ইতিহাস জুড়ে, মানুষ আকাশের প্রতি গভীর প্রশংসা অনুভব করেছে, কেবলমাত্র মননশীল রাতের সময়ই নয় যা অস্তিত্বের প্রতিফলনকে উস্কে দেয়, কিন্তু দিনের আলোতেও, যখন এটি রঙের একটি প্রাণবন্ত বর্ণালী উপস্থাপন করে। আমাদের জীবনের কোনো না কোনো সময়ে, আমরা সবাই ভেবে দেখেছি কেন আকাশ নীল দেখায় বা কেন সূর্যাস্তের সময় এটি কমলা এবং লাল টোন হয়ে যায়। এই প্রশ্নটি প্রাথমিকভাবে লর্ড রেইলে দ্বারা সমাধান করা হয়েছিল, যিনি জন উইলিয়াম স্ট্রুট নামেও পরিচিত, একজন গণিতবিদ যিনি 19 শতকের শেষের দিকে এই আবিষ্কার করেছিলেন।
এই প্রবন্ধে আমরা রেলে প্রভাব , এর বৈশিষ্ট্য এবং আকাশ নীল হওয়ার কারণ ব্যাখ্যা করব।
Rayleigh প্রভাব
সূর্য বিভিন্ন ধরণের তড়িৎচুম্বকীয় বিকিরণ নির্গত করে, যার মধ্যে দৃশ্যমান আলোও রয়েছে, যা সাধারণত সাদা আলো নামে পরিচিত। মজার ব্যাপার হলো, সাদা আলো আসলে রংধনুর সব রঙের একটি মিশ্রণ, যেখানে বেগুনি রঙের তরঙ্গদৈর্ঘ্য সবচেয়ে কম এবং লাল রঙের তরঙ্গদৈর্ঘ্য সবচেয়ে বেশি। সূর্যালোক যখন বায়ুমণ্ডলের মধ্য দিয়ে যায়, তখন এটি গ্যাস, কঠিন কণা এবং জলের অণুর মতো বিভিন্ন পদার্থের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে । যখন এই কণাগুলো এক মাইক্রোমিটারের দশ ভাগের এক ভাগের চেয়েও ছোট হয়, তখন সেগুলো সাদা আলোকে সব দিকে ছড়িয়ে দেয়, যার মধ্যে নীল আলোর প্রভাব সবচেয়ে বেশি থাকে।
নীল আলোর প্রতি এই পছন্দটি বিচ্ছুরণ সহগ দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে, যা 1/λ4 সূত্র ব্যবহার করে গণনা করা হয়, যেখানে λ তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে প্রতিনিধিত্ব করে। যেহেতু দৃশ্যমান বর্ণালীতে বেগুনি এবং নীল আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য সবচেয়ে কম, তাই সূত্রে প্রতিস্থাপিত হলে এগুলি সর্বোচ্চ ভাগফল উৎপন্ন করে, যা হল এই ঘটনাটি সাধারণত রেইলে স্ক্যাটারিং নামে পরিচিত।
ফলস্বরূপ, বিক্ষিপ্ত রশ্মিগুলি প্রতিফলিত পৃষ্ঠ হিসাবে কাজ করে এমন গ্যাস কণাগুলির সাথে ছেদ করে, যার ফলে তারা আবার বাঁকতে পারে এবং তাদের শক্তি বৃদ্ধি করে।
আকাশ কেনো নীল?
উপরে উল্লিখিত তথ্য থেকে কেউ আশা করতে পারেন যে, তরঙ্গদৈর্ঘ্য কম হওয়ার কারণে আকাশকে নীলের পরিবর্তে বেগুনি দেখাবে। তবে, বিষয়টি এমন নয়, কারণ মানুষের চোখ বেগুনি রঙের প্রতি খুব বেশি সংবেদনশীল নয়। তাছাড়া, দৃশ্যমান আলোতে বেগুনি রঙের চেয়ে নীল তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিকিরণের অনুপাত প্রকৃতপক্ষে বেশি থাকে ।
যেসব ক্ষেত্রে কণার আকার তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে ছাড়িয়ে যায়, সেখানে ডিফারেনশিয়াল স্ক্যাটারিং ঘটে না। পরিবর্তে, সাদা আলোর সমস্ত উপাদান সমানভাবে বিক্ষিপ্ত হয়। এই ঘটনাটি মেঘের সাদা রঙের কারণ ব্যাখ্যা করে, কারণ যে জলকণাগুলো দিয়ে মেঘ গঠিত, সেগুলোর ব্যাস এক মাইক্রোমিটারের দশ ভাগের এক ভাগের চেয়েও বড়। তবে, যখন এই জলকণাগুলো ঘনভাবে জমা হয়, তখন আলো এদের মধ্য দিয়ে যেতে পারে না , যার ফলে বিস্তৃত মেঘের আচ্ছাদনের সাথে সম্পর্কিত একটি ধূসর আভা দেখা যায়।
যাইহোক, এটি অবশ্যই স্বীকৃত হবে যে আকাশ একটি ধ্রুবক নীল আভা বজায় রাখে না। ফলস্বরূপ, Rayleigh ছড়িয়ে পড়ার ঘটনাটি সূর্যোদয় এবং সূর্যাস্তের সময় লাল রঙের বিভিন্ন শেডের উপস্থিতি সম্পূর্ণরূপে ব্যাখ্যা করে না। যাইহোক, এই সত্যের জন্য একটি ব্যাখ্যা আছে।
সূর্য অস্ত যাওয়ার সাথে সাথে গোধূলি পর্বে প্রবেশ করার সাথে সাথে, দিগন্তে এর অবস্থানের কারণে আলো আমাদের কাছে পৌঁছানোর জন্য আরও বেশি দূরত্ব অতিক্রম করে, আর লম্ব থাকে না। কোণের এই পরিবর্তনের ফলে ঘটনা কম হয়, যার ফলে নীল আলো আমাদের চোখে পৌঁছানোর আগেই ছড়িয়ে পড়ে। পরিবর্তে, . এটা মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ যে, Rayleigh বিক্ষিপ্তকরণ অব্যাহতভাবে ঘটছে, কিন্তু সূর্য যেখানে তার শীর্ষে রয়েছে তার চেয়ে বায়ুমণ্ডলের মধ্যে ভিন্ন স্থানে।
ইতিহাস
ইতিহাস জুড়ে আকাশ দিনরাত আমাদের মনোযোগ আকর্ষণ করে এসেছে। এটি আমাদের কল্পনার অবাধ বিচরণের জন্য একটি ক্যানভাস হিসেবে কাজ করেছে। স্বাভাবিকভাবেই, কৌতূহল এবং বৈজ্ঞানিক অনুসন্ধানও এই মুগ্ধতা থেকে মুক্ত থাকেনি । পাতার রঙ বদলানো বা বৃষ্টির উৎপত্তির মতো অন্যান্য দৈনন্দিন ঘটনার মতোই, গবেষকরা আকাশের রহস্য উন্মোচনের চেষ্টা করেছেন। এর রহস্যময় আবেদনকে হ্রাস করার পরিবর্তে, তাদের আবিষ্কারগুলো আমাদের উপলব্ধি এবং প্রশংসাকে আরও গভীর করেছে।
1869 সালে তার ইনফ্রারেড পরীক্ষার সময়, রেইলে একটি অপ্রত্যাশিত আবিষ্কারে হোঁচট খেয়েছিলেন: ক্ষুদ্র কণা দ্বারা বিক্ষিপ্ত আলোতে একটি সূক্ষ্ম নীল আভা ছিল। এটি তাকে অনুমান করতে পরিচালিত করেছিল যে সূর্যের আলোর অনুরূপ বিচ্ছুরণ আকাশের নীল রঙের জন্য দায়ী। যাইহোক, কেন নীল আলো পছন্দ করা হয়েছিল বা কেন আকাশের রঙ এত তীব্র ছিল তা তিনি পুরোপুরি ব্যাখ্যা করতে পারেননি, একমাত্র ব্যাখ্যা হিসাবে বায়ুমণ্ডলীয় ধূলিকণাকে বাতিল করে।
আকাশ থেকে আলোর রঙ এবং মেরুকরণের উপর তার যুগান্তকারী কাজ ১৮৭১ সালে প্রকাশিত হয়। তার লক্ষ্য ছিল ছোট কণার উপস্থিতি এবং তাদের প্রতিসরাঙ্ক পরিমাপ করে জলের ফোঁটায় টিন্ডাল প্রভাব পরিমাপ করা। আলোর তড়িৎ চৌম্বকীয় প্রকৃতি সম্পর্কে জেমস ক্লার্ক ম্যাক্সওয়েলের পূর্বের প্রমাণের উপর ভিত্তি করে, রেইলি ১৮৮১ সালে দেখিয়েছিলেন যে তার সমীকরণগুলি তড়িৎ চৌম্বকত্ব থেকে অনুসরণ করা হয়েছিল। ১৮৯৯ সালে তার আবিষ্কারের পরিপ্রেক্ষিতে, তিনি কণার আয়তন এবং প্রতিসরাঙ্ক সম্পর্কিত শব্দগুলিকে আণবিক মেরুকরণযোগ্যতার শব্দ দিয়ে প্রতিস্থাপন করে পৃথক অণুতেও এর প্রয়োগ প্রসারিত করেন।
ছিদ্রযুক্ত পদার্থে বিচ্ছুরণ
ছিদ্রযুক্ত পদার্থে র্যালে বিক্ষেপণ দেখা যায়, যা একটি λ-4 বিক্ষেপণ প্যাটার্ন অনুসরণ করে। এই ঘটনাটি ন্যানোছিদ্রযুক্ত পদার্থে বিশেষভাবে লক্ষণীয়, যেখানে সিন্টার্ড অ্যালুমিনার ছিদ্র এবং কঠিন অংশের মধ্যে প্রতিসরাঙ্কের একটি উল্লেখযোগ্য পার্থক্য থাকে। এর ফলে, আলোর বিক্ষেপণ অত্যন্ত তীব্র হয়ে ওঠে, যার কারণে এটি প্রায় প্রতি পাঁচ মাইক্রোমিটারে দিক পরিবর্তন করে।
এই অসাধারণ বিচ্ছুরণ আচরণটি সিনটারিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে অর্জিত অনন্য ন্যানোপোরাস কাঠামোর জন্য দায়ী করা হয়, যা ছিদ্র আকারের একটি সংকীর্ণ বন্টন তৈরি করতে মনোডিসপারসিভ অ্যালুমিনা পাউডার ব্যবহার করে, সাধারণত প্রায় 70 এনএম।
