যে সকল বস্তুতে তাপের উপস্থিতি আছে এমন সকল বস্তু থেকেই আলো নির্গত হবে অর্থাৎ বস্তুটি গ্লো করবে এখন বস্তুর নির্গত আলো আমরা খালি চোখে দেখতে পাবো নাকি পাবো না এটা নির্ভর করে বস্তুর তাপমাত্রার উপর কম তাপমাত্রার বস্তু মূলত ইনফ্রারেট আলো নির্গত করে যা আমরা খালি চোখে দেখতে পাই না অন্যদিকে সূর্যের তাপমাত্রা বেশি বলে এটি ভিজিবল লাইট নির্গত করে যা আমরা খালি চোখে দেখতে পাই এখন তাপমাত্রার ফলে বস্তু থেকে যে আলো নির্গত হয় একে বলা হয় ব্ল্যাক বডির রেডিয়েশন এক্সপেরিমেন্টের মাধ্যমে ব্ল্যাক বডির রেডিয়েশনের এমন গ্রাফ পাওয়া যায় যেখানে লো ফ্রিকোয়েন্সিতে গ্রাফ উপরে উঠছে কিন্তু হাই ফ্রিকোয়েন্সিতে হঠাৎ
করেই ফল করছে এখন ব্ল্যাক বডির রেডিয়েশনের গ্রাফ এমন কেন এই বিষয়টি সাইন্টিস্টরা ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করেন কিন্তু এর ফলে যা সামনে আসে তা ছিল এক ধরনের ডিজাস্টার যাকে বর্তমানে আল্ট্রাভায়োলেট ক্যাটাস্ট্রপি বলা হয় পরবর্তীতে এই ডিজাস্টার সমাধান করতে গিয়ে প্লাঙ্ক কনস্ট্যান্ট এবং কোয়ান্টাম ফিজিক্স জন্ম নেয় আজকের ভিডিওতে মূলত এই সকল বিষয়গুলো সম্পর্কে বলা হবে আমি জুম্ম আছি আপনাদের সাথে আপনারা দেখছেন বিজ্ঞান পাইসি গত ভিডিওতে আমরা দেখেছি পারফেক্ট ব্ল্যাক বডি তৈরি করা সম্ভব নয় তবে বক্সের মাধ্যমে পারফেক্ট ব্ল্যাক বডির কাছাকাছি বস্তু তৈরি করা সম্ভব এবং তা থেকে নির্গত রেডিয়েশন পরিমাপ করেই আমরা এমন গ্রাফ পেয়েছি এখন ব্ল্যাক
বডি থেকে নির্গত গ্রাফ এমন কেন এই বিষয়টি দুইজন সাইন্টিস্ট ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করেন যার রেলে জিন্স ল নামে পরিচিত একটি বক্সের দেয়াল গুলো মেটাল দিয়ে তৈরি করে ভেতরে কালো কালি দিয়ে পেইন্ট করে যেকোনো একটি দেয়ালে ছোট ছিদ্র রাখলে বক্সের এই ছিদ্রটি ব্ল্যাক বডির মত কাজ করে এখন বক্সটি উত্তপ্ত করলে ছিদ্র দিয়ে যে রেডিয়েশন নির্গত হবে সেটাই মূলত হচ্ছে ব্ল্যাক বডির রেডিয়েশন এখন বক্সের ভেতরে আসলে কি ঘটছে তা ব্যাখ্যা করতে পারা মানেই ব্ল্যাক বডি রেডিয়েশন এর গ্রাফ ব্যাখ্যা করা এখন রেলে জিন্সের ব্ল্যাক বডি রেডিয়েশন সম্পৃক্ত ব্যাখ্যা কেমন ছিল সেটা বলা যাক বক্সের বাইরের অংশ উত্তপ্ত করলে
বক্সের দেয়ালে থাকা পরমাণুর ইলেকট্রন কম্পিত হবে যার ফলে ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ওয়েভ তৈরি হবে এই ইলেকট্রোম্যাগটি ওয়েভ বক্সের ভেতরে স্ট্যান্ডিং ওয়েব তৈরি করবে দুইটি সমদশা সম্পন্ন ওয়েব যখন বিপরীত দিক থেকে মিলিত হয় তখন স্ট্যান্ডিং ওয়েব তৈরি হয় সাধারণ ওয়েব যেমন এক স্থান থেকে অন্য স্থানে ট্রাভেল করছে দেখা যায় অন্যদিকে স্ট্যান্ডিং ওয়েব একই স্থানে উপরে নিচ হতে দেখা যায় এখন বক্সের ভেতরে তৈরি স্ট্যান্ডিং ওয়েভ নির্দিষ্ট কোন ফ্রিকোয়েন্সির হবে না অনেক বেশি ফ্রিকোয়েন্সি থেকে শুরু করে খুবই কম ফ্রিকোয়েন্সির স্ট্যান্ডিং ওয়েব তৈরি হওয়া সম্ভব এখন এমন প্রেক্ষাপটে ব্ল্যাক বডির রেডিয়েশন ব্যাখ্যা করতে বক্সের ভেতরে তৈরি হওয়া বা সকল ফ্রিকোয়েন্সির ওয়েবের
এনার্জি হিসাব করতে হবে এখন এই এনার্জি হিসাব করতে গিয়ে ইকোপার্টেশিয়ান থিওরির সহায়তা নেওয়া হয় এই থিওরি বলে প্রত্যেক ডিগ্রি অফ ফ্রিডমের এভারেজ এনার্জির পরিমাণ সমান হবে যেমন মনে করুন একটি বক্সের মধ্যে কিছু হাইড্রোজেন পরমাণু রয়েছে এই পরমাণুগুলো এক্স ওয়াই এবং জেড অক্ষ বরাবর মুভ করতে পারবে তাহলে হাইড্রোজেন পরমাণুর ডিগ্রি অফ ফ্রিডম হবে থ্রি এখন বক্সের ভেতরে থাকা সকল পরমাণুর গতিশক্তি কিন্তু সমান হবে না কারো বেশি হবে আবার কারো কম হবে কিন্তু ইকোপার্টি থিওরি অনুযায়ী পরমাণুগুলোর ইন্ডিভিজুয়াল গতি যেমনই হোক না কেন প্রত্যেক ডিগ্রি অফ ফ্রিডমের জন্য এভারেজ এনার্জি সমান হবে এখন আমরা যদি এভারেজ এনার্জি ই
নট বিবেচনা করি তাহলে একটি হাইড্রোজেন পরমাণুর মোট এনার্জি ইকুয়াল টু হবে থ্রি ই নট কারণ বক্সের ভেতরে হাইড্রোজেন পরমাণুর ডিগ্রি অফ ফ্রিডম হচ্ছে থ্রি এবার এই বিষয়গুলো ব্ল্যাক বডি বক্সে উৎপন্ন ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ওয়েবের ক্ষেত্রে বিবেচনা করা যাক বক্সে সর্বোচ্চ যে ওয়েবলেন্থের ওয়েব ফিট হতে পারবে তা হচ্ছে এটি এরপরে এটি এরপর এটি এভাবে ক্রমাগত ছোট থেকে ছোট ওয়েব লেন্থের ওয়েভ এই বক্সে ফিট করা যাবে সেই ক্ষেত্রে ওয়েবের ফ্রিকোয়েন্সি ক্রমাগত বাড়বে এবং এভাবে কতটা হাই ফ্রিকোয়েন্সির ওয়েব ফিট হতে পারবে এর কোন সীমা নেই এখন বক্সে থাকা যেকোনো ওয়েব লেন্থের ওয়েবের এভারেজ এনার্জি যদি ইনোট হয় তবে বক্সে ইনফিনিটি
সংখ্যক ওয়েব লেন্থের ওয়েব থাকবে ফলাফল মোট এনার্জি হবে ইনফিনিটি যা স্পষ্টতই একটি ভুল এরপরেও যদি আমরা এই বিষয়টির গ্রাফ অংকন করি তবে সকল তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের ওয়েবের ইন্টেনসিটি সমান হবে ফলাফল ইন্টেনসিটির বিপরীতে ওয়েভলেন্থের গ্রাফ হবে এমন কিন্তু রেল এজেন্স এর ব্যাখ্যার মাধ্যমে এমন গ্রাফ পাওয়া যায় যেখানে আল্ট্রাভায়োলেটের দিকে গ্রাফ ইনফিনিটির দিকে চলে যায় অর্থাৎ যেকোনো তাপমাত্রার ব্ল্যাক বডি ইনফিনিট এনার্জি নির্গত করবে যা এক্সপেরিমেন্টের মাধ্যমে পাওয়া ফলাফলের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ নয় এমনকি সাধারণ সেন্সেও অসম্ভব বিষয় এবং এই বিষয়টিকেই পরবর্তীতে নাম দেওয়া হয় আল্ট্রাভায়োলেট ক্যাটাস্ট্রফি এখন প্রশ্ন হচ্ছে রেলেজিস এর ব্যাখ্যায় গ্রাফ কেন ইনফিনিটির দিকে ধাবিত হয় এক্ষেত্রে অবশ্য
ওয়েবের ডিগ্রি অফ ফ্রিডম বিষয়টি বুঝতে হবে ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ওয়েভ কে এভাবে উপস্থাপন করার ক্ষেত্রে বিষয়টি একমাত্রিক কিন্তু ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ওয়েব প্রকৃত অর্থে ত্রিমাত্রিক বা থ্রি ডাইমেনশনাল অবশ্য কম্পিউটার স্ক্রিনের মাধ্যমে থ্রিডি দেখানো সম্ভব নয় তবে টুডি তে দেখানো সম্ভব বক্সে থাকা সর্বোচ্চ তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের ওয়েবের টুডি উপস্থাপন হবে এমন যা শুধুমাত্র একটি উপায়ে অসিলেট করতে পারবে অর্থাৎ ডিগ্রি অফ ফ্রিডম হবে ওয়ান এবার পরবর্তী ওয়েভ যদি বিবেচনা করি তবে এটি এক উপায়ে নয় বরং দুই উপায়ে অসিলেট করতে পারবে বা স্পন্দিত হতে পারবে একটি হচ্ছে এভাবে অন্যটি হচ্ছে এভাবে অর্থাৎ এই ক্ষেত্রে ডিগ্রি অফ ফ্রিডম হবে টু এর পরবর্তী ওয়েবের ক্ষেত্রে
ডিগ্রি অফ ফ্রিডম হবে থ্রি এভাবে ওয়েবের ওয়েবলেন্থ যত ছোট হবে অর্থাৎ ফ্রিকোয়েন্সি যত বাড়বে ততই ডিগ্রি অফ ফ্রিডম বাড়বে এখন ডিগ্রি অফ ফ্রিডম বাড়ার সাথে সাথে ওই ওয়েবের টোটাল এনার্জিও বাড়বে যার ফলে ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির সাথে সাথে এনার্জির বিষয়টি ইনফিনিটির দিকে ধাবিত হয় এবং এইজন্য গ্রাফে দেখা যায় হাই ফ্রিকোয়েন্সি বা স্মল ওয়েভলেন্থের দিকে এসে গ্রাফ ইনফিনিটির দিকে চলে যায় এভাবেই ক্লাসিক্যাল ফিজিক্স ব্ল্যাক বডি রেডিয়েশন ব্যাখ্যা করতে চরমভাবে ব্যর্থ হয় অর্থাৎ কোন একটি বস্তুর রেডিয়েশন প্রসেস ক্লাসিক্যাল ফিজিক্স ব্যাখ্যা করতে পারছে না তখন সামনে আসেন জার্মান সাইন্টিস্ট ম্যাক্স প্লাঙ্ক ম্যাক্স প্লাঙ্ক লক্ষ্য করেন রেলেজিস ল থেকে প্রাপ্ত গ্রাফ
এবং ব্ল্যাক বডি রেডিয়েশনের এক্সপেরিমেন্টাল গ্রাফের লো ফ্রিকোয়েন্সির অংশের মধ্যে সাদৃশ্য রয়েছে কিন্তু ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ার সাথে সাথে রেলেজিস এর গ্রাফ মূল গ্রাফ থেকে সরে যাচ্ছে তখন ম্যাক্স প্লাঙ্ক ধারণা করেন ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ওয়েবের প্রত্যেক ডিগ্রি অফ ফ্রিডমে যে এভারেজ এনার্জি সমান ধরা হয়েছে সেখানেই হয়তো সমস্যা রয়েছে তখন ম্যাক্স প্লাঙ্ক বলেন লাইটকে কন্টিনিউয়াস এনার্জির পরিবর্তে এনার্জি প্যাকেট বা কোয়ান্টা বিবেচনা করতে হবে এখন এই কোয়ান্টা বিষয়টি আরেকটু সহজ করে বলা যাক দুই ধরনের সিঁড়ি বিবেচনা করুন একটি ফ্ল্যাট সিঁড়ি এবং অন্যটি সাধারণ ধাপ বিশিষ্ট সিঁড়ি আলোকে কন্টিনিউয়াস এনার্জি বিবেচনা করলে সেটি হবে প্রথম ফ্ল্যাট সিঁড়ির মতো অন্যদিকে কোয়ান্টা বিবেচনা করলে সেটা
হবে ধাপসির মতো এখন ধাপসিকে যদি আমরা অনেক দূর থেকে দেখি তবে ধাপসিকে কিন্তু ফ্ল্যাট সিঁড়ির মতোই মনে হবে ঠিক একই বিষয় আলোর ক্ষেত্রে ঘটে আলোর এনার্জি প্যাকেট বা কোয়ান্টা গুলো এতই ছোট যার ফলে আমাদের চোখে আলোকে কন্টিনিউয়াস মনে হয় এই বিষয়টিকে আপনি অনেকগুলো লাইন বিবেচনা করতে পারেন অনেকগুলো লাইন যদি খুবই কাছাকাছি থাকে এবং আমরা যদি লাইনগুলোকে দূর থেকে দেখি তবে লাইনগুলো যে পরস্পর থেকে আলাদা তা বুঝতে পারবো না বরং সবগুলো লাইনকে মিলিতভাবে একটি লাইন বা কন্টিনিউয়াস মনে হবে এখন আলোর এনার্জিকে কোয়ান্টা বিবেচনা করার পর ম্যাক্স প্লাগ বলেন আলোর এই কোয়ান্টা বা এনার্জি ফ্রিকোয়েন্সির সমানুপাতিক হবে
অর্থাৎ ই সমানুপাতিক এফ বা ইকুয়াল টু এইচ এফ এবং এখান থেকে জন্ম নেয় প্লাঙ্ক কনস্ট্যান্ট এইচ প্লাঙ্ক কনস্ট্যান্ট এর মান 662 ইনটু 10 টু পাওয়ার মাইনাস 34 জুল সেকেন্ড অবশ্য এই মান বের করার ক্ষেত্রে অনেকের অবদান রয়েছে এখন ইকুয়াল টু এইচ এফ এই সমীকরণটি ভালোভাবে লক্ষ্য করুন কোন একটি তরঙ্গের ফ্রিকোয়েন্সি যদি শূন্য হয় তবে তার এনার্জি হবে শূন্য জুল এবার ফ্রিকোয়েন্সি যদি এক হয় তবে এনার্জি হবে 662 ইনটু 10 টু পাওয়ার মাইনাস 34 জুল এবার ফ্রিকোয়েন্সি যদি টু হয় তবে এনার্জি হবে 662 ইনটু 10 টু পাওয়ার মাইনাস 34 ইনটু টু তার মানে এনার্জি কন্টিনিউয়াস নয়
বরং একটি নির্দিষ্ট সংখ্যার গুণিতক অর্থাৎ কোন একটি বস্তুতে মিনিমাম 662 ইনটু 10 টু পাওয়ার মাইনাস 34 জুল কিংবা এর গুণিতক জুল এনার্জি থাকবে এর বাইরে অন্য কোন এনার্জি সম্ভব নয় এবং ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ার সাথে সাথে এনার্জি প্যাক বা কোয়ান্টা তৈরি হতে বেশি এনার্জির প্রয়োজন হবে যেমন একটি 10 হz ফ্রিকোয়েন্সির কোয়ান্টা তৈরি হতে 10 এইচ এনার্জির প্রয়োজন হবে অন্যদিকে একটি 1000 হz ফ্রিকোয়েন্সির কোয়ান্টা তৈরি হতে 1000 এইচ এনার্জি লাগবে এবার এই বিষয়টি ব্ল্যাক বডি রেডিয়েশনের ক্ষেত্রে বিবেচনা করা যাক হাই ফ্রিকোয়েন্সির কোয়ান্টা বা ফোটন তৈরি হতে বেশি পরিমাণ এনার্জির প্রয়োজন হবে কিন্তু সেই পরিমাণ এনার্জি যদি সিস্টেমে না
থাকে তাহলে হাই ফ্রিকোয়েন্সির কোয়ান্টা তৈরি হবে না যার ফলে হাই ফ্রিকোয়েন্সিতে গ্রাফ নিচে নেমে আসবে বিষয়টি আরেকটু সহজ করে বলা যাক মনে করুন কোন একটি সিস্টেমে ই পরিমাণ এনার্জি রয়েছে এখন এই এনার্জির মাধ্যমে লো ফ্রিকোয়েন্সির অনেকগুলো কোয়ান্টা তৈরি হতে পারবে কিন্তু ফ্রিকোয়েন্সি কিছুটা বাড়লে সেক্ষেত্রে আগের মত কোয়ান্টা তৈরি হতে পারবে না বরং আগের চেয়ে কম সংখ্যক কোয়ান্টা তৈরি হবে এবার ফ্রিকোয়েন্সি যদি আরো বাড়ে তাহলে কোয়ান্টার সংখ্যা আরো কমে আসবে এখন ব্ল্যাক বোর্ডের একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় এনার্জির পরিমাণ নির্দিষ্ট যার ফলে বক্সের ভেতর সম্ভাব্য সকল ইলেকট্রোম্যাগনেটিক স্ট্যান্ডিং ওয়েভ থাকলেও হাই ফ্রিকোয়েন্সির যথেষ্ট কোয়ান্টা তৈরি হবে না ফলাফল
ব্ল্যাক বডি রেডিয়েশনের গ্রাফ ইনফিনিটির দিকে না গিয়ে এক্সপেরিমেন্টাল ডেটার সাথে মিলে যাবে এভাবে এনার্জিকে কোয়ান্টাইজ বিবেচনা করে নতুন ধরনের ফিজিক্স সামনে আসে যাকে বর্তমানে আমরা কোয়ান্টাম ফিজিক্স বা কোয়ান্টাম মেকানিক্স হিসেবে জানি এখন কোয়ান্টাম বা কোয়ান্টাইজেশন এই বিষয়টি নিয়ে আরো কিছু কথা বলা যাক যেন বিষয়টি আরো ভালোভাবে উপলব্ধি করতে পারেন যেকোনো দুটি পূর্ণ সংখ্যার মধ্যে অসংখ্য মূলদ এবং অমূলদ সংখ্যা রয়েছে যার কোন শেষ নেই অর্থাৎ এই বিষয়টি কন্টিনিউয়াস কিন্তু এনার্জির ক্ষেত্রে বিষয়টি এমন নয় কোন একটি সিস্টেমের এনার্জি হয় শূন্য নয়তো 66 ইনটু 10 টু পাওয়ার মাইনাস 34 জুল কিংবা এই সংখ্যার গুণিতক হতে পারবে এই মানের
মধ্যবর্তী মানের কোন এনার্জি সম্ভব নয় এখন ধাপসির মত একটি নির্দিষ্ট ব্যবধানে আগানো এটি হচ্ছে কোয়ান্টার ধারণা আপনি এই যে ভিডিওটি দেখছেন ভিডিওটি হয়তো আপনার কাছে কন্টিনিউয়াস মনে হচ্ছে কিন্তু ভিডিওটি মূলত অনেক অনেকগুলো স্টিল ইমেজের সমষ্টি ভিডিওটি 60 ফ্রেম পার সেকেন্ড এর মানে হচ্ছে প্রতি সেকেন্ডে সাতটি স্টিল ইমেজের মাধ্যমে ভিডিওটি তৈরি হয়েছে তার মানে ভিডিওটি কন্টিনিউয়াস মনে হলেও আসলে এটি কন্টিনিউয়াস নয় অনেকগুলো স্টিল ইমেজের সমষ্টি এনার্জির মতই ধারণা করা হয় স্পেস এবং টাইম এগুলো কন্টিনিউয়াস নয় বরং কোয়ান্টাইজড অর্থাৎ স্পেস এবং টাইমকে ইনফিনিটলি স্মল ইউনিটে বিভক্ত করা সম্ভব নয় একটি সীমার পর এরাও হয়তো আর বিভাজ্য হবে
না অর্থাৎ কোয়ান্টাইজড স্পেসের ক্ষেত্রে সময় থেকে আমার মনে একটি প্রশ্ন উদয় হতো এবং তা হচ্ছে আমরা যে হেঁটে সামনে এগিয়ে যাই তখন ক্ষুদ্রতম কতটুকু স্পেস অতিক্রম করি যাই হোক ম্যাক্স প্লাঙ্কের এনার্জি কোয়ান্টা থিওরির মাধ্যমে পরবর্তীতে আইনস্টাইন ফটো ইলেকট্রিক ইফেক্ট ব্যাখ্যা করেছিলেন 1918 সালে ম্যাক্স প্লাঙ্ক তার এনার্জি কোয়ান্টা আবিষ্কারের জন্য নোবেল পুরস্কার পেয়েছিলেন এবং 1921 সালে ফটো ইলেকট্রিক ইফেক্ট এর জন্য আলবার্ট আইনস্টাইন কে নোবেল পুরস্কার দেয়া হয়েছিল প্লাঙ্ক কনস্ট্যান্ট এবং কোয়ান্টাম ফিজিক্স এই বিষয়গুলো সামনে এসে এসেছিল মূলত ব্ল্যাক বডি রেডিয়েশন স্টাডি করতে গিয়ে এখন এই ব্ল্যাক বডি রেডিয়েশন আসলে কি এই বিষয়টি বিস্তারিত জানতে এই ভিডিওটি
দেখতে পারেন ভিডিও ভালো লাগলে বিজ্ঞান পাইসি পরিবারে যুক্ত হয়ে সাথে থাকতে পারেন
