বিক্ষেপণ: সংশোধিত সংস্করণের মধ্যে পার্থক্য

উইকিপিডিয়া, মুক্ত বিশ্বকোষ থেকে
বিষয়বস্তু বিয়োগ হয়েছে বিষয়বস্তু যোগ হয়েছে
ট্যাগ: মোবাইল সম্পাদনা মোবাইল ওয়েব সম্পাদনা উচ্চতর মোবাইল সম্পাদনা
সম্পাদনা সারাংশ নেই
ট্যাগ: মোবাইল সম্পাদনা মোবাইল ওয়েব সম্পাদনা উচ্চতর মোবাইল সম্পাদনা
৩৯ নং লাইন: ৩৯ নং লাইন:
[[বিষয়শ্রেণী:বিক্ষেপণ]]
[[বিষয়শ্রেণী:বিক্ষেপণ]]
[[বিষয়শ্রেণী:ভৌত ঘটনা]]
[[বিষয়শ্রেণী:ভৌত ঘটনা]]
[[[[বিষয়শ্রেণী:পারমাণবিক পদার্থবিজ্ঞান]]
[[বিষয়শ্রেণী:পারমাণবিক পদার্থবিজ্ঞান]]
[[বিষয়শ্রেণী:নিউক্লীয় পদার্থবিজ্ঞান]]
[[বিষয়শ্রেণী:নিউক্লীয় পদার্থবিজ্ঞান]]
[[বিষয়শ্রেণী:কণা পদার্থবিজ্ঞান]]
[[বিষয়শ্রেণী:কণা পদার্থবিজ্ঞান]]

১৫:৫১, ১০ অক্টোবর ২০২১ তারিখে সংশোধিত সংস্করণ

পদার্থবিজ্ঞানের বহু-সংখ্যক ভৌত প্রক্রিয়াকে বিক্ষেপণ নামে অভিহিত করা হয় যেখানে কোন মাধ্যমে গতিশীল কণাকে অথবা আলো বা শব্দের মতো কয়েক ধরনের বিকিরণকে এর অনুরূপ নয় এমন অবস্থা (non-uniformities বা অসমরূপতা) দ্বারা (যার মধ্যে কণা এবং বিকিরণও অন্তর্ভুক্ত) এর সঞ্চারপথ থেকে বিচ্যুত হতে বাধ্য করা হয়। সাধারণ ব্যবহারের ক্ষেত্রে প্রতিফলনের সূত্র দ্বারা অনুমিত প্রতিফলন কোণ থেকে প্রতিফলিত বিকিরণের বিচ্যুতিকেও বিক্ষেপণের অন্তর্ভুক্ত করা হয়। যেসব বিকিরণের প্রতিফলনের ক্ষেত্রে বিক্ষেপণ ঘটে অর্থাৎ যেসব প্রতিফলিত বিকিরণের বিক্ষেপণ ঘটে তাদেরকে সচরাচর অপসারী প্রতিফলন এবং অবিক্ষিপ্ত প্রতিফলনকে নিয়মিত প্রতিফলন বলা হয়। (অন্ততপক্ষে ১৭ শতকের আইজাক নিউটনের সময়ে[১]) বিক্ষেপণ শব্দটি দ্বারা মূলত আলোর বিক্ষেপণকেই বোঝানো হত। "রশ্মি"-সদৃশ প্রপঞ্চ বা বিষয়গুলো আবিষ্কৃত হলে বিক্ষেপণের ধারণা এসব বিষয়ের ক্ষেত্রেও সম্প্রসারিত হয় যার ফলে ১৮০০ সালে উইলিয়াম হার্শেল "তাপ রশ্মি"র বিক্ষেপণের প্রসঙ্গটি তুলে ধরতে পারতেন (প্রকৃতিতে তাপ যে তড়িচ্চুম্বকীয় সেটা তখনও স্বীকৃতি পায়নি)।[২] জন টিন্ডাল যিনি আলোর বিক্ষেপণ সংক্রান্ত গবেষণার একজন অগ্রদূত তিনি ১৮৭০ এর দশকে আলো এবং শব্দের বিক্ষেপণের মধ্যকার যে সম্পর্ক বিদ্যমান তা লক্ষ্য করেন।[৩] ১৯ শতকের শেষের দিকে ক্যাথোড রশ্মি (ইলেকট্রন রশ্মি)[৪] এবং এক্স-রে[৫] এর বিক্ষেপণ পর্যবেক্ষণ এবং তা নিয়ে আলোচনা করা হত। অতিপারমাণবিক কণার আবিষ্কার (যেমন: ১৯১১ সালে আর্নেস্ট রাদারফোর্ডের আবিষ্কার[৬]) এবং ২০ শতকে কোয়ান্টাম তত্ত্বের বিকাশের সাথে সাথে, উপরন্তু আলোর বিক্ষেপণের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত গাণিতিক কাঠামো অন্যান্য অনেক প্রপঞ্চের ক্ষেত্রেও যে প্রয়োগ করা সম্ভবপর সেটা স্বীকার করে নেওয়ার ফলে বিক্ষেপণের ধারণাটির অনেক সম্প্রসারণ ঘটে।

উপরের আলোচনা অনুসারে অণু, পরমাণু, ইলেকট্রন, ফোটন এবং অন্যান্য কণার মধ্যে যে কণা-কণা সংঘর্ষ (কণা পদার্থবিজ্ঞানের ভাষায় যা বিশেষ একটি ঘটনা) তাকে বিক্ষেপণ হিসেবে উল্লেখ করা যায়। এর উদাহরণ হিসেবে রয়েছে: পৃথিবীর ঊর্ধ্ব বায়ুমণ্ডলে মহাজাগতিক রশ্মির বিক্ষেপণ, কণা ত্বরক যন্ত্রের ভিতর কণার সংঘর্ষ, ফ্লুরোসেন্ট বাতির ভিতরে গ্যাস পরমাণুর ইলেকট্রন বিক্ষেপণ এবং পারমাণবিক চুল্লীর ভিতরে নিউট্রন বিক্ষেপণ[৭]

যেসব অসমরূপতা (non-uniformities) বিক্ষেপণ ঘটায় তাদেরকে সাধারণত বিক্ষেপক (scatterer) বা বিক্ষেপণ কেন্দ্র (scattering center) বলা হয়। তালিকায় এদের সংখ্যা অত্যাধিক যাদের কয়েকটি হলো: কণা, বুদবুদ, ফোঁটা বা ড্রপলেট, তরল পদার্থের ঘনত্বের ওঠানামা, পলিক্রিস্টালাইন কঠিন পদার্থে বিদ্যমান ক্রিস্টালাইট (স্ফটিক বিশেষ), মনোক্রিস্টালাইন কঠিন পদার্থের ত্রুটি , পৃষ্ঠতলের রুক্ষতা, জীবদেহের কোষ, এবং কাপড়ের থাকা (সুতার) তন্তু; এমনকি তরল বা প্রবাহী বস্তুতে ঘনত্বের তারতম্যও বিক্ষেপণ ঘটাতে সক্ষম। প্রায় যেকোনো ধরনের চলমান তরঙ্গ বা গতিশীল কণার চলার পথে এই ধরনের ঘটনার লক্ষণ বা প্রভাব দেখা গেলে একে বিক্ষেপণ তত্ত্বের কাঠামোতে ব্যাখ্যা করা সম্ভব।

যেসব বিষয়ের ক্ষেত্রে বিক্ষেপণ আর বিক্ষেপণ তত্ত্ব খুবই তাৎপর্যপূর্ণ তাদের মধ্যে মধ্যে রয়েছে রাডারের মাধ্যমে দূর অনুধাবণ, চিকিৎসায় ব্যবহৃত শব্দোত্তর তরঙ্গ বা আল্ট্রাসনোগ্রাফি, অর্ধপরিবাহী ওয়েফারের পরীক্ষণ, পলিমারকরণ প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ-নিয়ন্ত্রণ, শব্দ নিরোধক দিয়ে আচ্ছাদনের প্রক্রিয়া (acoustic tiling), শূন্যস্থান দিয়ে যোগাযোগ, এবং কম্পিউটার জেনেরেটেড ইমেজারি বা কম্পিউটার গ্রাফিক্সের মাধ্যমে ছবি তৈরিকরণ।[৮] কণা পদার্থবিজ্ঞান, পারমাণবিক, আণবিক ও আলোকীয় পদার্থবিজ্ঞান, নিউক্লীয় পদার্থবিজ্ঞান এবং জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞানের মতো বিষয়ের ক্ষেত্রে কণা-কণা বিক্ষেপণ তত্ত্ব খুবই গুরুত্বপূর্ণ। কণা পদার্থবিজ্ঞানে কোয়ান্টাম মিথস্ক্রিয়া এবং মৌলিক কণার বিক্ষেপণকে বিক্ষেপণ ম্যাট্রিক্স বা S-ম্যাট্রিক্সের মাধ্যমে ব্যাখ্যা করা হয়। S-ম্যাট্রিক্সের প্রবর্তন এবং বিকাশ হয়েছে জন আর্চিবল্ড হুইলার এবং ভের্নার কার্ল হাইজেনবের্গ এর হাত ধরে।[৯]

বিভিন্ন ধারণার আলোকে বিক্ষেপণের পরিমাণ নির্ণয় করা যায়, যাদের মধ্যে রয়েছে: বিক্ষেপণ ক্রস সেকশন (σ), ক্ষয় সহগসমূহ, দ্বিমুখী বিক্ষেপণ বণ্টন ফাংশন (BSDF), S-ম্যাট্রিক্সসমূহ এবং গড় মুক্ত পথ

একক এবং বহুমুখী বিক্ষেপণ

রাতের আকাশে ক্ষীণ ও পরিব্যাপ্ত দ্যুতির যে কক্ষপথীয় আলো (Zodiacl light) বা নকল ভোর দেখতে পাওয়া যায় তা আসলে সৌরজগতের ধ্রুব সমতল ব্যাপি ছড়িয়ে থাকা আন্তঃগ্রহীয় ধূলার দ্বারা সূর্যালোকের বিক্ষেপণ থেকে উদ্ভূত হয়।[১০]

যখন কোন বিকিরণ কেবল একটি স্থানীয় বিক্ষেপণ কেন্দ্র দ্বারা বিক্ষিপ্ত হয় তখন একে একক বিক্ষেপণ বলা হয়। কিন্তু অধিকাংশ ক্ষেত্রেই বিক্ষেপণ কেন্দ্রগুলো একসাথে দলবদ্ধভাবে থাকে। এই ধরনের কেন্দ্রের সাথে সংঘর্ষের ফলে একটি বিকিরণের বহু বার বিক্ষেপণ ঘটে যাকে বহুমুখী বিক্ষেপণ (multiple scattering) বলা হয়।[১১] একক এবং বহুমুখী বিক্ষেপণ প্রতিক্রিয়ার মধ্যে প্রধান পার্থক্য হল এই যে, একক বিক্ষেপণকে সাধারণত একটি এলোমেলো বা লক্ষ্যহীন ঘটনা হিসেবে বিবেচনা করা যেতে পারে, পক্ষান্তরে কিছুটা এর বিপরীতে, বহুমুখী বিক্ষেপণকে আরও সুনির্ধারিত একটি প্রক্রিয়া হিসেবে ধারণা করা যেতে পারে; কারণ বিক্ষেপণ সংশ্লিষ্ট বহুসংখ্যক ঘটনার সমন্বিত ফল নির্ভর করে এর গড় ফলাফলে যা পাওয়া যায় তার উপর। এভাবে বহুমুখী বিক্ষেপণকে ব্যাপন তত্ত্বের আলোকে সচরাচর ভালভাবেই কল্পনা করা যায়।[১২]

ঠিক কোন পথে বিকিরণ আসছে তার উপর একক বিক্ষেপণের কেন্দ্রের অবস্থান প্রবলভাবে নির্ভর করার ঝোঁক বিদ্যমান। কিন্তু একক বিক্ষেপণের কেন্দ্রের অবস্থান সাধারণত বিকিরণের পথের সাপেক্ষে ভালভাবে জানা যায় না। ফলস্বরূপ এটি পর্যবেক্ষকের নিকট এলোমেলো মনে হয়। পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের মধ্য নিক্ষিপ্ত ইলেকট্রন এই ধরনের বিক্ষেপণের একটি উদাহরণ। এক্ষেত্রে ইলেকট্রনের সঞ্চার পথের সাপেক্ষে পরমাণুটির সঠিক অবস্থান জানা না থাকায় সংঘর্ষের পরে ইলেকট্রনটির প্রকৃত সঞ্চার পথ কি হবে তা অনুমান করা সম্ভব নয়। একারণে একক বিক্ষেপণকে সম্ভাব্যতার বণ্টনের দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়।

বহুমুখী বিক্ষেপণের ক্ষেত্রে মিথস্ক্রিয়ার যদৃচ্ছতা বা এলোপাতাড়ি অবস্থা বহুসংখ্যক বিক্ষেপণের গড় ফলাফলের (আউটকাম) প্রতি এমন ঝোঁক প্রবণতা দেখায় যে, এতে করে বিকিরণের চূড়ান্ত সঞ্চার পথ তীব্রতার একটি সুনির্ধারিত বণ্টন বলে মনে হয়। ঘন কুয়াশার মধ্য দিয়ে অতিক্রান্ত একটি স্বল্প আলোর বীমের মাধ্যমে এই বিক্ষেপণের উদাহরণ দেওয়া হয়। বহুমুখী বিক্ষেপণ ব্যাপনের (diffusion) একেবারেই অনুরূপ এবং অনেক ক্ষেত্রেই বহুমুখী বিক্ষেপণব্যাপন শব্দ দুটি পরস্পর বিনিময়যোগ্য। বহুমুখী বিক্ষেপণ উৎপাদনের নিমিত্তে নকশাকৃত আলোকীয় যন্ত্রকে ডিফিউজার বলা হয় যেগুলো সচরাচর আলোকচিত্রশিল্পে মৃদু আলো তৈরির জন্য ব্যবহার করা হয়।[১৩] কোন অনিয়মিত (random) মাধ্যমের দ্বারা বিক্ষিপ্ত সুসঙ্গত পশ্চাৎবিক্ষেপণ হলো পশ্চাৎবিক্ষেপণের সমৃদ্ধ একটি রূপ যা সুসঙ্গত বিকিরণকে বৃদ্ধি করার সময় ঘটে এবং এটি মূলত দুর্বল স্থানিক বিন্যাসের দরুন হয়ে থাকে।

তথাপি সকল একক বিক্ষেপণ কিন্তু অনিয়মিত (random) নয়। উদাহরণ স্বরূপ, সুনির্ধারিত ফলাফল সহযোগে কোন সূক্ষ্ম (মাইক্রোস্কোপিক) কণার বিক্ষেপণ ঘটাতে একটি সুনিয়ন্ত্রিত লেজার রশ্মিকে নির্দিষ্ট দিকে তাক করা যেতে পারে। যেমন: এই ধরনের পরিস্থিতি রাডারের বিক্ষেপেও দেখা যায়, যেখানে লক্ষ্যবস্তু হয়ে থাকে মানুষ কিংবা বিমানের মতো স্থুল (ম্যাক্রোস্কোপিক) কোন কিছু।

একইভাবে বহুমুখী বিক্ষেপণের ক্ষেত্রে বিশেষ করে সুসঙ্গত বিকিরণের বেলায় কখনো কখনো কিছুটা অনিয়মিত (random) ফলাফল পাওয়া যায়। সুসঙ্গত বিকিরণের বহুমুখী বিক্ষিপ্ত তীব্রতার এলোমেলো ওঠানামাকে স্পেকলবলা হয়। এছাড়া বিভিন্ন কেন্দ্র থেকে কোন সুসঙ্গত তরঙ্গের একাধিক অংশের বিক্ষেপণ ঘটলেও স্পেকলের দেখা মেলে। মিথস্ক্রিয়ার যদৃচ্ছতা বা এলোপাতাড়ি অবস্থা গড় ফলাফল (আউটকাম) নয় এরূপভাবে নির্দিষ্ট কিছু বিরল পরিস্থিতিতে বহুমুখী বিক্ষেপণ কেবল অল্প সংখ্যক মিথস্ক্রিয়ার সাথে জড়িত থাকতে পারে। সঠিকভাবে কল্পনার (modeling) ক্ষেত্রে সবচেয়ে কঠিন যে সিস্টেমগুলো, আলোচিত সিস্টেমগুলো তাদেরই কয়েকটি বলে বিবেচনা করা হয়। বিক্ষেপণের ব্যাখ্যা সেই সাথে একক ও বহুমুখী বিক্ষেপণের মধ্যকার স্বাতন্ত্র্য তরঙ্গ-কণা দ্বৈততার সাথে দৃঢ়ভাবে সম্পর্কযুক্ত।

বিক্ষেপণ তত্ত্ব

তড়িৎ-চুম্বকত্ব

তথ্যসূত্র

  1. Newton, Isaac (১৬৬৫)। "A letter of Mr. Isaac Newton Containing his New Theory About Light and Colours"। Philosophical Transactions। Royal Society of London। 6: 3087। 
  2. Herschel, William (১৮০০)। "Experiments on the Solar, and on the Terrestrial Rays that Occasion Heat"। Philosophical Transactions। Royal Society of London। XC: 770। 
  3. Tyndall, John (১৮৭৪)। "On the Atmosphere as a Vehicle of Sound"Philosophical Transactions of the Royal Society of London164: 221। 
  4. Merritt, Ernest (৫ অক্টো ১৮৯৮)। "The Magnetic Deflection of Diffusely Reflected Cathode Rays"Electrical Review33 (14): 217। 
  5. "Recent Work with Röntgen Rays"Nature53 (1383): 613–616। ৩০ এপ্রিল ১৮৯৬। 
  6. Rutherford, E. (১৯১১)। "The Scattering of α and β rays by Matter and the Structure of the Atom"। Philosophical Magazine6: 21। 
  7. Seinfeld, John H.; Pandis, Spyros N. (2006). Atmospheric Chemistry and Physics - From Air Pollution to Climate Change (2nd Ed.). John Wiley and Sons, Inc. আইএসবিএন ০-৪৭১-৮২৮৫৭-২
  8. Colton, David; Rainer Kress (১৯৯৮)। Inverse Acoustic and Electromagnetic Scattering TheorySpringerআইএসবিএন 978-3-540-62838-5 
  9. Nachtmann, Otto (১৯৯০)। Elementary Particle Physics: Concepts and Phenomena। Springer-Verlag। পৃষ্ঠা 80–93। আইএসবিএন 3-540-50496-6 
  10. "Zodiacal Glow Lightens Paranal Sky"ESO Picture of the WeekEuropean Southern Observatory। সংগ্রহের তারিখ ২ ডিসেম্বর ২০১৩ 
  11. Gonis, Antonios; William H. Butler (১৯৯৯)। Multiple Scattering in SolidsSpringerআইএসবিএন 978-0-387-98853-5 
  12. Gonis, Antonios; William H. Butler (১৯৯৯)। Multiple Scattering in SolidsSpringerআইএসবিএন 978-0-387-98853-5 
  13. Stover, John C. (১৯৯৫)। Optical Scattering: Measurement and Analysis। SPIE Optical Engineering Press। আইএসবিএন 978-0-8194-1934-7 

বহিঃসংযোগ