শূন্যে আলো কত গতিতে প্রচার করে?
ভ্যাকুয়ামে আলোর গতি এমন একটি সূচক যা পদার্থবিজ্ঞানে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং এক সময়ে অনেকগুলি আবিষ্কারের পাশাপাশি অনেক ঘটনার প্রকৃতি ব্যাখ্যা করার অনুমতি দেয়। বিষয়টি বোঝার জন্য এবং কীভাবে এবং কী পরিস্থিতিতে এই সূচকটি আবিষ্কৃত হয়েছিল তা বোঝার জন্য বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ পয়েন্ট অধ্যয়ন করতে হবে।
আলোর গতি কত
একটি ভ্যাকুয়ামে আলোর গতি একটি পরম পরিমাণ হিসাবে বিবেচিত হয় যা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের দ্রুততাকে প্রতিফলিত করে। এটি পদার্থবিদ্যায় ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং একটি ছোট ল্যাটিন অক্ষর "c" (তারা বলে "ce") আকারে একটি পদবী রয়েছে।
বেশিরভাগ গবেষক এবং বিজ্ঞানীদের মতে, শূন্যে আলোর গতি হল কণার গতি এবং বিভিন্ন ধরনের বিকিরণের প্রচারের সর্বোচ্চ সম্ভাব্য গতি।
ঘটনার উদাহরণ হিসাবে, তারা নিম্নরূপ:
- যে কোন থেকে দৃশ্যমান আলো আসছে সূত্র.
- সব ধরনের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ (যেমন এক্স-রে এবং রেডিও তরঙ্গ)।
- মহাকর্ষীয় তরঙ্গ (এখানে কিছু বিশেষজ্ঞ একমত নন)।
অনেক ধরনের কণা কাছাকাছি-আলোর বেগে চলতে পারে, কিন্তু পৌঁছাতে পারে না।
আলোর গতির সঠিক মান
বিজ্ঞানীরা আলোর গতি কত তা নির্ধারণ করার জন্য বহু বছর ধরে চেষ্টা করেছেন, কিন্তু সঠিক পরিমাপ 1970 সালে করা হয়েছিল। শেষে অঙ্কটি ছিল 299,792,458 m/s সর্বাধিক বিচ্যুতি +/-1.2 মি। আজ, এটি একটি অপরিবর্তনীয় শারীরিক এককযেহেতু এক মিটারের দূরত্ব হল 1/299,792,458 সেকেন্ড, যা 100 সেমি ভ্রমণ করতে একটি শূন্যস্থানে আলোর কতক্ষণ লাগে।
হিসাব সহজ করার জন্য, চিত্রটি 300,000,000 m/s (3×108 m/s) এ সরলীকৃত করা হয়েছে. এটি স্কুলে পদার্থবিদ্যার কোর্স থেকে সবার কাছে পরিচিত, সেখানেই এই আকারে গতি পরিমাপ করা হয়।
পদার্থবিজ্ঞানে আলোর গতির মৌলিক ভূমিকা
গবেষণায় রেফারেন্স ফ্রেম ব্যবহার করা যাই হোক না কেন, এই প্যারামিটারটি প্রধানগুলির মধ্যে একটি। এটি তরঙ্গ উত্সের গতির উপর নির্ভর করে না, যা গুরুত্বপূর্ণ।
1905 সালে অ্যালবার্ট আইনস্টাইন দ্বারা এই পরিবর্তনটি একটি অনুমান হিসাবে গৃহীত হয়েছিল। এটি অন্য বিজ্ঞানী, ম্যাক্সওয়েল, আলো বহনকারী ইথারের অস্তিত্বের জন্য কোনও প্রমাণ না পাওয়ার পরে, তড়িৎচুম্বকত্বের তত্ত্বকে অগ্রসর করার পরে এসেছিল।
আলোর গতির চেয়ে বেশি গতিতে কার্যকারণ প্রভাব বহন করা যায় না এমন দাবি এখন বেশ বৈধ বলে বিবেচিত হয়।
যাইহোক! পদার্থবিদরা অস্বীকার করেন না যে কিছু কণা প্রশ্নে থাকা চিত্রের চেয়ে বেশি গতিতে চলতে পারে। কিন্তু এটি করার সময়, তারা তথ্য প্রেরণ করতে ব্যবহার করা যাবে না।
ঐতিহাসিক রেফারেন্স
বিষয়টির সুনির্দিষ্ট বিষয়গুলি বুঝতে এবং কীভাবে নির্দিষ্ট ঘটনা আবিষ্কৃত হয়েছিল তা জানতে, আমাদের কিছু বিজ্ঞানীদের পরীক্ষাগুলি অধ্যয়ন করা উচিত। 19 শতকে অনেক আবিষ্কার করা হয়েছিল যা পরবর্তীতে বিজ্ঞানীদের সাহায্য করেছিল, বেশিরভাগই বৈদ্যুতিক প্রবাহ এবং চৌম্বকীয় এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক আবেশের ঘটনা সম্পর্কিত।
জেমস ম্যাক্সওয়েলের পরীক্ষা
পদার্থবিজ্ঞানীর গবেষণা দূরত্বে কণার মিথস্ক্রিয়া নিশ্চিত করেছে।এটি পরবর্তীকালে উইলহেম ওয়েবারকে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজমের একটি নতুন তত্ত্ব বিকাশের অনুমতি দেয়। ম্যাক্সওয়েল স্পষ্টভাবে চৌম্বক এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ঘটনাটি প্রতিষ্ঠা করেছিলেন এবং নির্ধারণ করেছিলেন যে তারা একে অপরকে তড়িৎ চৌম্বকীয় তরঙ্গ তৈরি করতে পারে। এই বিজ্ঞানীই প্রথম "c" উপাধিটি ব্যবহার করেন যা আজও সারা বিশ্বের পদার্থবিদরা ব্যবহার করেন।
এই কারণে, বেশিরভাগ গবেষক ইতিমধ্যেই আলোর ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক প্রকৃতি সম্পর্কে কথা বলছিলেন। ম্যাক্সওয়েল, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক উত্তেজনার প্রচারের গতি অধ্যয়ন করার সময়, এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছিলেন যে এই সূচকটি আলোর গতির সমান, এক সময় তিনি এই সত্যটি দেখে অবাক হয়েছিলেন।
ম্যাক্সওয়েলের গবেষণার জন্য ধন্যবাদ, এটি স্পষ্ট হয়ে উঠেছে যে আলো, চুম্বকত্ব এবং বিদ্যুৎ পৃথক ধারণা নয়। একসাথে, এই কারণগুলি আলোর প্রকৃতি নির্ধারণ করে, কারণ এটি মহাকাশে ছড়িয়ে থাকা চৌম্বকীয় এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সংমিশ্রণ।
মাইকেলসন এবং আলোর গতির নিরঙ্কুশতা প্রমাণে তার অভিজ্ঞতা
গত শতাব্দীর শুরুতে, বেশিরভাগ বিজ্ঞানী গ্যালিলিওর আপেক্ষিকতার নীতিটি ব্যবহার করেছিলেন, যা মনে করেছিল যে মেকানিক্সের নিয়মগুলি একই রকমের রেফারেন্সের ফ্রেম ব্যবহার করা হোক না কেন। কিন্তু তত্ত্ব অনুসারে, তড়িৎ চৌম্বকীয় তরঙ্গের প্রচারের গতি অবশ্যই পরিবর্তন হতে হবে কারণ উত্সটি চলে যায়। এটি গ্যালিলিওর অনুমান এবং ম্যাক্সওয়েলের উভয় তত্ত্বের বিপরীত ছিল, যা গবেষণা শুরু করার কারণ ছিল।
সেই সময়ে, বেশিরভাগ বিজ্ঞানীরা "ইথার তত্ত্ব" এর দিকে ঝুঁকছিলেন, যার অনুসারে সূচকগুলি তার উত্সের গতির উপর নির্ভর করে না, প্রধান নির্ধারক ফ্যাক্টরটিকে মাধ্যমের বিশেষত্ব হিসাবে বিবেচনা করা হত।
যেহেতু পৃথিবী একটি নির্দিষ্ট দিকে মহাকাশে চলে, তাই আলোর গতি, গতি যোগের নিয়ম অনুসারে, বিভিন্ন দিকে পরিমাপ করা হলে ভিন্ন হবে।কিন্তু মাইকেলসন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের প্রচারে কোন পার্থক্য খুঁজে পাননি, পরিমাপ যে দিকেই করা হয়েছে তা নির্বিশেষে।
ইথারের তত্ত্বটি পরম মাত্রার অস্তিত্ব ব্যাখ্যা করতে পারেনি, যা এর ভুলতা আরও ভাল দেখায়।
আলবার্ট আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্ব
সেই সময়ে তরুণ বিজ্ঞানী একটি তত্ত্ব উপস্থাপন করেছিলেন যা বেশিরভাগ গবেষকদের বিশ্বাসের বিরুদ্ধে গিয়েছিল। এটি অনুসারে, সময় এবং স্থানের এমন বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা রেফারেন্সের নির্বাচিত ফ্রেম নির্বিশেষে ভ্যাকুয়ামে আলোর গতির অপরিবর্তনীয়তা নিশ্চিত করে। এটি মাইকেলসনের ব্যর্থ পরীক্ষাগুলি ব্যাখ্যা করেছে, যেহেতু আলোর প্রচারের গতি তার উত্সের গতির উপর নির্ভর করে না।
[tds_council]আইনস্টাইনের তত্ত্বের সঠিকতার একটি পরোক্ষ নিশ্চিতকরণ ছিল "একযোগে আপেক্ষিকতা", চিত্রে দেখানো এর সারমর্ম।[/tds_council]
আগে আলোর গতি কিভাবে মাপা হতো
এই সূচকটি নির্ধারণ করার প্রচেষ্টা অনেকের দ্বারা করা হয়েছে, কিন্তু বিজ্ঞানের উন্নয়নের নিম্ন স্তরের কারণে এটি করা আগে সমস্যাযুক্ত ছিল। উদাহরণস্বরূপ, প্রাচীনকালের বিজ্ঞানীরা বিশ্বাস করতেন যে আলোর গতি অসীম, কিন্তু পরবর্তীতে অনেক গবেষক এই ধারণাটি নিয়ে প্রশ্ন তোলেন, যার ফলে এটি নির্ধারণ করার জন্য অনেক প্রচেষ্টা করা হয়েছিল:
- গ্যালিলিও ফ্ল্যাশলাইট ব্যবহার করতেন। আলোক তরঙ্গের প্রচারের গতি গণনা করার জন্য, তিনি এবং তার সহকারী পাহাড়ে ছিলেন, যার মধ্যে দূরত্বটি সুনির্দিষ্টভাবে নির্ধারিত হয়েছিল। তারপর অংশগ্রহণকারীদের মধ্যে একজন লণ্ঠন খুললেন, দ্বিতীয়টি আলো দেখার সাথে সাথে একই কাজ করতে হবে। কিন্তু তরঙ্গ প্রচারের উচ্চ গতি এবং সময়ের ব্যবধান সঠিকভাবে নির্ধারণ করতে না পারার কারণে এই পদ্ধতি ব্যর্থ হয়।
- ডেনমার্কের জ্যোতির্বিজ্ঞানী ওলাফ রেমার বৃহস্পতি পর্যবেক্ষণ করার সময় একটি অদ্ভুততা লক্ষ্য করেছিলেন।যখন পৃথিবী এবং বৃহস্পতি তাদের কক্ষপথে বিপরীত বিন্দুতে ছিল, তখন Io (বৃহস্পতির উপগ্রহ) গ্রহন গ্রহ থেকে 22 মিনিট পিছিয়ে ছিল। এ থেকে তিনি এই সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে আলোক তরঙ্গের প্রচারের গতি অসীম নয় এবং এর একটি সীমা রয়েছে। তার গণনা অনুসারে, সূচকটি প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 220,000 কিমি ছিল।
![রেহমার দ্বারা আলোর গতির সংজ্ঞা।]()
রেহমার দ্বারা আলোর গতি নির্ণয়। - একই সময়কালে, ইংরেজ জ্যোতির্বিজ্ঞানী জেমস ব্র্যাডলি আলোক বিকৃতির ঘটনাটি আবিষ্কার করেছিলেন, যখন সূর্যের চারপাশে পৃথিবীর গতিবিধির কারণে, সেইসাথে তার অক্ষের চারপাশে ঘূর্ণনের কারণে, যার কারণে আকাশে তারার অবস্থান এবং তাদের দূরত্ব ক্রমাগত পরিবর্তন. এই বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, তারা প্রতি বছর একটি উপবৃত্ত বর্ণনা করে। গণনা এবং পর্যবেক্ষণের উপর ভিত্তি করে, জ্যোতির্বিজ্ঞানী গতি গণনা করেছিলেন, এটি প্রতি সেকেন্ডে 308,000 কিমি।
![শূন্যে আলো কত গতিতে প্রচার করে?]()
আলোর বিকৃতি - লুই ফিজেউই প্রথম যিনি একটি পরীক্ষাগার পরীক্ষার মাধ্যমে সঠিক হার নির্ধারণের সিদ্ধান্ত নেন। তিনি উৎস থেকে 8,633 মিটার দূরত্বে একটি আয়না পৃষ্ঠের সাথে একটি গ্লাস স্থাপন করেছিলেন, কিন্তু দূরত্বটি ছোট হওয়ায় সঠিক সময়ের হিসাব করা অসম্ভব ছিল। তারপরে বিজ্ঞানী একটি দাঁতযুক্ত চাকা রাখলেন, যা তার কগ দিয়ে পর্যায়ক্রমে আলোকে ঢেকে রাখত। চাকার গতি পরিবর্তন করে ফিজেউ নির্ধারণ করেন কোন গতিতে আলোর দাঁতের মাঝখানে চলে যাওয়ার এবং ফিরে আসার সময় নেই। তিনি প্রতি সেকেন্ডে 315,000 কিলোমিটার গতি গণনা করেছিলেন।
![শূন্যে আলো কত গতিতে প্রচার করে?]()
লুই ফিজেউ এর পরীক্ষা।
আলোর গতি পরিমাপ
এটা বিভিন্নভাবে করা সম্ভব। এগুলিকে বিশদভাবে ভেঙে ফেলার প্রয়োজন নেই, প্রতিটির আলাদা পর্যালোচনার প্রয়োজন হবে। অতএব, জাতগুলি বাছাই করা সবচেয়ে সহজ:
- জ্যোতির্বিজ্ঞানের পরিমাপ।. এখানেই রেমার এবং ব্র্যাডলি পদ্ধতিগুলি প্রায়শই ব্যবহৃত হয়, যেহেতু তারা কার্যকর বলে প্রমাণিত হয়েছে এবং মানগুলি বায়ু, জল এবং পরিবেশের অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলির দ্বারা প্রভাবিত হয় না। স্পেস ভ্যাকুয়ামে, পরিমাপের নির্ভুলতা বৃদ্ধি পায়।
- ক্যাভিটি রেজোন্যান্স বা ক্যাভিটি ইফেক্ট - গ্রহের পৃষ্ঠ এবং আয়নোস্ফিয়ারের মধ্যে ঘটমান স্বল্প-ফ্রিকোয়েন্সি স্থায়ী চৌম্বকীয় তরঙ্গের ঘটনাকে দেওয়া নাম। পরিমাপের সরঞ্জাম থেকে বিশেষ সূত্র এবং ডেটা ব্যবহার করে, বায়ু মাধ্যমের কণার বেগের মান গণনা করা কঠিন নয়।
- ইন্টারফেরোমেট্রি - গবেষণার পদ্ধতির একটি সেট, যাতে বিভিন্ন ধরণের তরঙ্গ একসাথে যুক্ত করা হয়। এটি হস্তক্ষেপের প্রভাব দেয়, যার কারণে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক এবং অ্যাকোস্টিক উভয় কম্পনের অসংখ্য পরিমাপ করা যেতে পারে।
বিশেষ সরঞ্জামের সাহায্যে বিশেষ কৌশল ব্যবহার না করে পরিমাপ করা সম্ভব।
FTL সম্ভব?
আপেক্ষিকতা তত্ত্ব অনুসারে, ভৌত কণার বেগ অতিক্রম করা কার্যকারণ নীতিকে লঙ্ঘন করে। এই কারণে, ভবিষ্যত থেকে অতীতে এবং তদ্বিপরীত সংকেত প্রেরণ করা সম্ভব। কিন্তু একই সময়ে তত্ত্বটি অস্বীকার করে না যে এমন কণা থাকতে পারে যেগুলি দ্রুত চলে, যখন তারা সাধারণ পদার্থের সাথে যোগাযোগ করে।
এই ধরনের কণাকে ট্যাকিয়ন বলা হয়। তারা যত দ্রুত চলে, তত কম শক্তি বহন করে।
ভিডিও পাঠ: ফিজেউ পরীক্ষা। আলোর গতি পরিমাপ। পদার্থবিদ্যা 11 তম গ্রেড।
একটি ভ্যাকুয়ামে আলোর গতি একটি ধ্রুবক এবং পদার্থবিজ্ঞানের অনেক ঘটনা এটির উপর ভিত্তি করে। এর সংজ্ঞাটি বিজ্ঞানের বিকাশে একটি নতুন মাইলফলক ছিল, কারণ এটি অনেকগুলি প্রক্রিয়া ব্যাখ্যা করতে এবং বেশ কয়েকটি গণনাকে সরল করার অনুমতি দেয়।