নবম শ্রেণির পড়াশোনা :পদার্থবিজ্ঞান

পদার্থবিজ্ঞান জ্যোতি ভুষন বিশ্বাস প্রভাষক, রাজউক উত্তরা মডেল কলেজ, ঢাকা অধ্যায় : ১ (ভৌত রাশি ও পরিমাপ) ১। পদার্থ বিজ্ঞান বিষয়ে পরিমাপ একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ। পরিমাপের ক্ষেত্রে আমরা বিভিন্ন সময় বিভিন্ন যন্ত্রপাতি ব্যবহার করে থাকি। বড় বড় গাণিতিক রাশিকে ব্যবহার উপযোগী করে তোলার জন্য এটিকে বৈজ্ঞানিক প্রতীকের সাহায্যে প্রকাশ করা হয়। ক) পরিমাপ কি? ১ খ) বলের একক নিউটন একটি লব্ধ রাশি— ব্যাখ্যা কর। ২ গ) চার্জের একক কুলম্ব এবং ইলেক্ট্রনের চার্জ 0.00000000000000000016 কুলম্ব এটিকে বৈজ্ঞানিক প্রতীকে কিভাবে প্রকাশ করা যায়— ব্যাখ্যা কর। ৩ ঘ) রাশির পরিমাপে সংখ্যার বৈজ্ঞানিক প্রতীক এর সাহায্যে বিভিন্ন ছোট এবং বড় একক ব্যবহার করে প্রকাশ করা যায়— বিশ্লেষণ কর। উত্তর: (ক) পরিমাপ: কোনকিছুর পরিমাণ নির্ণয় করাকে পরিমাপ বলা হয়। খ) যে সকল রাশি অন্য কোন রাশির উপর নির্ভর করে তাকে লব্ধ রাশি বলে। লব্ধ রাশি মূলত দুই বা ততোধিক মৌলিক রাশির সমষ্টি। আবার লব্ধ রাশি বল এবং এর একক নিউটন অর্থাত্ 1 নিউটন = 1 কিলোগ্রাম ন্ 1 মিটার/সেকেন্ড২। সুতরাং বলা যায় নিউটন দুই বা ততোধিক মৌলিক রাশি থেকে এসেছে। অতএব বলের একক নিউটন একটি লব্ধ রাশি। গ) চার্জের একক কুলম্ব এবং ইলেক্ট্রনের চার্জের মান 0.00000000000000000016 কুলম্ব এটিকে সংক্ষেপে বৈজ্ঞানিক প্রতীকের মাধ্যমে লেখার নিয়ম হলো দশমিকের পরে ডানদিকে যতগুলো শূন্য আছে তা হিসাব করে নেওয়া। বাম পাশে অবস্থিত দশমিককে যদি ডান দিকে ১৮টি শূন্যের পরে বসানো হয় তাহলে 10 এর সূচক লিখতে হয় 0.1610-18 কুলম্ব এবং 19টি শূন্যের পরে বসানো হয় তাহলে 10 এর সূচক লিখতে হয় 1.610-19 কুলম্ব। ঘ) আমরা যদি কোন রাশিকে পরিমাপ করতে চাই তাহলে কতগুলো ছোট বা বড় একক ব্যবহার করা হয়। বৈজ্ঞানিক পরিমাপের ক্ষেত্রে অতি ক্ষুদ্র দূরত্ব যেমন ইলেকট্রনের চার্জ এবং তরঙ্গ দৈর্ঘ্য এবং বড় দূরত্ব যেমন পৃথিবী থেকে নক্ষত্রের দূরত্ব, কাজের একক জুল প্রভৃতি রাশি মাপতে বিভিন্ন একক ব্যবহার করে থাকি। হিসাব এবং সময়ের স্বল্পতার কারণে বড় বড় রাশিকে প্রকাশ করতে বিভিন্ন সমস্যার সম্মুখীন হতে হয় তাই আমরা বৈজ্ঞানিক প্রতীকের সহায়তা নেই। যেমন কতকগুলো ক্ষুদ্র একক মাইক্রো, মিলি এবং ন্যানোকে প্রকাশ করতে নিম্নের রাশি ব্যবহার করে থাকি— 1 m v = 10-6v 1 m A = 10-3A 1 n m = 10-9m আবার কতকগুলো বড় একক যেমন গিগা, মেগা এবং টেরাকে প্রকাশ করার জন্য নিম্নের প্রতীক ব্যবহার করে থাকি— 1 GJ = 109J 1 Mm = 106m 1 Tg = 1012gm ২। কোন রাশিকে প্রকাশ করতে মাত্রা ব্যবহার করা হয়। মাত্রা জানলে রাশির একক সঠিকভাবে নির্ণয় করা যায়। মাত্রার সমীকরণের সাহায্যে বিভিন্ন সমীকরণ প্রমাণ করা যায়। বিভিন্ন রাশির মাত্রা বিভিন্ন। এটি জানলে বিভিন্ন রাশির একক নির্ভুল ও সঠিক ভাবে যাচাই করা যায়। ক) মাত্রা কাকে বলে? ১ খ) বলের মাত্রা [MLT-2] - ব্যাখ্যা কর। ২ গ) মাত্রা সমীকরণের প্রয়োজনীয়তা ব্যাখ্যা কর। ৩ ঘ) গতির সমীকরণ s = ut + at2 এটিকে মাত্রা সমীকরণ ব্যবহার করে প্রমাণ কর। ৪ উত্তর: ক) মাত্রা: কোন ভৌত রাশিতে উপস্থিত মৌলিক রাশির সূচককে তার মাত্রা বলে। খ) বল একটি লব্ধ রাশি। বলের সমীকরণটি হলো, বল = ভর  ত্বরণ বা, [F] = = = [M  ] বা, [F] = [MLT-2] সুতরাং বল রাশিটি ভর, সরণ এবং সময় এ তিনটি মৌলিক রাশির উপর নির্ভর করে বলে এটি লব্ধ রাশি এবং এর একক নিউটন = kg.m/sec2 গ) যে সমীকরণের সাহায্যে কোন রাশির মাত্রা প্রকাশ করা হয় তাকে মাত্রা সমীকরণ বলে। মাত্রা সমীকরণের বহুবিধ প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। মাত্রা সমীকরণের মাধ্যমে কোন রাশির একক জানা যায়। কোন গাণিতিক সমীকরণের নির্ভুলতা ও সঠিকতা যাচাই করা যায়। এটি জানলে রাশিটি মৌলিক না লব্ধ সেটি সম্পর্কে পরিপূর্ণ ধারণা পাওয়া যায়। মাত্রা সমীকরণকে কাজে লাগিয়ে কোন গাণিতিক সমস্যার সমাধান করা যায়। ঘ) প্রদত্ত সমীকরণ, s = ut + at2 । আমরা জানি, কেবলমাত্র একই জাতীয় রাশির যোগ, বিয়োগ বা সমতা সম্ভব। সুতরাং একটি সমীকরণের প্রতিটি পদ অবশ্যই একই জাতীয় রাশিকে নির্দেশ করতে হবে অর্থাত্ প্রতিটি পদের মাত্রা একই হতে হবে। এখন প্রদত্ত সমীকরণে তিনটি পদ আছে। এগুলো হল, s ut at2 u হলো আদি বেগ, এর মাত্রা = L/T = LT-1 v হলো শেষ বেগ, এর মাত্রা = L/T = LT-1 a হলো ত্বরণ, এর মাত্রা = = LT-2 s হলো সরণ, এর মাত্রা = L তাহলে ut এর মাত্রা = LT-1  T = L এবং at2 এর মাত্রা = LT-2  T2 = L দেখা যাচ্ছে যে, প্রদত্ত সমীকরণের বাম দিকের পদের মাত্রা L ও ডান দিকের 3টি পদের মাত্রা L। সুতরাং সমীকরণটি সিদ্ধ।