জানা সূত্রের অজানা গল্প (পদার্থবিজ্ঞান)

পদার্থবিজ্ঞান আমাদের কাছে ফিজিক্স নামেই বেশি পরিচিত। কারো কারো কাছে বিষয়টি মজার মনে হলেও পদার্থবিজ্ঞানের গুরুগম্ভীর চালে পড়ে অনেককেই অপদার্থের মত অপাংক্তেয় হতে হয়েছে। পদার্থবিজ্ঞান বা ফিজিক্স নামটি শুনলেই কতগুলো সূত্রের নাম মাথার ভিতর কিলবিল করতে থাকে। এ সবক’টি সূত্রের পেছনে কোন না কোন গল্প রয়েছে। এমন তিনটি গল্প নিয়েই আজকের লেখাটি।

১। নিউটনের মহাকর্ষ সূত্র:

বিজ্ঞানী আইজ্যাক নিউটন একদিন অন্যমনস্ক হয়ে আপেল বাগানে বসে ছিলেন। হঠাৎ একটি আপেল গাছ থেকে নিউটনের মাথার উপর পড়লো। এরপরই নিউটন ভাবতে শুরু করলেন আপেলটি উপরে না গিয়ে মাটিতে পড়ল কেন! ছোট্ট এই ঘটনা থেকেই মাধ্যাকর্ষণ সূত্রের সূত্রপাত। এই গল্পটি আমরা প্রায় সবাই শুনেছি। কিন্তু গল্পটির সত্যতা নিয়ে অনেকেরই দ্বিমত রয়েছে। সত্যিকার অর্থে মাধ্যাকর্ষণ সূত্রের পিছনে আপেল তেমন গুরুত্বপূর্ণ কিছু ছিল না।
আসল ঘটনা হচ্ছে, ১৬৬৫ সালে নিউটন মহামারী প্লেগ এ আক্রান্ত হন। অসুস্থ নিউটন তখন বিশ্ববিদ্যালয় থেকে ছুটি নিয়ে নিজ গ্রাম উলসথ্রোপে চলে আসেন অবসর সময় কাটাতে। সেখানেই প্রথম মহাকর্ষের ধারণা তার মাথায় আসে। এ সময় তিনি সূর্যের চারিদিকে চাঁদের পরিভ্রমণ নিয়ে গবেষণা করতে থাকেন। এমনই একদিন তিনি যখন চাঁদের পরিভ্রমণ নিয়ে মশগুল হয়ে আছেন তখনই একটি আপেল গাছ থেকে মাটিতে পড়ে। তিনি পড়ন্ত আপেলটির গতিবিধি পর্যবেক্ষণ করেন। অবশেষে এই সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে, মহাবিশ্বের সকল বস্তুই একে অপরকে একটি সুনির্দিষ্ট বলে আকর্ষণ করে। এর নামই মাধ্যাকর্ষণ বল। এভাবেই আমরা পেলাম নিউটনের মাধ্যাকর্ষণ সূত্র।

দারুণ সব লেখা পড়তে ও নানা বিষয় সম্পর্কে জানতে ঘুরে এসো আমাদের ব্লগের নতুন পেইজ থেকে!

২। আইনস্টাইনের E=mc^2 সূত্র:

বিজ্ঞানী আইনস্টাইন এর অন্যতম বিখ্যাত সূত্র E=mc^2। বিজ্ঞান বিভাগে পড়া সব শিক্ষার্থীর কাছেই এই সূত্রটি অতি পরিচিত। কিন্তু মজার ব্যাপার হচ্ছে আইনস্টাইন সর্বপ্রথম সূত্রটি প্রদান করলেও তিনি নিজে তা প্রথমে প্রমাণ করতে পারেননি। তাহলে? চলুন, জেনে নেই কিভাবে এল এই সূত্রটি। ১৮৮১ সালে জে.জে থমসন সর্বপ্রথম ধারণা করেন কোন চার্জিত কণার ভর এবং শক্তির মধ্যে একটি সমানুপাতিক সম্পর্ক বিদ্যমান। এরপর ১৮৮৪ সালে ব্রিটিশ বিজ্ঞানী জন হেনরি তাড়িত চৌম্বকক্ষেত্র হতে শক্তির রূপান্তর সম্পর্কে একটি তত্ত্ব প্রদান করেন। অন্যান্য বিজ্ঞানীরা এই তত্ত্বকে কাজে লাগিয়ে নতুন কিছু তত্ত্ব আবিষ্কার করেন। কিন্তু অনেক বিজ্ঞানীই এই সূত্রের যথার্থ ব্যাখ্যা দিতে ব্যর্থ হন।

অর্থাৎ আলো এমন কিছু যা একই সাথে কণা এবং তরঙ্গ উভয় রূপে আচরণ করে।

তখনই সমসাময়িক বিজ্ঞানী হাসনরে’ল নতুন একটি সমীকরণ বের করেন। তিনি দাবী করেন, কোন কৃষ্ণবস্তু হতে বিকিরিত রশ্মির ভর, m=(8/3)E/c^2। পরবর্তীতে আব্রাহাম নামের এক পদার্থবিদ একে সংশোধন করেন এবং প্রমাণ করেন m=(4/3)E/c^2। হাসনরে’ল-এর ভুলটি ছিল, বিকিরিত রশ্মির শক্তি যে কিছুটা তাপ হিসেবে অপচয় হয় সেই ব্যাখ্যা তিনি তার সমীকরণে উল্লেখ করেন নাই।
কারো সমীকরণই যখন সঠিক ব্যাখ্যা দিতে পারছিল না তখন আইনস্টাইন অন্য সমীকরণগুলো বিশ্লেষণ করে E=mc^2 সমীকরণটি প্রদান করেন। কিন্তু তখনও তিনি সমীকরণটি প্রমাণ করতে পারেন নি। পরবর্তীতে তিনি তাঁর আপেক্ষিক তত্ত্ব এবং ডপলার ক্রিয়া কাজে লাগিয়ে এর ব্যাখ্যা দেয়ার চেষ্টা করেন। ১৯০৫ সালে তাঁর অপরিসীম চেষ্টা ও সাধনার মাধ্যমে তিনি সমীকরণটির নির্ভুলতা প্রমাণ করতে সক্ষম হন। এরপরই প্রতিষ্ঠিত হল যুগান্তকারী সমীকরণ E=mc^2। তবে এ কথাটি নিঃসন্দেহে মেনে নিতে হবে যে, সূত্রটির পিছনে হাসনরে’ল-এর ভূমিকা ছিল অনস্বীকার্য।

ফিজিক্সের অলিগলিতে ভ্রমণ!

ফিজিক্স এমন একটি সাবজেক্ট যা বুঝে বুঝে না পড়লে কোনভাবেই ভালো করা সম্ভব না।

আর ফিজিক্সকে ভালোভাবে বুঝতে দেখে এসো এই প্লে-লিস্টটি!
১০ মিনিট স্কুলের পদার্থবিজ্ঞান ভিডিও সিরিজ

৩। আলোর তরঙ্গ তত্ত্ব:

১৬৭৮ সালে ডাচ বিজ্ঞানী ক্রিশ্চিয়ান হাইগেনস বলেন, আলো এক ধরণের তরঙ্গ। কিন্তু তার এই বক্তব্য ধোপে টিকে নি। কারণ সে সময়ে বৈজ্ঞানিক সমাজে নিউটনের ব্যাপক প্রভাব ছিল। ফলে নিউটনের কণা তত্ত্বের প্রভাবে হাইগেনের তরঙ্গ তত্ত্ব চাপা পড়ে যায়। আলোর অপবর্তন ব্যাখ্যা করার পর তরঙ্গ তত্ত্ব জনপ্রিয় হয়ে ওঠে। ফরাসি প্রকৌশলী অগাস্টিন ফ্রেনেল তরঙ্গ তত্ত্বের বিস্তারিত গাণিতিক সমীকরণ প্রতিষ্ঠা করেন। এসব সমীকরণ সমাধান করে প’শনের সাহায্যে দেখান, যদি আলোর তরঙ্গ তত্ত্ব সত্যি হয় তবে এর প’শন ছায়ার অস্তিত্ব থাকবে। এরপর ফ্রেনেলের বন্ধু আর্গো ব্যবহারিক পরীক্ষার মাধ্যমে প’শন ছায়ার অস্তিত্ব প্রমাণ করে দেখান। এতে আলোর তরঙ্গ তত্ত্ব কিছুটা স্বীকৃতি পায়।

পরবর্তীতে ফ্যারাডের ইলেকট্রম্যাগনেটিজম পরীক্ষার মাধ্যমে বিজ্ঞানীরা বিশ্বাস করতে শুরু করেন, আলো এক ধরণের তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ। এটি পূর্ণতা পায় ম্যাক্সওয়েল-এর সূত্রের মাধ্যমে। আইনস্টাইনের ফোটনতত্ত্ব আলোর কণা ধর্ম ও তরঙ্গ ধর্ম উভয়কেই প্রতিষ্ঠিত করে। অর্থাৎ আলো এমন কিছু যা একই সাথে কণা এবং তরঙ্গ উভয় রূপে আচরণ করে। এখন অবশ্য আমরা সবাই জানি যে, আলো এক ধরনের তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ যা কণা এবং তরঙ্গ উভয় রূপে আচরণ করে।


১০ মিনিট স্কুলের লাইভ এডমিশন কোচিং ক্লাসগুলো অনুসরণ করতে সরাসরি চলে যেতে পারো এই লিঙ্কে: www.10minuteschool.com/admissions/live/

১০ মিনিট স্কুলের ব্লগের জন্য কোনো লেখা পাঠাতে চাইলে, সরাসরি তোমার লেখাটি ই-মেইল কর এই ঠিকানায়: write@10minuteschool.com

লেখাটি ভালো লেগে থাকলে বন্ধুদের সঙ্গে শেয়ার করতে ভুলবেন না!
What are you thinking?