কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের ভূমিকা

উইকিপিডিয়া, মুক্ত বিশ্বকোষ থেকে
(কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ভূমিকা থেকে পুনর্নির্দেশিত)
Jump to navigation Jump to search

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ভূমিকা কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান খুব ছোটের বিজ্ঞান। এটি পদার্থের আচরণ এবং পরমাণু এবং অতিপারমাণবিক কণার  স্কেলের উপর শক্তির সঙ্গে তার মিথস্ক্রিয়ার ব্যাখ্যা।

বৈসাদৃশ্য দ্বারা শাসক পদার্থে শুধুমাত্র চাঁদের মত জ্যোতির্বিদ্যা সংস্থাগুলির আচরণ সহ মানুষের অভিজ্ঞতার সাথে পরিচিত স্কেলে বিষয় ও শক্তিকে ব্যাখ্যা করে। শাস্ত্রীয় পদার্থবিজ্ঞান এখনও অনেক আধুনিক বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি ব্যবহার করা হয়। তবে ১৯ শতকের শেষের দিকে বিজ্ঞানীরা বৃহদাকার (ম্যাক্রো) এবং ক্ষুদ্র (মাইক্রো) উভয়ের পার্থক্য বিশ্লেষণ করে যে, শাস্ত্রীয় পদার্থবিজ্ঞান ব্যাখ্যা করতে পারেনি।[১] দর্শনীয় ঘটনা এবং শাস্ত্রীয় তত্ত্বের মধ্যে অসঙ্গতি সংশোধন করার ইচ্ছাটি পদার্থবিজ্ঞানে দুটি প্রধান বিপ্লবকে নেতৃত্ব দেয়, যা আপেক্ষিকতার তত্ত্ব এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্সের বিকাশের মূল বৈজ্ঞানিক দৃষ্টান্ত পরিবর্তনের সৃষ্টি করে।[২] এই নিবন্ধটি বর্ণনা করে যে, কিভাবে পদার্থবিজ্ঞানগুলি ক্লাসিক্যাল পদার্থবিজ্ঞানের সীমাবদ্ধতাগুলি আবিষ্কার করে এবং ২০ শতকের প্রথম দশকের কোয়ান্টাম তত্ত্বের মূল ধারণাগুলি উন্নত করে। এটি এই ধারণাগুলির প্রায় পুরোটাই নির্দেশ করে, যা তারা প্রথম আবিষ্কার করেছিল। বিষয়টির আরও সম্পূর্ণ ইতিহাসের জন্য কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ইতিহাস দেখুন।

হালকা কণা এবং অন্যান্য মতামত যেমন লঘু মত কিছু ক্ষেত্রে আচরণ। মহাবিশ্বের বস্তুর উপাদান যেমন ইলেকট্রন এবং পরমাণুর মতো কণাগুলি গঠিত হয় তেমনি তরঙ্গের আচরণও প্রদর্শন করা হয়। কিছু আলোক উত্স যেমন নিয়ন আলো শুধুমাত্র আলোর নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি বন্ধ করে দেয়। কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান দেখায় যে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ অন্য সকল ফর্মের সাথে আলোর আলাদা আলাদা ইউনিট যা ফোটনগুলির নাম বলে। একটি একক ফোটন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ক্ষেত্রের একটি কোয়ান্টাম বা ক্ষুদ্রতম পরিমাপযোগ্য পরিমাণে কারণ আংশিক ফোটনটি কখনও দেখা যায় নি। আরও বিস্তৃতভাবে কোয়ান্টাম মেকানিক্স দেখায় যে, বহুবিধ পদার্থ যেমন কৌণিক ভরবেগ যা ক্রমবর্ধমান মেকানিকের জুম আউট ভিউতে ক্রমাগত প্রদর্শিত হয় (কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ছোট, জুম ইন-স্কেলে) নিরবচ্ছিন্ন। কৌণিক ভরবেগ একটি পৃথক অনুমোদনযোগ্য মানের একটি সেট নিতে প্রয়োজন, এবং যেহেতু এই মানের মধ্যে ফাঁক তাই মিনিট, পারমাণবিক স্তরের উপর অস্পষ্টতা শুধুমাত্র স্পষ্ট হয়।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের অনেক দিক প্রতিবিম্বিত এবং বিপর্যয়কর বলে মনে হতে পারে, কারণ তারা আচরণকে বোঝায়, যা বড় দৈর্ঘ্যের স্ফুলিঙ্গে দেখা যায়। কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানী রিচার্ড ফেনম্যান কোয়ান্টাম মেকানিক্সের কথায় প্রকৃতির সাথে সম্পর্কযুক্ত। উদাহরণ স্বরূপ, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের অনিশ্চয়তা নীতির অর্থ হল এক পরিমাপ (যেমন একটি কণার অবস্থান), আরো নিবিড়ভাবে এক পিনের মতো একই কণা (যেমন তার ভরবেগ) সংক্রান্ত অন্য কোনও পরিমাপ কম হওয়া উচিত।

প্রথম কোয়ান্টাম তত্ত্ব: সর্বোচ্চ প্লাংক এবং কালো শরীরের বিকিরণ[সম্পাদনা]

গরম ধাতুর কাজ উচ্চ তাপমাত্রার কারণে নির্গত তাপীয় বিকিরণটির দৃশ্যত অংশ হলুদ কমলা আলো। ছবির অন্য সবকিছু তাপীয় বিকিরণের সাথেও দিশেহারা, কিন্তু কম আলো এবং মানুষের চোখের তুলনায় এখন আর তরঙ্গদৈর্ঘ্য নেই। একটি দূরবর্তী ক্যামেরা এই বিকিরণ পালন করতে পারেন।

থার্মাল বিকিরণ বস্তুর অভ্যন্তরীণ শক্তির কারণে একটি বস্তুর পৃষ্ঠ থেকে নির্গত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ হয়। যদি একটি বস্তু যথেষ্ট পরিমাণে গরম হয় তবে এটি স্প্রেডের লাল প্রান্তে আলো ছড়াতে শুরু করে কারণ এটি লাল গরম হয়ে ওঠে।

তাপটিকে আরও লাল করে হলুদ সাদা এবং নীল রং পরিবর্তন করতে পারে কারণ এটি ক্রমবর্ধমান ক্ষুদ্র তরঙ্গদৈর্ঘ্যের (উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি) আলোকে নির্গত করে। একটি নিখুঁত ইমিটার একটি নিখুঁত শোষক হয়, যখন এটি ঠান্ডা হয়, যেমন একটি বস্তুর পুরোপুরি কালো দেখায় কারণ এটি সব আলো যে, এটির উপর শোষক  এবং নির্গত কেউ না। ফলস্বরূপ একটি আদর্শ তাপ নির্গমন, একটি কালো শরীর হিসাবে পরিচিত হয় এবং এটি নির্গত বিকিরণ কালো শরীরের বিকিরণ বলা হয়।

একটি শরীর দ্বারা নির্গত বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি, তাপ বিকিরণ সংখ্যা ভবিষ্যদ্বাণী। প্লাংকের আইন (সবুজ) দ্বারা পূর্বাভাসকৃত মানগুলি সঠিকভাবে রেইলেই জিন্স আইন (লাল) এবং ভিয়েনা শংসাপত্র (নীল) এর শাস্ত্রীয় মূল্যের বিপরীতে বিপরীত।

ঊনবিংশ শতাব্দীর শেষের দিকে, তাপীয় বিকিরণ মোটামুটি ভালভাবে পরীক্ষামূলকভাবে চিহ্নিত ছিল। তবে শাস্ত্রীয় পদার্থবিদ্যা রেইলেই জিন্স আইন নেতৃত্বে যা চিত্রের মধ্যে দেখানো, কম ফ্রিকোয়েন্সি ভাল পরীক্ষামূলক ফলাফলের সঙ্গে সম্মত, কিন্তু দৃঢ়ভাবে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি অসম্মত। পদার্থবিজ্ঞানীরা একক তত্ত্ব অনুসন্ধান করে, যা সমস্ত পরীক্ষামূলক ফলাফল ব্যাখ্যা করে।

প্রথম মডেলটি তাপীয় বিকিরণ পূর্ণ বর্ণমালা ব্যাখ্যা করতে সক্ষম হয়েছিল 1900 সালে ম্যাক্স প্লাংকের দ্বারা এগিয়ে রাখা।[৩] তিনি একটি গাণিতিক মডেল প্রস্তাব করেন যেখানে তাপীয় বিকিরণ হরমোনিক ওসিলেটরসগুলির একটি সেটের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ ছিল। পরীক্ষামূলক ফলাফল পুনরুত্পাদন করার জন্য, তিনি অনুমান করেছিলেন যে, প্রতিটি অসিলেটর কোনও অজ্ঞাত শক্তির নির্গত ক্ষমতা ছাড়াই তার একক চরিত্রগত ফ্রিকোয়েন্সিতে শক্তির ইউনিটের একটি পূর্ণ সংখ্যা প্রকাশ করে। অন্য শব্দের মধ্যে একটি অসিলেটর দ্বারা নির্গত শক্তি নিরবচ্ছিন্ন ছিল। প্লাংকের মতে, প্রতিটি অপসিলারের জন্য শক্তির পরিমাণ অনুপাতের সমানুপাতিক ছিল; সমানুপাতের ধ্রুবক এখন প্লাংক ধ্রুবক হিসাবে পরিচিত। প্লাংক ধ্রুবক, সাধারণত h হিসাবে লিখিত, এর মান আছে 6.63 × 10-34 জে এস। সুতরাং, ফ্রিকোয়েন্সি f এর একটি oscillator শক্তি E দ্বারা দেওয়া হয় 

[৪]

যেমন দীপক শরীরের রং পরিবর্তন করার জন্য এটির তাপমাত্রা পরিবর্তন প্রয়োজন। প্লাংকের আইনটি ব্যাখ্যা করে কেন একটি শরীরের তাপমাত্রা বাড়িয়ে তা সামগ্রিকভাবে আরো শক্তি নির্গত করে দেয় এবং এর মানে হল যে শক্তির একটি বৃহত অংশটি বর্ণালি এর ভায়োলেট শেষের দিকে। 

প্ল্যাংকের আইনটি পদার্থবিজ্ঞানে প্রথম কোয়ান্টাম তত্ত্ব ছিল এবং 1918 সালে প্ল্যাংক নোবেল পুরস্কার লাভ করে "তিনি কোয়ান্টামের আবিষ্কারের মাধ্যমে পদার্থবিজ্ঞানের অগ্রগতির স্বীকৃতিতে"।[৫] এ সময় প্লাংকের মতামত ছিল যে কোয়ানাইজেশন কেবল বিশ্লেষণাত্মক গাণিতিক গঠন (বরং এখন বিশ্বাস করা হয়) বরং আমাদের বিশ্বব্যাপী একটি মৌলিক পরিবর্তন।[৬]

ফোটন: হালকা পরিমাণে[সম্পাদনা]

ফটোইলেক্ট্রিক প্রভাব[সম্পাদনা]

হালকা ফলাফল হচ্ছে কোয়ান্টিস্ড[সম্পাদনা]

বস্তুর পরিমাণ নির্ধারণ: পরমাণুর বোর মডেল[সম্পাদনা]

তরঙ্গ-কণা দ্বৈততা[সম্পাদনা]

ডাবল স্লিট পরীক্ষা[সম্পাদনা]

বোর মডেলের আবেদন[সম্পাদনা]

ঘূর্ণন[সম্পাদনা]

আধুনিক কোয়ান্টাম মেকানিক্সের উন্নয়ন[সম্পাদনা]

কোপেনহেগেন ব্যাখ্যা[সম্পাদনা]

অনিশ্চয়তা নীতি[সম্পাদনা]

তরঙ্গ ক্রিয়া পতন[সম্পাদনা]

এগেনস্টেটস এবং এগেনভ্যালুজ[সম্পাদনা]

পাউলি বর্জন নীতি[সম্পাদনা]

হাইড্রোজেন পরমাণুর প্রয়োগ[সম্পাদনা]

  1. "Quantum Mechanics"National Public Radio। সংগ্রহের তারিখ ২২ জুন ২০১৬ 
  2. Kuhn, Thomas S. The Structure of Scientific Revolutions. Fourth ed. Chicago; London: The University of Chicago Press, 2012. Print.
  3. This result was published (in German) as   |শিরোনাম= অনুপস্থিত বা খালি (সাহায্য)|title= অনুপস্থিত বা খালি (সাহায্য) . English translation: "On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum   |শিরোনাম= অনুপস্থিত বা খালি (সাহায্য)|title= অনুপস্থিত বা খালি (সাহায্য) ".
  4. Francis Weston Sears (১৯৫৮)। Mechanics, Wave Motion, and Heat। Addison-Wesley। পৃ: ৫৩৭।Francis Weston Sears (১৯৫৮)। Mechanics, Wave Motion, and Heat। Addison-Wesley। পৃষ্ঠা 537। 
  5. "The Nobel Prize in Physics 1918"Nobel Foundation। সংগ্রহের তারিখ ২০০৯-০৮-০১ 
  6. Kragh, Helge (১ ডিসেম্বর ২০০০)। "Max Planck: the reluctant revolutionary"। PhysicsWorld.com।