আলো কি? এই প্রশ্নটি সমস্ত যুগে মানবতাকে আগ্রহী করেছে, তবে শুধুমাত্র আমাদের যুগের 20 শতকে এই ঘটনার প্রকৃতি সম্পর্কে অনেক কিছু স্পষ্ট করা সম্ভব হয়েছিল। এই নিবন্ধটি আলোর কর্পাসকুলার তত্ত্ব, এর সুবিধা এবং অসুবিধাগুলির উপর আলোকপাত করবে।
প্রাচীন দার্শনিক থেকে খ্রিস্টান হাইজেনস এবং আইজ্যাক নিউটন পর্যন্ত
আমাদের সময় পর্যন্ত টিকে থাকা কিছু প্রমাণ বলে যে মানুষ প্রাচীন মিশর এবং প্রাচীন গ্রীসে আলোর প্রকৃতির প্রতি আগ্রহী হতে শুরু করেছিল। প্রথমে এটি বিশ্বাস করা হয়েছিল যে বস্তুগুলি নিজেদের ছবি নির্গত করে। পরেরটি, মানুষের চোখে প্রবেশ করে, বস্তুর দৃশ্যমানতার ছাপ তৈরি করে।
তারপর, গ্রিসে দার্শনিক চিন্তাধারার গঠনের সময়, অ্যারিস্টটলের একটি নতুন তত্ত্ব আবির্ভূত হয়েছিল, যিনি বিশ্বাস করতেন যে প্রতিটি ব্যক্তি চোখ থেকে কিছু রশ্মি নির্গত করে, যার কারণে তিনি বস্তুকে "অনুভূত" করতে পারেন।
মধ্যযুগ বিবেচনাধীন ইস্যুতে কোনো স্পষ্টতা আনেনি, নতুন সাফল্য এসেছে শুধুমাত্র রেনেসাঁ এবং বিজ্ঞানের বিপ্লবের মাধ্যমে। বিশেষ করে, 17 শতকের দ্বিতীয়ার্ধে, দুটি সম্পূর্ণ বিপরীত তত্ত্ব আবির্ভূত হয়েছিল, যা চেষ্টা করেছিলআলোর সাথে সম্পর্কিত ঘটনা ব্যাখ্যা কর। আমরা ক্রিশ্চিয়ান হাইজেনসের তরঙ্গ তত্ত্ব এবং আইজ্যাক নিউটনের কর্পাসকুলার তত্ত্বের কথা বলছি।
তরঙ্গ তত্ত্বের কিছু সাফল্য সত্ত্বেও, এটিতে এখনও বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ ত্রুটি ছিল:
- বিশ্বাস করা হয়েছিল যে আলো ইথারে ছড়িয়ে পড়ে, যা কেউ কখনও আবিষ্কার করেনি;
- তরঙ্গের আড়াআড়ি প্রকৃতির অর্থ হল ইথারকে একটি কঠিন মাধ্যম হতে হবে।
এই ত্রুটিগুলিকে বিবেচনায় নিয়ে, এবং সেই সময়ে নিউটনের বিশাল কর্তৃত্বের প্রেক্ষিতে, কণা-কণার তত্ত্বটি বিজ্ঞানীদের বৃত্তে সর্বসম্মতভাবে গৃহীত হয়েছিল।
আলোর কর্পাসকুলার তত্ত্বের সারাংশ
নিউটনের ধারণাটি যতটা সম্ভব সহজ: যদি আমাদের চারপাশের সমস্ত দেহ এবং প্রক্রিয়াগুলি ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সের সূত্র দ্বারা বর্ণিত হয়, যেখানে সসীম ভরের দেহগুলি অংশ নেয়, তবে আলোও ছোট কণা বা কণা। তারা একটি নির্দিষ্ট গতিতে মহাকাশে চলে, যদি তারা একটি বাধা পূরণ করে তবে তারা এটি থেকে প্রতিফলিত হয়। পরবর্তী, উদাহরণস্বরূপ, একটি বস্তুর উপর একটি ছায়ার অস্তিত্ব ব্যাখ্যা করে। আলো সম্পর্কে এই ধারণাগুলি 19 শতকের শুরু পর্যন্ত, অর্থাৎ প্রায় 150 বছর স্থায়ী ছিল।
এটি লক্ষ্য করা আকর্ষণীয় যে লোমোনোসভ 18 শতকের মাঝামাঝি সময়ে গ্যাসের আচরণ ব্যাখ্যা করার জন্য নিউটনিয়ান কর্পাসকুলার তত্ত্ব ব্যবহার করেছিলেন, যা তার রচনা "গাণিতিক রসায়নের উপাদান" এ বর্ণিত হয়েছে। লোমোনোসভ গ্যাসকে কর্পাসকল কণা দ্বারা গঠিত বলে মনে করেন।
নিউটনীয় তত্ত্ব কি ব্যাখ্যা করেছে?
আলো সম্পর্কে রূপরেখা ধারনা তৈরিএর প্রকৃতি বোঝার একটি বিশাল পদক্ষেপ। নিউটনের কণিকা তত্ত্ব নিম্নলিখিত ঘটনাগুলি ব্যাখ্যা করতে সক্ষম হয়েছিল:
- একজাতীয় মাধ্যমে আলোর রেকটাইলিনিয়ার প্রচার। প্রকৃতপক্ষে, যদি কোনো বাহ্যিক শক্তি আলোর একটি চলমান কণিকাতে কাজ না করে, তাহলে এর অবস্থা সফলভাবে ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সের প্রথম নিউটনীয় সূত্র দ্বারা বর্ণনা করা হয়েছে।
- প্রতিফলনের ঘটনা। দুটি মিডিয়ার মধ্যে ইন্টারফেসে আঘাত করলে, কর্পাসকেলটি একেবারে স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষের অভিজ্ঞতা লাভ করে, যার ফলস্বরূপ এর গতির মডুলাস সংরক্ষিত থাকে এবং এটি নিজেই আপতন কোণের সমান একটি কোণে প্রতিফলিত হয়।
- প্রতিসরণের ঘটনা। নিউটন বিশ্বাস করতেন যে কম ঘন থেকে একটি ঘন মাধ্যমের মধ্যে প্রবেশ করা (উদাহরণস্বরূপ, বায়ু থেকে জলে), ঘন মাধ্যমের অণুগুলির আকর্ষণের কারণে কার্পাসকেলটি ত্বরান্বিত হয়। এই ত্বরণ স্বাভাবিকের কাছাকাছি এর গতিপথের পরিবর্তনের দিকে নিয়ে যায়, অর্থাৎ একটি প্রতিসরণ প্রভাব পরিলক্ষিত হয়।
- ফুলের অস্তিত্ব। তত্ত্বের স্রষ্টা বিশ্বাস করতেন যে প্রতিটি পর্যবেক্ষিত রঙ তার নিজস্ব "রঙ" কর্পাস্কেলের সাথে মিলে যায়।
উক্ত তত্ত্বের সমস্যা এবং হাইজেনসের ধারণায় ফিরে আসুন
যখন নতুন আলো-সম্পর্কিত প্রভাব আবিষ্কৃত হয় তখন তারা আবির্ভূত হতে শুরু করে। প্রধানগুলি হল বিবর্তন (একটি রশ্মি যখন একটি স্লিটের মধ্য দিয়ে যায় তখন আলোর রেকটিলাইনার প্রচার থেকে বিচ্যুতি) এবং হস্তক্ষেপ (নিউটনের বলয়ের ঘটনা)। আলোর এই বৈশিষ্ট্যগুলি আবিষ্কারের সাথে সাথে, 19 শতকে পদার্থবিদরা হাইজেনসের কাজ স্মরণ করতে শুরু করেছিলেন।
একই 19 শতকে, ফ্যারাডে এবং লেনজ বিকল্প বৈদ্যুতিক (চৌম্বকীয়) ক্ষেত্রের বৈশিষ্ট্যগুলি অনুসন্ধান করেছিলেন এবংম্যাক্সওয়েল সংশ্লিষ্ট গণনা চালিয়েছিলেন। ফলস্বরূপ, এটি প্রমাণিত হয়েছিল যে আলো একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ট্রান্সভার্স তরঙ্গ, যার অস্তিত্বের জন্য ইথারের প্রয়োজন হয় না, কারণ এটি যে ক্ষেত্রগুলি তৈরি করে তা বংশবিস্তার প্রক্রিয়ায় একে অপরকে উৎপন্ন করে৷
আলো সম্পর্কিত নতুন আবিষ্কার এবং ম্যাক্স প্লাঙ্কের ধারণা
এটা মনে হবে যে নিউটনের কর্পাসকুলার তত্ত্ব ইতিমধ্যেই সম্পূর্ণভাবে সমাহিত হয়ে গেছে, কিন্তু বিংশ শতাব্দীর শুরুতে নতুন ফলাফল দেখা যাচ্ছে: দেখা যাচ্ছে যে আলো পদার্থ থেকে ইলেক্ট্রনকে "টেনে" বের করতে পারে এবং শরীরের উপর চাপ প্রয়োগ করতে পারে তাদের উপর পড়ে। এই ঘটনাগুলি, যার সাথে একটি কৃষ্ণদেহের একটি বোধগম্য বর্ণালী যোগ করা হয়েছিল, তরঙ্গ তত্ত্বটি ব্যাখ্যা করার ক্ষমতাহীন বলে প্রমাণিত হয়েছিল৷
সমাধানটি ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক খুঁজে পেয়েছেন। তিনি পরামর্শ দিয়েছিলেন যে আলো পদার্থের পরমাণুর সাথে ছোট অংশের আকারে যোগাযোগ করে, যাকে তিনি ফোটন বলে। একটি ফোটনের শক্তি সূত্র দ্বারা নির্ধারণ করা যেতে পারে:
E=hv.
যেখানে v - ফোটন ফ্রিকোয়েন্সি, h - প্লাঙ্কের ধ্রুবক। ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক, আলোর এই ধারণার জন্য ধন্যবাদ, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের বিকাশের ভিত্তি স্থাপন করেছিলেন।
প্ল্যাঙ্কের ধারণা ব্যবহার করে, আলবার্ট আইনস্টাইন 1905 সালে ফটোইলেকট্রিক প্রভাবের ঘটনাটি ব্যাখ্যা করেন, নিলস বোর - 1912 সালে পারমাণবিক নির্গমন এবং শোষণ বর্ণালীর জন্য একটি যুক্তি দেন এবং কম্পটন - 1922 সালে সেই প্রভাবটি আবিষ্কার করেন যা এখন তার নাম বহন করে। উপরন্তু, আইনস্টাইন দ্বারা বিকশিত আপেক্ষিকতা তত্ত্ব আলোর রশ্মির রৈখিক প্রচার থেকে বিচ্যুতিতে মাধ্যাকর্ষণ ভূমিকা ব্যাখ্যা করে।
এইভাবে, 20 শতকের প্রথম দিকের এই বিজ্ঞানীদের কাজ নিউটনের ধারণাগুলিকে পুনরুজ্জীবিত করেছিল17 শতকের আলো।
আলোর কর্ণপাসকুলার-ওয়েভ তত্ত্ব
আলো কি? এটি একটি কণা বা একটি তরঙ্গ? এর প্রচারের সময়, একটি মাধ্যম বা বায়ুবিহীন স্থানে, আলো একটি তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। যখন পদার্থের সাথে এর মিথস্ক্রিয়া বিবেচনা করা হয়, তখন এটি একটি বস্তুগত কণার মতো আচরণ করে। অতএব, বর্তমানে, আলোর বিষয়ে, এটির বৈশিষ্ট্যগুলির দ্বৈতবাদ সম্পর্কে কথা বলার প্রথাগত বিষয়, যা কর্পাসকুলার-ওয়েভ তত্ত্বের কাঠামোর মধ্যে বর্ণিত হয়েছে৷
একটি আলোর কণা - একটি ফোটনের বিশ্রামে চার্জ বা ভর নেই। এর প্রধান বৈশিষ্ট্য হল শক্তি (বা ফ্রিকোয়েন্সি, যা একই জিনিস, যদি আপনি উপরের অভিব্যক্তিতে মনোযোগ দেন)। একটি ফোটন একটি কোয়ান্টাম যান্ত্রিক বস্তু, যেকোনো প্রাথমিক কণার মতো (ইলেক্ট্রন, প্রোটন, নিউট্রন), তাই এটির একটি ভরবেগ আছে, যেন এটি একটি কণা, কিন্তু এটি স্থানীয়করণ করা যায় না (সঠিক স্থানাঙ্কগুলি নির্ধারণ করুন), যেন এটি একটি তরঙ্গ।
