আজ আমরা আলোক ফোটনের চাপ প্রমাণে লেবেদেভের পরীক্ষা নিয়ে কথা বলব। আমরা এই আবিষ্কারের গুরুত্ব এবং এটির পটভূমি প্রকাশ করব৷
জ্ঞান হল কৌতূহল
কৌতূহলের ঘটনাটি সম্পর্কে দুটি দৃষ্টিভঙ্গি রয়েছে। একটি "কৌতূহলী ভারভারার নাক বাজারে ছিঁড়ে ফেলা হয়েছিল", এবং অন্যটি - "কৌতূহল একটি খারাপ নয়" এই বলে প্রকাশ করা হয়। এই প্যারাডক্সটি সহজেই সমাধান করা যায় যদি কেউ এমন ক্ষেত্রগুলির মধ্যে পার্থক্য করে যেখানে আগ্রহ স্বাগত নয় বা বিপরীতভাবে প্রয়োজন হয়৷
জোহানেস কেপলার একজন বিজ্ঞানী হওয়ার জন্য জন্মগ্রহণ করেননি: তার বাবা যুদ্ধে লড়াই করেছিলেন, এবং তার মা একটি সরাইখানা রেখেছিলেন। কিন্তু তার অসাধারণ ক্ষমতা ছিল এবং অবশ্যই কৌতূহলী ছিল। এছাড়াও, কেপলার একটি গুরুতর দৃষ্টি প্রতিবন্ধকতায় ভুগছিলেন। কিন্তু তিনিই আবিষ্কার করেছিলেন, যার কারণে বিজ্ঞান এবং পুরো বিশ্ব এখন যেখানে রয়েছে। জোহানেস কেপলার কোপার্নিকাসের গ্রহ ব্যবস্থা স্পষ্ট করার জন্য বিখ্যাত, কিন্তু আজ আমরা বিজ্ঞানীর অন্যান্য কৃতিত্বের কথা বলব।
জড়তা এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য: একটি মধ্যযুগীয় উত্তরাধিকার
পঞ্চাশ হাজার বছর আগে, গণিত এবং পদার্থবিদ্যা "শিল্প" বিভাগের অন্তর্গত ছিল। অতএব, কোপার্নিকাস দেহের গতিবিধি (আকাশীয় সহ), এবং আলোকবিদ্যা এবং মহাকর্ষের যান্ত্রিকতায় নিযুক্ত ছিলেন। তিনিই জড়তার অস্তিত্ব প্রমাণ করেছিলেন। উপসংহার থেকেএই বিজ্ঞানী আধুনিক মেকানিক্স, দেহের মিথস্ক্রিয়া ধারণা, যোগাযোগকারী বস্তুর বেগের বিনিময়ের বিজ্ঞানের বিকাশ ঘটিয়েছেন। কোপার্নিকাস রৈখিক আলোকবিজ্ঞানের একটি সুরেলা সিস্টেমও তৈরি করেছিলেন।
তিনি ধারণাগুলি চালু করেছিলেন যেমন:
- "আলোর প্রতিসরণ";
- "প্রতিসরণ";
- "অপটিক্যাল অক্ষ";
- "মোট অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন";
- "আলোকসজ্জা"।
এবং তার গবেষণা শেষ পর্যন্ত আলোর তরঙ্গ প্রকৃতি প্রমাণ করে এবং ফোটনের চাপ পরিমাপের ক্ষেত্রে লেবেদেভের পরীক্ষায় নেতৃত্ব দেয়।
আলোর কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্য
প্রথমত, আলোর সারাংশ সংজ্ঞায়িত করা এবং এটি কী তা নিয়ে কথা বলা মূল্যবান। একটি ফোটন একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ক্ষেত্রের একটি কোয়ান্টাম। এটি শক্তির একটি প্যাকেজ যা সমগ্র স্থানের মধ্য দিয়ে চলে। আপনি ফোটন থেকে কিছুটা শক্তি "কামড় দিতে" পারবেন না, তবে এটি রূপান্তরিত হতে পারে। উদাহরণ স্বরূপ, যদি কোনো পদার্থ দ্বারা আলো শোষিত হয়, তাহলে শরীরের অভ্যন্তরে এর শক্তি পরিবর্তন করতে সক্ষম হয় এবং একটি ভিন্ন শক্তির সাথে একটি ফোটন নির্গত করতে সক্ষম হয়। কিন্তু আনুষ্ঠানিকভাবে, এটি শোষিত আলোর একই পরিমাণ হবে না।
এর একটি উদাহরণ হবে একটি কঠিন ধাতব বল। যদি পদার্থের একটি অংশ তার পৃষ্ঠ থেকে ছিঁড়ে যায়, তবে আকৃতি পরিবর্তন হবে, এটি গোলাকার হওয়া বন্ধ হয়ে যাবে। কিন্তু আপনি যদি পুরো বস্তুটি গলে যান, কিছু তরল ধাতু নিন এবং তারপরে অবশিষ্টাংশ থেকে একটি ছোট বল তৈরি করেন, তবে এটি আবার একটি গোলক হবে, তবে ভিন্ন, আগের মতো নয়।
আলোর তরঙ্গ বৈশিষ্ট্য
ফটোনগুলির একটি তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য রয়েছে। মৌলিক পরামিতি হল:
- তরঙ্গদৈর্ঘ্য (স্পেসকে চিহ্নিত করে);
- ফ্রিকোয়েন্সি (বৈশিষ্ট্যপূর্ণসময়);
- প্রশস্ততা (দোলনের শক্তিকে চিহ্নিত করে)।
তবে, একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের একটি কোয়ান্টাম হিসাবে, একটি ফোটনেরও প্রচারের একটি দিক রয়েছে (একটি তরঙ্গ ভেক্টর হিসাবে চিহ্নিত)। উপরন্তু, প্রশস্ততা ভেক্টর তরঙ্গ ভেক্টরের চারপাশে ঘোরাতে এবং তরঙ্গ পোলারাইজেশন তৈরি করতে সক্ষম। একাধিক ফোটনের একযোগে নির্গমনের সাথে, ফেজ, বা বরং ফেজ পার্থক্যও একটি গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টর হয়ে ওঠে। মনে রাখবেন যে ফেজটি হল দোলনের সেই অংশ যা তরঙ্গের সামনে সময়ের একটি নির্দিষ্ট মুহুর্তে থাকে (উত্থান, সর্বোচ্চ, অবতরণ বা সর্বনিম্ন)।
ভর এবং শক্তি
আইনস্টাইন বুদ্ধি করে প্রমাণ করেছেন, ভর হল শক্তি। কিন্তু প্রতিটি নির্দিষ্ট ক্ষেত্রে, একটি আইনের জন্য অনুসন্ধান করা যা অনুযায়ী একটি মান অন্যটিতে পরিণত হয় কঠিন হতে পারে। আলোর উপরের সমস্ত তরঙ্গ বৈশিষ্ট্যগুলি শক্তির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। যথা: তরঙ্গদৈর্ঘ্য বৃদ্ধি এবং কম্পাঙ্ক হ্রাস মানে শক্তি কম। কিন্তু যেহেতু শক্তি আছে, তাহলে ফোটনের ভর থাকতে হবে, তাই হালকা চাপ থাকতে হবে।
অভিজ্ঞতার কাঠামো
তবে, যেহেতু ফোটন খুব ছোট, তাদের ভরও ছোট হওয়া উচিত। পর্যাপ্ত নির্ভুলতার সাথে এটি নির্ধারণ করতে পারে এমন একটি ডিভাইস তৈরি করা একটি কঠিন প্রযুক্তিগত কাজ ছিল। রুশ বিজ্ঞানী লেবেদেভ পেটার নিকোলাভিচই প্রথম এর সাথে মোকাবিলা করেন।
পরীক্ষাটি নিজেই ওজনের নকশার উপর ভিত্তি করে ছিল যা টর্শনের মুহূর্ত নির্ধারণ করে। একটি ক্রসবার একটি রূপার সুতোয় ঝুলানো ছিল। এর প্রান্তে বিভিন্ন ধরণের অভিন্ন পাতলা প্লেট সংযুক্ত ছিলউপকরণ প্রায়শই, লেবেদেভের পরীক্ষায় ধাতু (রূপা, সোনা, নিকেল) ব্যবহার করা হত, তবে মিকাও ছিল। পুরো কাঠামোটি একটি কাচের পাত্রে স্থাপন করা হয়েছিল, যার মধ্যে একটি ভ্যাকুয়াম তৈরি হয়েছিল। এর পরে, একটি প্লেট আলোকিত হয়েছিল, অন্যটি ছায়ায় ছিল। লেবেদেভের অভিজ্ঞতা প্রমাণ করেছে যে এক দিকের আলোকসজ্জা এই সত্যের দিকে পরিচালিত করে যে দাঁড়িপাল্লা ঘুরতে শুরু করে। বিচ্যুতির কোণ অনুসারে, বিজ্ঞানী আলোর শক্তি বিচার করেছিলেন।
অসুবিধা অনুভব করুন
বিংশ শতাব্দীর শুরুতে, একটি পর্যাপ্ত সঠিক পরীক্ষা সেট আপ করা কঠিন ছিল। প্রতিটি পদার্থবিদ জানতেন কিভাবে একটি ভ্যাকুয়াম তৈরি করতে হয়, কাচের সাথে কাজ করতে হয় এবং পৃষ্ঠগুলিকে পোলিশ করতে হয়। প্রকৃতপক্ষে, জ্ঞান প্রাপ্ত হয়েছিল। সেই সময়ে, এমন কোনও বড় কর্পোরেশন ছিল না যা শত শত টুকরায় প্রয়োজনীয় সরঞ্জাম উত্পাদন করবে। লেবেদেভের যন্ত্রটি হাতে তৈরি করা হয়েছিল, তাই বিজ্ঞানীকে বেশ কিছু সমস্যার সম্মুখীন হতে হয়েছিল।
সেই সময় শূন্যতা গড় ছিল না। বিজ্ঞানী একটি বিশেষ পাম্পের সাহায্যে একটি কাচের ক্যাপের নীচে থেকে বায়ু পাম্প করেছিলেন। তবে পরীক্ষাটি একটি বিরল পরিবেশে সর্বোত্তমভাবে হয়েছিল। ডিভাইসের আলোকিত দিকের উত্তাপ থেকে আলোর চাপ (আবেগ স্থানান্তর) আলাদা করা কঠিন ছিল: প্রধান বাধা ছিল গ্যাসের উপস্থিতি। যদি পরীক্ষাটি গভীর শূন্যে করা হয়, তাহলে এমন কোন অণু থাকবে না যার আলোকিত দিকে ব্রাউনিয়ান গতি শক্তিশালী হবে।
বিক্ষেপণ কোণের সংবেদনশীলতা কাঙ্ক্ষিত হতে অনেক বাকি। আধুনিক স্ক্রু ফাইন্ডাররা রেডিয়ানের মিলিয়নমাংশ পর্যন্ত কোণ পরিমাপ করতে পারে। ঊনবিংশ শতাব্দীর শুরুতে, স্কেলটি খালি চোখে দেখা যেত। প্রযুক্তিসময় প্লেটগুলির অভিন্ন ওজন এবং আকার প্রদান করতে পারে না। এর ফলে, ভরকে সমানভাবে বন্টন করা অসম্ভব হয়ে পড়ে, যা টর্ক নির্ধারণে অসুবিধাও তৈরি করে।
থ্রেডের নিরোধক এবং গঠন ফলাফলকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করে। যদি কোনো কারণে ধাতব টুকরোটির এক প্রান্ত বেশি উত্তপ্ত হয় (এটিকে তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট বলা হয়), তবে তারটি হালকা চাপ ছাড়াই মোচড় দিতে শুরু করতে পারে। লেবেদেভের ডিভাইসটি বেশ সহজ এবং একটি বড় ত্রুটি দেওয়া সত্ত্বেও, আলোর ফোটন দ্বারা ভরবেগ স্থানান্তরের সত্যটি নিশ্চিত করা হয়েছিল৷
লাইটিং প্লেটের আকৃতি
পূর্ববর্তী বিভাগে পরীক্ষায় বিদ্যমান অনেক প্রযুক্তিগত অসুবিধাগুলি তালিকাভুক্ত করা হয়েছে, কিন্তু মূল জিনিস - আলোকে প্রভাবিত করেনি৷ বিশুদ্ধভাবে তাত্ত্বিকভাবে, আমরা কল্পনা করি যে একরঙা রশ্মির একটি মরীচি প্লেটে পড়ে, যা একে অপরের সাথে কঠোরভাবে সমান্তরাল। কিন্তু বিংশ শতাব্দীর শুরুতে আলোর উৎস ছিল সূর্য, মোমবাতি এবং সাধারণ ভাস্বর প্রদীপ। রশ্মির মরীচি সমান্তরাল করার জন্য, জটিল লেন্স সিস্টেম তৈরি করা হয়েছিল। এবং এই ক্ষেত্রে, উত্সের আলোকিত তীব্রতা বক্ররেখা ছিল সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টর৷
পদার্থবিদ্যার ক্লাসে প্রায়ই বলা হয় রশ্মি এক বিন্দু থেকে আসে। কিন্তু বাস্তব আলো জেনারেটরের নির্দিষ্ট মাত্রা আছে। এছাড়াও, ফিলামেন্টের মাঝখানে প্রান্তের চেয়ে বেশি ফোটন নির্গত করতে পারে। ফলস্বরূপ, বাতিটি তার চারপাশের কিছু অঞ্চলকে অন্যদের চেয়ে ভালভাবে আলোকিত করে। প্রদত্ত উত্স থেকে একই আলোকসজ্জার সাথে পুরো স্থানের চারপাশে যে রেখাটি যায় তাকে আলোকিত তীব্রতা বক্ররেখা বলে।
ব্লাড মুন এবং আংশিক গ্রহন
ভ্যাম্পায়ার উপন্যাসগুলি ব্লাড মুনে মানুষ এবং প্রকৃতিতে ঘটে যাওয়া ভয়ানক রূপান্তর দ্বারা পরিপূর্ণ। কিন্তু এটা বলে না যে এই ঘটনাকে ভয় করা উচিত নয়। কারণ এটি সূর্যের বড় আকারের ফল। আমাদের কেন্দ্রীয় নক্ষত্রের ব্যাস প্রায় 110 পৃথিবীর ব্যাস। একই সময়ে, দৃশ্যমান ডিস্কের এক এবং অন্য প্রান্ত থেকে নির্গত ফোটনগুলি গ্রহের পৃষ্ঠে পৌঁছায়। এইভাবে, যখন চাঁদ পৃথিবীর পেনাম্ব্রাতে পড়ে, তখন এটি সম্পূর্ণরূপে অস্পষ্ট হয় না, তবে এটি যেমন ছিল, লাল হয়ে যায়। গ্রহের বায়ুমণ্ডলও এই ছায়ার জন্য দায়ী: এটি কমলা রঙ ব্যতীত সমস্ত দৃশ্যমান তরঙ্গদৈর্ঘ্য শোষণ করে। মনে রাখবেন, সূর্যাস্তের সময় সূর্যও লাল হয়ে যায়, এবং ঠিক এই কারণে যে এটি বায়ুমণ্ডলের একটি ঘন স্তরের মধ্য দিয়ে যায়।
পৃথিবীর ওজোন স্তর কীভাবে তৈরি হয়?
একজন সতর্ক পাঠক জিজ্ঞাসা করতে পারেন: "লেবেদেভের পরীক্ষার সাথে আলোর চাপের কী সম্পর্ক আছে?" আলোর রাসায়নিক প্রভাব, যাইহোক, ফোটন ভরবেগ বহন করার কারণেও হয়। যথা, এই ঘটনাটি গ্রহের বায়ুমণ্ডলের কিছু স্তরের জন্য দায়ী।
আপনি জানেন, আমাদের বায়ু মহাসাগর প্রধানত সূর্যালোকের অতিবেগুনি উপাদান শোষণ করে। তদুপরি, পৃথিবীর পাথুরে পৃষ্ঠ অতিবেগুনী আলোতে স্নান করলে পরিচিত আকারে জীবন অসম্ভব হবে। কিন্তু প্রায় 100 কিলোমিটার উচ্চতায়, বায়ুমণ্ডল এখনও সবকিছু শোষণ করার মতো যথেষ্ট ঘন নয়। এবং অতিবেগুনী সরাসরি অক্সিজেনের সাথে যোগাযোগ করার সুযোগ পায়। এটি O2 অণুকে ভেঙে দেয়বিনামূল্যে পরমাণু এবং তাদের সংমিশ্রণকে অন্য পরিবর্তনে উন্নীত করে - O3. তার বিশুদ্ধ আকারে, এই গ্যাস মারাত্মক। তাই এটি বায়ু, জল, পোশাক জীবাণুমুক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। কিন্তু পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের অংশ হিসাবে, এটি ক্ষতিকারক বিকিরণের প্রভাব থেকে সমস্ত জীবকে রক্ষা করে, কারণ ওজোন স্তরটি দৃশ্যমান বর্ণালীর উপরে শক্তি সহ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের কোয়ান্টা খুব কার্যকরভাবে শোষণ করে৷
