সম্ভবত জেমস জোয়েলের নাম জানেন না এমন কোনো ব্যক্তি নেই। এই পদার্থবিজ্ঞানীর আবিষ্কারগুলি সারা বিশ্বে ব্যবহৃত হয়। বিজ্ঞানী কি পথ নিয়েছেন? তিনি কি আবিষ্কার করেছেন?
একজন অসামান্য পদার্থবিজ্ঞানীর জীবন
জেমস জুল 24 ডিসেম্বর, 1818 সালে জন্মগ্রহণ করেছিলেন। ভবিষ্যতের পদার্থবিজ্ঞানীর জীবনী শুরু হয় ইংরেজ শহরে সালফোর্ডের একজন সফল মদ্যপানের মালিকের পরিবারে। ছেলেটির শিক্ষা বাড়িতেই হয়েছিল, কিছু সময়ের জন্য তাকে জন ডাল্টন দ্বারা পদার্থবিদ্যা এবং রসায়ন শেখানো হয়েছিল। তাকে ধন্যবাদ, ইংরেজ পদার্থবিদ বিজ্ঞানের প্রেমে পড়েছিলেন।
জুলের স্বাস্থ্য ভালো ছিল না, তিনি বাড়িতে অনেক সময় কাটিয়েছেন, শারীরিক পরীক্ষা-নিরীক্ষা চালাতেন। ইতিমধ্যে 15 বছর বয়সে, তার বাবার অসুস্থতার কারণে, তাকে তার ভাইয়ের সাথে মদ তৈরির ব্যবস্থা করতে হয়েছিল। তার বাবার কারখানায় কাজ করা তাকে বিশ্ববিদ্যালয়ে যাওয়ার সুযোগ দেয়নি, তাই জেমস জুল তার বাড়ির গবেষণাগারে নিজেকে সম্পূর্ণভাবে নিবেদিত করেছিলেন।
1838 থেকে 1847 সাল পর্যন্ত, পদার্থবিদ সক্রিয়ভাবে বিদ্যুৎ নিয়ে গবেষণা করেন এবং তার প্রথম বৈজ্ঞানিক অগ্রগতি করেন। অ্যানালস অফ ইলেক্ট্রিসিটিতে, তিনি বিদ্যুতের উপর একটি নিবন্ধ প্রকাশ করেন এবং 1841 সালে একটি নতুন ভৌত আইন আবিষ্কার করেন, যা এখন তার নাম বহন করে।
1847 সালে, জুল অ্যামেলিয়া গ্রিমসের সাথে তার প্রথম এবং একমাত্র বিবাহ বন্ধনে আবদ্ধ হন। শীঘ্রই তারা আছেঅ্যালিস অ্যামেলিয়া এবং বেঞ্জামিন আর্থার জন্মগ্রহণ করেন। 1854 সালে, তার স্ত্রী এবং পুত্র মারা যান। জুল নিজেই 1889 সালে ইংল্যান্ডে সেল অফ শহরে মারা যান।
তার সারা জীবন ধরে, তিনি পদার্থবিজ্ঞানে প্রায় 97টি গবেষণাপত্র প্রকাশ করেছেন, যার মধ্যে কিছু অন্যান্য বিজ্ঞানীদের সাথে যৌথভাবে লেখা: লিয়ন, থমসন প্রভৃতি। অসামান্য বৈজ্ঞানিক কৃতিত্ব এবং পদার্থবিজ্ঞানের আইন আবিষ্কার করার জন্য, তিনি বেশ কয়েকটি পদক পেয়েছিলেন এবং পুরস্কার পেয়েছিলেন। প্রায় 200 পাউন্ড পরিমাণে UK সরকার থেকে আজীবন পেনশন।
প্রথম কাজ এবং পরীক্ষা
তার বাবার ব্রুয়ারিতে বাষ্প ইঞ্জিনগুলি পর্যবেক্ষণ করার সময়, জেমস জুল দক্ষতার জন্য বৈদ্যুতিক ইঞ্জিনগুলি দিয়ে প্রতিস্থাপন করার সিদ্ধান্ত নিয়েছিলেন। 1838 সালে, তিনি একটি বৈজ্ঞানিক জার্নালে একটি নিবন্ধ প্রকাশ করেন যেখানে তিনি তার উদ্ভাবিত একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইঞ্জিনের ডিভাইস বর্ণনা করেন। 1840 সালে, ব্রুয়ারিতে নতুন বৈদ্যুতিক মোটর উপস্থিত হয়েছিল, এবং পদার্থবিদ বৈদ্যুতিক প্রবাহ এবং তাপ মুক্তির অধ্যয়ন চালিয়ে যান। পরে দেখা গেল স্টিম ইঞ্জিন অনেক বেশি দক্ষ।
পরীক্ষা চলাকালীন, জুল থার্মোমিটার তৈরি করে যা 1/200 ডিগ্রি নির্ভুলতার সাথে তাপমাত্রা পরিমাপ করতে পারে। এটি তাকে স্রোতের তাপীয় প্রভাবের অধ্যয়নের আরও গভীরে যেতে দেয়। 1840 সালে, আরও পর্যবেক্ষণের জন্য ধন্যবাদ, পদার্থবিদ চৌম্বকীয় স্যাচুরেশনের প্রভাব আবিষ্কার করেন। একই বছর, তিনি রয়্যাল সায়েন্টিফিক সোসাইটির কাছে "বৈদ্যুতিক প্রবাহের মাধ্যমে তাপ গঠনের উপর" কাজটি পাঠান। নিবন্ধটি মূল্যায়ন করা হয়নি। শুধুমাত্র ম্যানচেস্টার সাহিত্য ও দার্শনিক জার্নাল এটি প্রকাশ করতে সম্মত হয়েছে।
জুল-লেনজ আইন
লন্ডন সায়েন্টিফিক সোসাইটি দ্বারা অস্বীকৃত, নিবন্ধটি পরে পরিণত হয় প্রধানগুলির মধ্যে একটিবিজ্ঞানীদের অর্জন। নিবন্ধে, জেমস জুল বর্তমান শক্তি এবং মুক্তির পরিমাণের মধ্যে সম্পর্ক সম্পর্কে কথা বলেছেন। তিনি যুক্তি দিয়েছিলেন যে পরিবাহীতে যে পরিমাণ তাপ নির্গত হয় তা পরিবাহীর প্রতিরোধ, বলের বর্গ এবং স্রোত অতিক্রমের সময়ের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক।
সেই সময়ে, এমিলিয়াস লেনজ দ্বারা অনুরূপ একটি তত্ত্ব তৈরি করা হয়েছিল। একটি ধাতব পরিবাহীর পরিবাহিতা তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে এই সত্যটি 1832 সালে একজন রাশিয়ান পদার্থবিদ আবিষ্কার করেছিলেন। কন্ডাক্টরের তাপমাত্রা সঠিকভাবে নির্ধারণ করতে, বিজ্ঞানী একটি বিশেষ পাত্র আবিষ্কার করেছিলেন যার মধ্যে অ্যালকোহল ঢেলে দেওয়া হয়েছিল। যে তারের মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হয়েছিল তা জাহাজে নামিয়ে দেওয়া হয়েছিল। এরপরে, অ্যালকোহল কতক্ষণ গরম হবে তা ট্র্যাক করা হয়েছিল। জুল জেমস প্রেসকট একই পদ্ধতি ব্যবহার করেছিলেন, কিন্তু তরল হিসাবে জল ব্যবহার করেছিলেন৷
Lenz-এর বহু বছরের গবেষণার ফলাফল শুধুমাত্র 1843 সালে প্রকাশিত হয়েছিল, কিন্তু তার লেখায় জুলের চেয়ে আরও সঠিক বৈজ্ঞানিক ন্যায্যতা ছিল, যার কাজ প্রথমে মুদ্রিত হতেও চায়নি। জুলের আদিমতা এবং এমিল লেঞ্জের সঠিক গণনার পরিপ্রেক্ষিতে, উভয়ের নামে আইনের নামকরণের সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়েছিল। সময়ের সাথে সাথে, জুল-লেনজ আইন তাপগতিবিদ্যার ভিত্তি স্থাপন করে।
চুম্বক নিষেধাজ্ঞা
বৈদ্যুতিক প্রবাহের বৈশিষ্ট্যের সমান্তরালে, জেমস জুল চৌম্বকীয় ঘটনা অধ্যয়ন করেন। 1842 সালে, তিনি লক্ষ্য করেন যে চৌম্বকীয় তরঙ্গের প্রভাবে আয়রনের আকার পরিবর্তন হয়। যদি ধাতব রডগুলিকে চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থাপন করা হয় তবে তাদের দৈর্ঘ্য কিছুটা দীর্ঘ হবে।
বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায় এখানে কোনো আবিষ্কারের অস্তিত্ব নিয়ে সন্দেহ প্রকাশ করেছিল। রডের আকার পরিবর্তন ছিলএতটাই নগণ্য যে মানুষের চোখ তা ধরতে পারে না। কিন্তু পদার্থবিদ একটি বিশেষ কৌশল তৈরি করেছিলেন যার সাহায্যে তিনি চাক্ষুষ প্রমাণ পেয়েছিলেন।
পরে দেখা গেল যে অন্যান্য ধাতুতেও এই প্রভাব রয়েছে এবং ঘটনাটিকে নিজেই ম্যাগনেটোস্ট্রিকশন বলা হয়। এখন, জুল আবিষ্কারের জন্য অনেক অ্যাপ্লিকেশন পাওয়া গেছে। উদাহরণস্বরূপ, ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ ধাতুগুলি ট্যাঙ্কগুলিতে জলের স্তর পরিমাপের জন্য একটি ওয়েভগাইডের উপাদান হিসাবে কাজ করে। এই ঘটনাটি চুরি-বিরোধী সিস্টেমে ট্যাগ তৈরি করতেও ব্যবহৃত হয়।
গ্যাস পরীক্ষা
40-এর দশকে, জেমস জুল সক্রিয়ভাবে গ্যাসের বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করেছিলেন, যেমন এর প্রসারণ এবং সংকোচনের সাথে সম্পর্কিত ঘটনাগুলি। তিনি একটি বিরল গ্যাসের সম্প্রসারণ নিয়ে একটি পরীক্ষা পরিচালনা করেছিলেন, যখন প্রমাণ করেছিলেন যে এর অভ্যন্তরীণ শক্তি আয়তনের উপর নির্ভর করে না। শুধুমাত্র গ্যাসের তাপমাত্রাই গুরুত্বপূর্ণ।
1848 সালে, জুল পদার্থবিজ্ঞানের ইতিহাসে প্রথমবারের মতো গ্যাসের অণুর গতি পরিমাপ করেন। এই অভিজ্ঞতাটি গ্যাসের গতি তত্ত্বের একটি প্রাথমিক কাজ ছিল, যা এই ক্ষেত্রে আরও গবেষণার জন্য প্রেরণা দেয়। জুলের কাজ পরবর্তীতে স্কট জেমস ম্যাক্সওয়েল অব্যাহত রাখেন।
ইংরেজ পদার্থবিজ্ঞানীর সম্মানে একটি উল্লেখযোগ্য বৈজ্ঞানিক অবদানের জন্য, কাজ পরিমাপের একক, তাপ এবং শক্তির পরিমাণ, জুল, নামকরণ করা হয়েছিল।
জুল এবং থমসন
উইলিয়াম থমসন জুলের কার্যকলাপ এবং বৈজ্ঞানিক জগতে তার স্বীকৃতির উপর একটি বিশাল প্রভাব ফেলেছিলেন। বিজ্ঞানীরা 1847 সালে মিলিত হন যখন জুল ব্রিটিশ অ্যাসোসিয়েশন অফ সায়েন্টিস্টের কাছে তাপের যান্ত্রিক সমতুল্য পরিমাপের একটি প্রতিবেদন পেশ করেন৷
থমসন জুলের আগে বৈজ্ঞানিক চেনাশোনাগুলিতে গুরুত্বের সাথে নেওয়া হয়নি। কে জানে, উইলিয়াম থমাস যদি ব্রিটিশ সম্প্রদায়ের "স্নোবস" এর গুরুত্বকে ব্যাখ্যা না করতেন তবে তিনি আবিষ্কৃত পদার্থবিজ্ঞানের আইনগুলি হয়তো আমরা জানতে পারতাম না৷
একসাথে, পদার্থবিদরা গ্যাসের বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করেছেন, আবিষ্কার করেছেন যে অ্যাডিয়াব্যাটিক থ্রটলিং এর সময় গ্যাস ঠান্ডা হয়। অর্থাৎ, ছিদ্র (বিচ্ছিন্ন ভালভ) দিয়ে যাওয়ার সময় গ্যাসের (বা তরল) তাপমাত্রা হ্রাস পায়। ঘটনাটিকে জুল-থমসন প্রভাব বলা হয়। এখন এই ঘটনাটি নিম্ন তাপমাত্রা পেতে ব্যবহৃত হয়।
বিজ্ঞানীরা থার্মোডাইনামিক স্কেলেও কাজ করেছিলেন, লর্ড কেলভিনের উপাধি অনুসারে নামকরণ করা হয়েছিল, যা উইলিয়াম থমসনের অন্তর্গত ছিল৷
জেমস জুলের স্বীকারোক্তি
খ্যাতি এবং স্বীকৃতি এখনও ইংরেজ পদার্থবিদকে ছাড়িয়ে গেছে। 1950-এর দশকে, তিনি লন্ডনের রয়্যাল সোসাইটির সদস্য হন এবং রয়্যাল মেডেল পান। 1866 সালে তিনি কোপলি পদক এবং পরে অ্যালবার্ট পদক পান।
কয়েকবার জুল ব্রিটিশ সায়েন্টিফিক অ্যাসোসিয়েশনের সভাপতি হন। তিনি ডাবলিন কলেজ, এডিনবার্গ এবং অক্সফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয় থেকে আইনের ডক্টর ডিগ্রি লাভ করেন।
ম্যানচেস্টারের সিটি হলে তার সম্মানে একটি মূর্তি এবং ওয়েস্টমিনস্টার অ্যাবেতে একটি স্মৃতিসৌধ রয়েছে। চাঁদের দূরে একটি জেমস জুল গর্ত রয়েছে।
উপসংহার
বিখ্যাত বিজ্ঞানী, যার নাম পদার্থবিদ্যার সূত্র এবং পরিমাপের একক দেওয়া হয়েছে, স্বীকৃতি অর্জন করতে পারেনি। তার জন্য ধন্যবাদঅধ্যবসায় এবং কাজ, তিনি অসংখ্য ব্যর্থতার আগে থামেননি। শেষ পর্যন্ত, তিনি সূর্যের নীচে বা অন্তত একটি চন্দ্রের গর্তে তার জায়গার অধিকার প্রমাণ করেছিলেন।
