Physics
অধ্যায় 4HSC ২য় পত্র • অধ্যায় ৭ ও ৮
ভৌত আলোকবিজ্ঞান ও আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান (EM Spectrum & Photon)
পর্ব 2 / 2 • Visible Light (380nm - 780nm) & Photon Energy E = hf
পর্ব ২: দৃশ্যমান আলো ও প্ল্যাঙ্কের কোয়ান্টাম শক্তি
আনুমানিক সময়: 25 মিনিট
মূল ধারণা (Core Concept)
ম্যাক্স প্ল্যাঙ্কের কোয়ান্টাম তত্ত্ব অনুসারে, আলো নিরবচ্ছিন্নভাবে নির্গত না হয়ে ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র শক্তির প্যাকেট বা "ফোটন" (Photon) আকারে নির্গত হয়। প্রতিটি ফোটনের শক্তি তার কম্পাঙ্কের সমানুপাতিক (E = hf = hc/λ)।
মনে রাখার মূল পয়েন্ট:
- দৃশ্যমান আলোর পরিসর ৩৮০ nm (বেগুনি) থেকে ৭৮০ nm (লাল)।
- বেগুনি আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য সবচেয়ে কম (৩৮০ nm) হওয়ায় এর ফোটন শক্তি সবচেয়ে বেশি (প্রায় 3.10 eV)।
- লাল আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য সবচেয়ে বেশি (৭০০-৭৮০ nm) হওয়ায় এটি কুয়াশার মধ্যে কম বিচ্ছুরিত হয়—তাই বিপদ সংকেতে লাল আলো ব্যবহৃত হয়!
ধাপে ধাপে হাতে-কলমে পরীক্ষা (Guided Steps)
ক্লিক করলেই ডানপাশের ল্যাব বদলাবে!ধাপ 1: বেগুনি আলো (λ = 400 nm): উচ্চ ফোটন শক্তি
তরঙ্গদৈর্ঘ্য ৪০০ nm-এ নিলে কম্পাঙ্ক হয় 749.5 THz এবং ফোটন শক্তি দাঁড়ায় 3.10 eV। তরঙ্গগুলো কত ঘন ও দ্রুত স্পন্দিত হচ্ছে লক্ষ্য করো!
ধাপ 2: সবুজ-হলুদ আলো (λ = 550 nm): মানুষের চোখের সর্বোচ্চ সংবেদনশীলতা
মানুষের চোখ ৫৫০ nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সবুজ-হলুদ আলোর প্রতি সবচেয়ে বেশি সংবেদনশীল। এর ফোটন শক্তি প্রায় 2.25 eV।
ধাপ 3: লাল আলো (λ = 700 nm): দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্য ও কম বিক্ষেপণ
৭০০ nm লাল আলোর শক্তি মাত্র 1.77 eV, কিন্তু তরঙ্গদৈর্ঘ্য বড় হওয়ায় এটি বাতাসে ধূলিকণায় কম ছড়িয়ে পড়ে এবং দূর থেকে স্পষ্ট দেখা যায়।
প্রয়োজনীয় গাণিতিক সূত্র (Formulas)
প্ল্যাঙ্কের ফোটন শক্তি সূত্র
E = h f = (h c) / λ
এখানে h = 6.626 × 10⁻³⁴ J·s হলো প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক। ইলেকট্রন-ভোল্টে E (eV) ≈ 1240 / λ (nm)।
দৃশ্যমান আলোর বর্ণালী ও ফোটন শক্তি ল্যাব
Visible Spectrum (380 nm – 780 nm) • E = hf = hc/λ
380 nm (সর্বোচ্চ শক্তি • বেগুনি)তরঙ্গদৈর্ঘ্য স্লাইডার সরিয়ে রঙ ও শক্তি পরীক্ষা করো780 nm (সর্বনিম্ন শক্তি • লাল)
আলোক তরঙ্গের স্পন্দন (তরঙ্গদৈর্ঘ্য λ = 550 nm)
তরঙ্গদৈর্ঘ্য (Wavelength, λ)
550 nm
কম্পাঙ্ক (Frequency, f = c/λ)
545.1 THz
ফোটন শক্তি (Photon Energy, E = hf)
2.25 eV