আলোর কম্পাঙ্ক কি ধ্রুবক: কখন, কেন, কীভাবে এবং বিস্তারিত তথ্য

আমরা জানি, আলো একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ। আলোর কম্পাঙ্ক কি পরিবর্তন হতে পারে? আসুন এই নিবন্ধে আরও বিশদে অনুসন্ধান করি।

ফ্রিকোয়েন্সি আলোর শক্তির পরিমাণ দ্বারা নির্ধারিত হয়। যতক্ষণ পর্যন্ত আলোর শক্তির কোনো পরিবর্তন না হয়, ততক্ষণ পর্যন্ত বিভিন্ন মাধ্যমে ভ্রমণ করার সময়ও কম্পাঙ্ক একই থাকে। যেখানে আলোর প্রচারের মাধ্যম হিসেবে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পাশাপাশি বেগও ভিন্ন হবে।

উদাহরণস্বরূপ, একটি একরঙা আলোক রশ্মির কম্পাঙ্কের একটি নির্দিষ্ট মান থাকে যখন এর তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং বিভিন্ন মাধ্যমে প্রচারের বেগ পরিবর্তিত হতে পারে। একটি বিস্তারিত আলোচনা নীচে দেওয়া হল.

একটি তরঙ্গের 21+ ফ্রিকোয়েন্সি সম্পর্কে আরও পড়ুন উদাহরণ: বিস্তারিত ব্যাখ্যা

আলোর কম্পাঙ্ক কেন ধ্রুবক?

আলোর ফ্রিকোয়েন্সি প্রতি সেকেন্ডে একটি মাঝারি (বা ভ্যাকুয়াম) একটি বিন্দুর মধ্য দিয়ে যাওয়া তরঙ্গের সংখ্যা হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে এবং হার্টজের এককে পরিমাপ করা হয়।

ফ্রিকোয়েন্সি, হার্জে v = তরঙ্গের সংখ্যা/সেকেন্ডে সময়

সুতরাং, ফ্রিকোয়েন্সি সময়ের উপর নির্ভর করে এবং আলো প্রচারিত মাধ্যমের বৈশিষ্ট্যের উপর নয়। এর মানে হল যে আলোর ফ্রিকোয়েন্সি প্রচারের মাধ্যম থেকে স্বাধীন এবং শুধুমাত্র তার উৎসের উপর নির্ভর করে।

এছাড়াও, যেহেতু আলোর শক্তি পরিবর্তিত হয় না, ফ্রিকোয়েন্সি স্থির থাকে।

বেশ কিছু পদার্থবিজ্ঞানী প্রমাণ করেছেন যে আলোর দ্বৈত প্রকৃতি রয়েছে - একটি তরঙ্গ এবং একটি কণা। কণা তত্ত্বে, আলো ফোটন নামে পরিচিত কণা দ্বারা গঠিত। প্রতিটি ফোটনের শক্তি হল

ই = hv

যেখানে h হল প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক যার মান হল 6.626*10^-34Js

ইনলাইন v হল আলোর কম্পাঙ্ক

আলো অনেক দূরত্ব অতিক্রম করলেও ফোটনের শক্তি স্থির থাকে। তাই, আলোর ফ্রিকোয়েন্সি একই থাকে, তবে বিভিন্ন মাধ্যমে ভ্রমণ করার সময় আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং বেগ পরিবর্তিত হয়।

আলোর কম্পাঙ্ক কখন পরিবর্তিত হয়?

যেহেতু আলো বা অন্য কোন তরঙ্গের ফ্রিকোয়েন্সি শুধুমাত্র তরঙ্গের উৎসের উপর নির্ভর করে এবং প্রচারের মাধ্যমের উপর নয়, শুধুমাত্র উৎসে করা পরিবর্তনগুলি কম্পাঙ্কের পরিবর্তন হিসাবে প্রকাশ পাবে।

যখন আলোর উৎস পরিবর্তিত হয়, তখন শক্তিও পরিবর্তিত হয়, এবং তাই ফ্রিকোয়েন্সি ভিন্ন হবে। উদাহরণস্বরূপ, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের একটি উত্স বিবেচনা করুন, সম্ভবত একটি ব্ল্যাকবডি। ব্ল্যাকবডির তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে নির্গত বিকিরণের (বা আলো) ফ্রিকোয়েন্সিও বৃদ্ধি পাবে।

ডপলার ইফেক্ট আরেকটি দৃশ্যকল্প যখন আমরা কম্পাঙ্কের একটি পার্থক্য অনুভব করি অর্থাৎ, যখনই উৎস এবং পর্যবেক্ষকের মধ্যে আপেক্ষিক গতি ঘটে তখন পর্যবেক্ষকের দ্বারা অনুভূত ফ্রিকোয়েন্সি উৎস থেকে ভিন্ন হয়।

উৎস যখন পর্যবেক্ষকের কাছে পৌঁছাবে, তখন আলো নীল-স্থানান্তরিত হবে, অর্থাৎ, বর্ধিত ফ্রিকোয়েন্সি। বিপরীতে, আলো লাল-স্থানান্তরিত হবে বা পর্যবেক্ষক থেকে উৎস সরে গেলে ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস পাবে।

একটি বাস্তব জীবন ডপলার প্রভাবের উদাহরণ আলোতে যখন একটি পুলিশ গাড়ি পর্যবেক্ষকের দিকে দ্রুত এগিয়ে যায়, তখন আলো পর্যবেক্ষকের কাছে নীল দেখায়। আর পুলিশের গাড়ি সরে গেলে আলো লাল দেখায়।

ফোটনের তরঙ্গদৈর্ঘ্য কী তা সম্পর্কে আরও পড়ুন: কীভাবে সন্ধান করবেন, বেশ কয়েকটি অন্তর্দৃষ্টি এবং তথ্য

আলোর কম্পাঙ্ককে কী প্রভাবিত করে?

একটি আলোক রশ্মি মহাকাশ (বা ভ্যাকুয়াম) দিয়ে ভ্রমণের জন্য, এর প্রচারের বেগ 3*10^8 m/s দ্বারা ধ্রুবক দেওয়া হয়। যেহেতু বেগ ধ্রুবক, তাই তরঙ্গদৈর্ঘ্যের যেকোনো পরিবর্তনে বিকিরণের ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তিত হয়। 

কম্পাঙ্ক, তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং আলোর বেগের মধ্যে সম্পর্ক দেওয়া হয়

c=λv

যেখানে, v হল আলোর কম্পাঙ্ক

λ হল আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং

c হল আলোর বেগ।

উপরের অভিব্যক্তি থেকে, এটি অনুমান করা যেতে পারে যে তরঙ্গদৈর্ঘ্য বৃদ্ধির ফলে কম্পাঙ্ক হ্রাস পায় এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য হ্রাসের ফলে আলোর কম্পাঙ্ক বৃদ্ধি পায়।

একটি আলোক রশ্মি যখন একটি মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যম পর্যন্ত যায়, তখন কম্পাঙ্কের কোনো পরিবর্তন হয় না। তখন শুধুমাত্র আলোক রশ্মির উৎস পরিবর্তন করে ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করা যায়। এটি বিকিরণের শক্তিতে পরিবর্তন আনবে, এবং তাই, ফ্রিকোয়েন্সি প্রভাবিত হয়।

কেন তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিবর্তন হয় কিন্তু কম্পাঙ্ক নয়?

আলো যখন বিভিন্ন মাধ্যমে প্রচার করে তখন বিভিন্ন মাধ্যমের গতি ভিন্ন হয়। যেহেতু কম্পাঙ্ক আলো যে মাধ্যমটিতে ভ্রমণ করে তার থেকে স্বাধীন, তাই এটি একই থাকে। যেহেতু ফ্রিকোয়েন্সি ধ্রুবক, তাই বিভিন্ন মাধ্যমের আলোর গতির পরিবর্তনের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিবর্তিত হয়।

আলো একটি বিরল মাধ্যম (যেমন বায়ু) থেকে একটি ঘন মাধ্যম (যেমন কাচ বা জল) তে যাওয়ার জন্য, তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিবর্তন হয় তবে ফ্রিকোয়েন্সি নয়। একটি ঘন মাধ্যমের মধ্যে, আলোর গতি হ্রাস পায়, অর্থাৎ, আলো একটি নির্দিষ্ট সময়ের ব্যবধানে ধীর গতিতে ভ্রমণ করে এবং যেহেতু ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন হয় না, তরঙ্গদৈর্ঘ্য হ্রাস পায়। বিপরীতে, আলো যখন ঘন থেকে বিরল মাধ্যমের দিকে যাত্রা করে, তখন তরঙ্গদৈর্ঘ্য বৃদ্ধি পায় যখন এটি বিরল মাধ্যম হিসাবে প্রবেশ করে আলোর গতি বৃদ্ধি পায়।

প্রতিসরণকালে আলোর কম্পাঙ্ক কি পরিবর্তিত হয়?

প্রতিসরণ হল আলোক রশ্মির দিক পরিবর্তন বা বাঁকানো যখন এটি একটি মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যমে প্রচারিত হয়। প্রতিসরণকালে আলোর কম্পাঙ্ক অপরিবর্তনীয়।

আলোর গতির পরিবর্তন যখন এটি বিভিন্ন মাধ্যমে প্রবেশ করে তখন এই ঘটনার উদ্ভব হয়। তাই আলোর গতি নির্ভর করে প্রচারের মাধ্যমের উপর যেখানে ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভর করে না। আলোর শক্তির কোন পরিবর্তন (বা বিকিরণ) ঘটে না যখন এটি বিভিন্ন মাধ্যমে ভ্রমণ করে এবং তাই ফ্রিকোয়েন্সি স্থির থাকে। 

একটি সহজ প্রদর্শনী হল একটি একরঙা রশ্মি বা নির্দিষ্ট রঙের মরীচি বেছে নেওয়া, এটিকে উচ্চতর প্রতিসরণ সূচক সহ একটি মাধ্যমের মধ্য দিয়ে পাস করা এবং রশ্মিটি জলে থাকাকালীন রঙের কোনো পরিবর্তন হয়েছে কিনা তা পরীক্ষা করা। আলোর রঙ হল আলোর কম্পাঙ্কের পর্যবেক্ষণযোগ্য পরিমাপ। যদি রঙ পরিবর্তন হয়, তাহলে আমরা অনুমান করতে পারি যে ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তিত হয়েছে।

উদাহরণস্বরূপ, যদি আমরা একটি লাল লেজারের আলো বেছে নিই (লেজারগুলি একরঙা হয়) এবং এটিকে একটি অ্যাকোয়ারিয়ামের মধ্য দিয়ে যেতে দেয় এবং যদি আমরা উপরে থেকে পর্যবেক্ষণ করি, তবে রঙের কোন পরিবর্তন হবে না। অ্যাকোয়ারিয়ামের মধ্য দিয়ে আলো যাওয়ার পরেও আমরা যে রঙটি পর্যবেক্ষণ করি তা লাল। এটি নিশ্চিত করে যে প্রতিসরণের সময় আলোর ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তিত হয় না।

প্রতিসরণের 16+ ব্যবহার সম্পর্কে আরও পড়ুন: বিস্তারিত বিশ্লেষণ

প্রতিসরণে কম্পাঙ্কের পরিবর্তন হয় না কেন?

ফ্রিকোয়েন্সি শুধুমাত্র আলোর উৎসের উপর নির্ভর করে এবং প্রচার মাধ্যমের উপর নয়। ফলস্বরূপ, ফ্রিকোয়েন্সি একই থাকে প্রতিসরণ যখন তরঙ্গদৈর্ঘ্য সেইসাথে আলোর বেগ পরিবর্তন হয়।

আমরা যদি আলোর তরঙ্গ প্রকৃতি বিবেচনা করি তবে একটি তরঙ্গের ফ্রিকোয়েন্সি শুধুমাত্র সময়ের উপর নির্ভর করে। আলো যখন বিভিন্ন মাধ্যমের মধ্য দিয়ে যায় এবং প্রতিসরণ ভোগ করে, সময়কালের কোন পরিবর্তন হয় না, যেখানে বেগ পরিবর্তিত হয়, তরঙ্গদৈর্ঘ্যও পরিবর্তিত হয় যাতে ফ্রিকোয়েন্সি স্থির থাকে। যেহেতু আলো একটি ঘন মাধ্যমে ধীর গতিতে ভ্রমণ করে, তরঙ্গদৈর্ঘ্যও হ্রাস পায় এবং যখন এটি একটি বিরল মাধ্যমে ভ্রমণ করে, তখন আলোর উচ্চ বেগ থাকে এবং ফলস্বরূপ উচ্চ তরঙ্গদৈর্ঘ্য থাকে।

আমরা যদি তত্ত্বটি বিবেচনা করি যে আলো কণা বা ফোটন দ্বারা গঠিত, একটি ফোটনের ফ্রিকোয়েন্সি শুধুমাত্র শক্তির উপর নির্ভর করে কণার যেহেতু প্রতিসরণের সময় শক্তি সংরক্ষিত থাকে, তাই কোন শক্তির পরিবর্তন ঘটে না এবং তাই প্রতিসরণের সময় ফ্রিকোয়েন্সি একই থাকে।

প্রতিফলনের সময় কি আলোর কম্পাঙ্ক পরিবর্তিত হয়?

প্রতিফলনের সময় আলোর কম্পাঙ্কের কোনো পরিবর্তন হবে না। 

আলোর প্রতিফলন হল একটি মাধ্যম বা পৃষ্ঠের সাথে মিলিত হলে আলোর প্রসারণের দিক বাউন্সিং বা পরিবর্তন। প্রতিফলনের সময়, পুরো তরঙ্গটি বেগ, তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং ফ্রিকোয়েন্সির কোনো পরিবর্তন ছাড়াই প্রতিফলিত হয়। তরঙ্গের পর্যায়ে পরিবর্তন হতে পারে, অর্থাৎ, 180 ডিগ্রির একটি ফেজ শিফট। কিন্তু ফ্রিকোয়েন্সি এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য একটি তরঙ্গের অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্য যা একটি তরঙ্গের পর্যায়ে নির্ভর করে না।

তদুপরি, প্রতিফলনের সময় শক্তি সংরক্ষণের আইন অনুসারে শক্তির শোষণ বা মুক্তি নেই। যেহেতু শক্তি একই থাকে, তাই প্রতিফলনের সময় আলোর কম্পাঙ্কও থাকে।

আলোর কম্পাঙ্ক কি ধ্রুবক: প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন

বিচ্ছুরণের সময় আলোর কম্পাঙ্ক কি পরিবর্তিত হয়?

আলোর বিবর্তনকে কোণ, বাধা বা ছোট খোলার মাধ্যমে আলোক রশ্মির বাঁক হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে। বিবর্তনের সময় ফ্রিকোয়েন্সি অপরিবর্তনীয় থাকে।

সময় তরঙ্গ বৈশিষ্ট্য কোন পরিবর্তন ঘটবে না বিচ্ছুরণ. এটি বোঝায় যে তরঙ্গের গতি, তরঙ্গদৈর্ঘ্য, ফ্রিকোয়েন্সি এবং বিবর্তনের সময় সময়কাল পরিবর্তিত হয় না। 

প্রতিবন্ধকতার আকার আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে তুলনীয় হলে বিবর্তন বিশিষ্ট হয়ে ওঠে। তরঙ্গদৈর্ঘ্য বাড়ার সাথে সাথে বিচ্ছুরণের পরিমাণ বেশি (অর্থাৎ বাঁক বেশি) এবং তদ্বিপরীত। শব্দে বিবর্তন ঘটে তরঙ্গও

তরঙ্গদৈর্ঘ্য কি বিবর্তনকে প্রভাবিত করে সে সম্পর্কে আরও পড়ুন: কীভাবে, কেন, কখন, বিস্তারিত তথ্য 

ডপলার প্রভাব আলোকে ব্যাখ্যা কর।

ডপলার ইফেক্ট হল এমন একটি ঘটনা যা উৎস এবং পর্যবেক্ষকের মধ্যে আপেক্ষিক গতি ঘটলেই ঘটে। এই আপেক্ষিক গতির কারণে, পর্যবেক্ষক বুঝতে পারেন যে তরঙ্গের ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তিত হয়েছে। আলো এবং শব্দ তরঙ্গে ডপলার প্রভাব সাধারণ।

পর্যবেক্ষক থেকে আলোর উৎস সরে গেলে, কম কম্পাঙ্কের অঞ্চলের দিকে একটি স্থানান্তর ঘটে। দৃশ্যমান আলোর বর্ণালীতে, লাল অঞ্চলের দিকে স্থানান্তর ঘটে এবং এটি রেডশিফ্ট নামে পরিচিত। আলোর উৎস যখন পর্যবেক্ষকের কাছে আসে, তখন স্থানান্তরটি উচ্চ কম্পাঙ্কের অঞ্চলের দিকে হয়। উচ্চ কম্পাঙ্কের দিকে এই স্থানান্তরকে দৃশ্যমান বর্ণালীতে ব্লুশিফ্ট বলা হয়।

আলোতে ডপলার প্রভাবের কয়েকটি প্রয়োগ উল্লেখ করুন।

আলোতে ডপলার ইফেক্টের কিছু প্রয়োগ হল:

• পুলিশ গাড়ির গতি ট্র্যাক করতে রাডার বক্সে এই সম্পত্তি ব্যবহার করে

রাডার বাক্সগুলি রেডিও তরঙ্গ প্রেরণ করে যা চলন্ত গাড়ির সাথে সংঘর্ষ করে এবং প্রতিফলিত হয়। প্রতিফলিত রেডিও তরঙ্গের গতির দ্বারা গাড়ির গতি নির্ধারণ করা যেতে পারে যা উত্স হিসাবে কাজ করে এবং রাডার বক্সগুলি ফ্রিকোয়েন্সিতে স্থানান্তর ব্যবহার করে গতি বিশ্লেষণ করে।

• স্যাটেলাইট ট্র্যাক করতে

• ডপলার প্রভাব জ্যোতির্বিদ্যায় ব্যবহার করা হয় কোন নক্ষত্রগুলি আমাদের কাছ থেকে আসছে বা সরে যাচ্ছে

দুটি নক্ষত্রের একটি সিস্টেমে, ডপলার প্রভাবটি তারা দ্বারা নির্গত আলোর কম্পাঙ্কের পরিবর্তন বিশ্লেষণ করে তাদের মধ্যে কোনটি কাছে আসছে এবং কোনটি হ্রাস পাচ্ছে তা নির্ধারণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

• দূরবর্তী ছায়াপথ বিশ্লেষণ