আজ আমরা হালকা চাপের মতো একটি ঘটনাকে কথোপকথন উত্সর্গ করব। আবিষ্কারের প্রাঙ্গণ এবং বিজ্ঞানের ফলাফল বিবেচনা করুন।
হালকা এবং রঙ
মানুষের ক্ষমতার রহস্য প্রাচীনকাল থেকেই মানুষকে চিন্তিত করে। চোখ কিভাবে দেখে? কেন রং বিদ্যমান? আমরা যেভাবে পৃথিবীকে উপলব্ধি করি তার কারণ কী? একজন মানুষ কতদূর দেখতে পারে? 17 শতকে নিউটন দ্বারা একটি বর্ণালীতে সৌর রশ্মির পচন নিয়ে পরীক্ষা করা হয়েছিল। তিনি সেই সময়ে আলো সম্পর্কে পরিচিত ছিল এমন অনেকগুলি ভিন্ন তথ্যের জন্য একটি কঠোর গাণিতিক ভিত্তি স্থাপন করেছিলেন। এবং নিউটনিয়ান তত্ত্ব অনেক ভবিষ্যদ্বাণী করেছিল: উদাহরণস্বরূপ, এমন আবিষ্কারগুলি যা কেবলমাত্র কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যা ব্যাখ্যা করেছিল (একটি মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রে আলোর বিচ্যুতি)। কিন্তু তখনকার পদার্থবিজ্ঞান আলোর সঠিক প্রকৃতি জানত না এবং বুঝতে পারেনি।
তরঙ্গ বা কণা
যেহেতু বিশ্বজুড়ে বিজ্ঞানীরা আলোর সারাংশের মধ্যে প্রবেশ করতে শুরু করেছেন, সেখানে একটি বিতর্ক রয়েছে: বিকিরণ, একটি তরঙ্গ বা একটি কণা (কর্পাসকল) কী? কিছু তথ্য (প্রতিসরণ, প্রতিফলন এবং মেরুকরণ) প্রথম তত্ত্বটি নিশ্চিত করেছে। অন্যান্য (প্রতিবন্ধকতা, হালকা চাপের অনুপস্থিতিতে রেক্টিলিনিয়ার প্রচার) - দ্বিতীয়। যাইহোক, শুধুমাত্র কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞান দুটি সংস্করণকে একত্রিত করে এই বিরোধকে শান্ত করতে সক্ষম হয়েছিল।সাধারণ. কর্পাসকুলার-ওয়েভ তত্ত্ব বলে যে ফোটন সহ যেকোন মাইক্রো পার্টিকেলে একটি তরঙ্গ এবং একটি কণা উভয়েরই বৈশিষ্ট্য রয়েছে। অর্থাৎ, আলোর একটি পরিমানে ফ্রিকোয়েন্সি, প্রশস্ততা এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পাশাপাশি ভরবেগ এবং ভরের মতো বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এখনই একটি রিজার্ভেশন করা যাক: ফোটনের কোন বিশ্রাম ভর নেই। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের একটি কোয়ান্টাম হওয়ায়, তারা কেবল আন্দোলনের প্রক্রিয়ায় শক্তি এবং ভর বহন করে। এটি "আলো" ধারণার সারমর্ম। পদার্থবিদ্যা এখন যথেষ্ট বিস্তারিত ব্যাখ্যা করেছে।
তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং শক্তি
একটু উপরে "তরঙ্গ শক্তি" ধারণাটি উল্লেখ করা হয়েছিল। আইনস্টাইন দৃঢ়ভাবে প্রমাণ করেছিলেন যে শক্তি এবং ভর অভিন্ন ধারণা। যদি একটি ফোটন শক্তি বহন করে তবে তার ভর থাকতে হবে। যাইহোক, আলোর একটি পরিমাণ হল একটি "ধূর্ত" কণা: যখন একটি ফোটন একটি বাধার সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়, তখন এটি পদার্থের শক্তি সম্পূর্ণরূপে ছেড়ে দেয়, এটি হয়ে যায় এবং তার স্বতন্ত্র সারাংশ হারায়। একই সময়ে, কিছু নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে (উদাহরণস্বরূপ, শক্তিশালী গরম) ধাতু এবং গ্যাসের পূর্বের অন্ধকার এবং শান্ত অভ্যন্তর আলো নির্গত করতে পারে। একটি ফোটনের ভরবেগ, ভরের উপস্থিতির একটি সরাসরি ফলাফল, আলোর চাপ ব্যবহার করে নির্ধারণ করা যেতে পারে। রাশিয়ার একজন গবেষক লেবেদেভের পরীক্ষা-নিরীক্ষা নিশ্চিতভাবে এই আশ্চর্যজনক সত্যকে প্রমাণ করেছে।
লেবেদেভের পরীক্ষা
রাশিয়ান বিজ্ঞানী পেটার নিকোলাভিচ লেবেদেভ 1899 সালে নিম্নলিখিত পরীক্ষাটি করেছিলেন। একটি পাতলা রুপোর সুতোয় তিনি একটি ক্রসবার ঝুলিয়েছিলেন। ক্রসবারের প্রান্তে, বিজ্ঞানী একই পদার্থের দুটি প্লেট সংযুক্ত করেছিলেন। এগুলি ছিল রৌপ্য ফয়েল, এবং সোনা এবং এমনকি মিকা। এইভাবে, এক ধরনের আঁশ তৈরি করা হয়েছিল।শুধুমাত্র তারা উপরে থেকে চাপা লোডের ওজন নয়, বরং প্রতিটি প্লেটের পাশ থেকে চাপ দেওয়া লোডের ওজন পরিমাপ করেছে। লেবেদেভ এই পুরো কাঠামোটিকে একটি কাঁচের আবরণের নীচে রেখেছিলেন যাতে বাতাসের ঘনত্বের বাতাস এবং এলোমেলো ওঠানামা এটিকে প্রভাবিত করতে না পারে। আরও, আমি লিখতে চাই যে তিনি ঢাকনার নীচে একটি ভ্যাকুয়াম তৈরি করেছিলেন। কিন্তু সেই সময়ে, এমনকি একটি গড় ভ্যাকুয়াম অর্জন করা অসম্ভব ছিল। তাই আমরা বলি যে তিনি কাঁচের আবরণের নীচে একটি খুব বিরল পরিবেশ তৈরি করেছিলেন। এবং পর্যায়ক্রমে একটি প্লেট আলোকিত করে, অন্যটিকে ছায়ায় রেখে। পৃষ্ঠগুলিতে নির্দেশিত আলোর পরিমাণ পূর্বনির্ধারিত ছিল। বিচ্যুতি কোণ থেকে, লেবেদেভ নির্ধারণ করেছিলেন কোন গতিবেগ প্লেটে আলো প্রেরণ করেছে।
স্বাভাবিক রশ্মির ঘটনাতে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের চাপ নির্ধারণের সূত্র
আসুন প্রথমে ব্যাখ্যা করা যাক একটি "স্বাভাবিক পতন" কি? আলোকে সাধারণত পৃষ্ঠের উপর ঘটনা বলা হয় যদি এটি পৃষ্ঠের উপর কঠোরভাবে লম্বভাবে নির্দেশিত হয়। এটি সমস্যাটির উপর বিধিনিষেধ আরোপ করে: পৃষ্ঠটি অবশ্যই পুরোপুরি মসৃণ হতে হবে এবং বিকিরণ রশ্মি অবশ্যই খুব সঠিকভাবে নির্দেশিত হতে হবে। এই ক্ষেত্রে, আলোর চাপটি সূত্র দ্বারা গণনা করা হয়:
p=(1-k+ρ)I/c, যেখানে
k হল ট্রান্সমিট্যান্স, ρ হল প্রতিফলন সহগ, I হল ঘটনা আলোর রশ্মির তীব্রতা, c হল ভ্যাকুয়ামে আলোর গতি৷
কিন্তু, সম্ভবত, পাঠক ইতিমধ্যে অনুমান করেছেন যে কারণগুলির এমন একটি আদর্শ সমন্বয় বিদ্যমান নেই। এমনকি যদি আদর্শ পৃষ্ঠটি বিবেচনায় না নেওয়া হয়, তবে আলোর ঘটনাগুলি কঠোরভাবে লম্বভাবে সংগঠিত করা বরং কঠিন।
এর জন্য সূত্রইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের চাপ নির্ধারণ করা যখন এটি একটি কোণে পড়ে
একটি কোণে আয়নার পৃষ্ঠে আলোর চাপ একটি ভিন্ন সূত্র ব্যবহার করে গণনা করা হয় যাতে ইতিমধ্যে ভেক্টরের উপাদান রয়েছে:
p=ω ((1-k)i+ρi’) কারণ ϴ
p, i, i' মানগুলি ভেক্টর। এই ক্ষেত্রে, k এবং ρ, আগের সূত্রের মতো, যথাক্রমে ট্রান্সমিশন এবং প্রতিফলন সহগ। নতুন মানগুলির অর্থ নিম্নলিখিত:
- ω – বিকিরণ শক্তির আয়তনের ঘনত্ব;
- i এবং i’ হল একক ভেক্টর যা ঘটনার দিক এবং আলোর প্রতিফলিত রশ্মি দেখায় (তারা সেই দিকগুলি সেট করে যেখানে ক্রিয়াশীল শক্তি যোগ করা উচিত);
- ϴ - স্বাভাবিকের কোণ যেখানে আলোক রশ্মি পড়ে (এবং, তদনুসারে, প্রতিফলিত হয়, যেহেতু পৃষ্ঠটি প্রতিফলিত হয়)।
পাঠককে মনে করিয়ে দিন যে স্বাভাবিকটি পৃষ্ঠের উপর লম্ব, তাই সমস্যাটিকে যদি পৃষ্ঠের আলোর আপতনের কোণ দেওয়া হয়, তাহলে ϴ হল প্রদত্ত মান থেকে 90 ডিগ্রি বিয়োগ।
ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রেডিয়েশন চাপের প্রপঞ্চের প্রয়োগ
পদার্থবিদ্যা অধ্যয়নরত একজন শিক্ষার্থী অনেক সূত্র, ধারণা এবং ঘটনা বিরক্তিকর বলে মনে করেন। কারণ, একটি নিয়ম হিসাবে, শিক্ষক তাত্ত্বিক দিকগুলি বলেন, তবে খুব কমই কিছু ঘটনার সুবিধার উদাহরণ দিতে পারেন। আসুন এর জন্য স্কুলের পরামর্শদাতাদের দোষ দিই না: তারা প্রোগ্রাম দ্বারা খুব সীমিত, পাঠের সময় আপনাকে বিস্তৃত উপাদান বলতে হবে এবং এখনও শিক্ষার্থীদের জ্ঞান পরীক্ষা করার জন্য সময় আছে।
তবুও, আমাদের অধ্যয়নের উদ্দেশ্য অনেকআকর্ষণীয় অ্যাপ্লিকেশন:
- এখন তার শিক্ষা প্রতিষ্ঠানের ল্যাবরেটরিতে প্রায় প্রতিটি শিক্ষার্থীই লেবেদেভের পরীক্ষার পুনরাবৃত্তি করতে পারে। কিন্তু তারপর তাত্ত্বিক গণনার সাথে পরীক্ষামূলক ডেটার কাকতালীয় ঘটনাটি ছিল একটি বাস্তব অগ্রগতি। পরীক্ষাটি, 20% ত্রুটির সাথে প্রথমবারের মতো তৈরি করা হয়েছে, বিশ্বজুড়ে বিজ্ঞানীদের পদার্থবিদ্যার একটি নতুন শাখা বিকাশের অনুমতি দিয়েছে - কোয়ান্টাম অপটিক্স৷
- লেজার পালস দিয়ে পাতলা ফিল্মকে ত্বরান্বিত করে উচ্চ-শক্তি প্রোটনের উৎপাদন (উদাহরণস্বরূপ, বিভিন্ন পদার্থের বিকিরণের জন্য)।
- উপগ্রহ এবং মহাকাশ স্টেশন সহ পৃথিবীর কাছাকাছি বস্তুর পৃষ্ঠে সূর্যের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের চাপ বিবেচনা করে, আপনাকে তাদের কক্ষপথকে আরও নির্ভুলতার সাথে সংশোধন করতে দেয় এবং এই ডিভাইসগুলিকে পৃথিবীতে পড়তে বাধা দেয়।
উপরের অ্যাপ্লিকেশনগুলি এখন বাস্তব জগতে বিদ্যমান। তবে এমন সম্ভাব্য সুযোগগুলিও রয়েছে যা এখনও বাস্তবায়িত হয়নি, কারণ মানবজাতির প্রযুক্তি এখনও প্রয়োজনীয় স্তরে পৌঁছেনি। তাদের মধ্যে:
- সৌর পাল। এর সাহায্যে, পৃথিবীর কাছাকাছি এবং এমনকি সৌর স্থানের কাছেও বেশ বড় লোড সরানো সম্ভব হবে। আলো একটি ছোট আবেগ দেয়, কিন্তু পাল পৃষ্ঠের সঠিক অবস্থানের সাথে, ত্বরণ ধ্রুবক হবে। ঘর্ষণ অনুপস্থিতিতে, গতি অর্জন এবং সৌরজগতের পছন্দসই বিন্দুতে পণ্য সরবরাহ করার জন্য এটি যথেষ্ট।
- ফটোনিক ইঞ্জিন। এই প্রযুক্তি, সম্ভবত, একজন ব্যক্তিকে তার নিজের তারার আকর্ষণ কাটিয়ে উঠতে এবং অন্য জগতে উড়ে যেতে দেবে। একটি সৌর পাল থেকে পার্থক্য হল যে একটি কৃত্রিমভাবে তৈরি ডিভাইস, উদাহরণস্বরূপ, একটি থার্মোনিউক্লিয়ার, সৌর ডাল তৈরি করবে।ইঞ্জিন।
