত সালে প্রকাশিত হয়?
উত্তর1687 সালে।
প্রশ্নআলোর তরঙ্গ তত্ত্ব ও ব্যতিচার কে কবে আবিষ্কার করেন?
উত্তরতরঙ্গ তত্ত্ব হাইগেন্স (1678); ব্যতিচার টমাস ইয়ং (1801)।
প্রশ্নফ্যারাডে কত সালে কোন ঘটনা আবিষ্কার করেন?
উত্তর1831 সালে তড়িৎচুম্বকীয় আবেশ।
প্রশ্নপ্ল্যাঙ্ক কোয়ান্টাম তত্ত্ব কত সালে দেন?
উত্তর1900 সালে।
প্রশ্নআইনস্টাইন কোন আবিষ্কারের জন্য নোবেল পুরস্কার পান?
উত্তরআলোক তড়িৎ ক্রিয়ার জন্য (1921)।
প্রশ্নরাদারফোর্ড কত সালে কোন পরীক্ষায় পরমাণুর নিউক্লিয়াস আবিষ্কার করেন?
উত্তর1911 সালে আলফা বিক্ষেপণ পরীক্ষায়।
সূত্র: পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্র, একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণি (এনসিটিবি), অধ্যায় ১ “ভৌতজগৎ ও পরিমাপ”, অনুচ্ছেদ ১.১০-১.১১।