f

তুমি পূর্ববর্তী অধ্যায়ে লেন্স দ্বারা আলোর প্রতিসরণ সম্পর্কে পড়েছ। তুমি লেন্স দ্বারা গঠিত প্রতিবিম্বের প্রকৃতি, অবস্থান ও আপেক্ষিক আকারও পড়েছ। এই ধারণাগুলি কীভাবে মানব চোখের অধ্যয়নে আমাদের সাহায্য করতে পারে? মানব চোখ আলো ব্যবহার করে এবং আমাদের চারপাশের বস্তু দেখতে সক্ষম করে। এর গঠনে একটি লেন্স থাকে। মানব চোখের লেন্সের কাজ কী? চশমায় ব্যবহৃত লেন্সগুলি কীভাবে দৃষ্টির ত্রুটি সংশোধন করে? আসুন এই অধ্যায়ে এই প্রশ্নগুলি বিবেচনা করি।

আমরা পূর্ববর্তী অধ্যায়ে আলো ও তার কিছু ধর্ম সম্পর্কে শিখেছি। এই অধ্যায়ে, আমরা প্রকৃতির কিছু আলোকীয় ঘটনা অধ্যয়নের জন্য এই ধারণাগুলি ব্যবহার করব। আমরা রামধনুর সৃষ্টি, সাদা আলোর বিভাজন ও আকাশের নীল রঙ সম্পর্কেও আলোচনা করব।

১০.১ মানব চোখ

মানব চোখ সবচেয়ে মূল্যবান ও সংবেদনশীল ইন্দ্রিয় অঙ্গগুলির মধ্যে একটি। এটি আমাদের এই বিস্ময়কর বিশ্ব ও চারপাশের রং দেখতে সক্ষম করে। চোখ বন্ধ করে, আমরা বস্তুকে কিছুটা তার গন্ধ, স্বাদ, শব্দ বা স্পর্শ দ্বারা চিহ্নিত করতে পারি। তবে, চোখ বন্ধ করে রং চিহ্নিত করা অসম্ভব। সুতরাং, সমস্ত ইন্দ্রিয় অঙ্গের মধ্যে, মানব চোখ সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি আমাদের চারপাশের সুন্দর, বর্ণময় বিশ্ব দেখতে সক্ষম করে।

চিত্র ১০.১ মানব চোখ

মানব চোখ একটি ক্যামেরার মতো। এর লেন্স ব্যবস্থা রেটিনা নামক একটি আলো-সংবেদনশীল পর্দায় একটি প্রতিবিম্ব গঠন করে। কর্নিয়া নামক একটি পাতলা ঝিল্লির মাধ্যমে আলো চোখে প্রবেশ করে। এটি চোখের গোলকের সামনের পৃষ্ঠে স্বচ্ছ উত্তলতা গঠন করে, যেমন চিত্র ১০.১-এ দেখানো হয়েছে। চোখের গোলকটি প্রায় গোলাকার আকৃতির, যার ব্যাস প্রায় $2.3 cm$। চোখে প্রবেশকারী আলোক রশ্মির বেশিরভাগ প্রতিসরণ কর্নিয়ার বাইরের পৃষ্ঠে ঘটে। স্ফটিক লেন্সটি কেবল বিভিন্ন দূরত্বের বস্তুকে রেটিনায় ফোকাস করার জন্য প্রয়োজনীয় ফোকাস দৈর্ঘ্যের সূক্ষ্ম সমন্বয় সরবরাহ করে। আমরা কর্নিয়ার পিছনে আইরিস নামক একটি গঠন দেখতে পাই। আইরিস একটি গাঢ় পেশীবহুল ডায়াফ্রাম যা পিউপিলের আকার নিয়ন্ত্রণ করে। পিউপিল চোখে প্রবেশকারী আলোর পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করে। চোখের লেন্স বস্তুর একটি উল্টানো বাস্তব প্রতিবিম্ব রেটিনায় গঠন করে। রেটিনা একটি সূক্ষ্ম ঝিল্লি যাতে বিপুল সংখ্যক আলো-সংবেদনশীল কোষ থাকে। আলো-সংবেদনশীল কোষগুলি আলোকিত হলে সক্রিয় হয় এবং বৈদ্যুতিক সংকেত তৈরি করে। এই সংকেতগুলি অপটিক স্নায়ুর মাধ্যমে মস্তিষ্কে প্রেরণ করা হয়। মস্তিষ্ক এই সংকেতগুলির ব্যাখ্যা করে এবং শেষ পর্যন্ত তথ্য প্রক্রিয়া করে যাতে আমরা বস্তুগুলিকে যেমন আছে তেমনই উপলব্ধি করি।

১০.১.১ সমন্বয় ক্ষমতা

চোখের লেন্সটি তন্তুময়, জেলির মতো পদার্থ দ্বারা গঠিত। সিলিয়ারি পেশী দ্বারা এর বক্রতা কিছুটা পরিবর্তন করা যেতে পারে। সুতরাং চোখের লেন্সের বক্রতার পরিবর্তন এর ফোকাস দৈর্ঘ্য পরিবর্তন করতে পারে। যখন পেশীগুলি শিথিল থাকে, লেন্স পাতলা হয়ে যায়। সুতরাং, এর ফোকাস দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি পায়। এটি আমাদের দূরের বস্তু স্পষ্টভাবে দেখতে সক্ষম করে। যখন তুমি চোখের কাছাকাছি বস্তু দেখছ, তখন সিলিয়ারি পেশীগুলি সংকুচিত হয়। এটি চোখের লেন্সের বক্রতা বৃদ্ধি করে। চোখের লেন্স তখন ঘন হয়ে যায়। ফলস্বরূপ, চোখের লেন্সের ফোকাস দৈর্ঘ্য হ্রাস পায়। এটি আমাদের কাছের বস্তু স্পষ্টভাবে দেখতে সক্ষম করে।

চোখের লেন্সের তার ফোকাস দৈর্ঘ্য সমন্বয় করার ক্ষমতাকে সমন্বয় ক্ষমতা বলে। তবে, চোখের লেন্সের ফোকাস দৈর্ঘ্য একটি নির্দিষ্ট ন্যূনতম সীমার নিচে কমানো যাবে না। একটি মুদ্রিত পাতাকে চোখের খুব কাছ ধরে পড়ার চেষ্টা কর। তুমি প্রতিবিম্বটি ঝাপসা দেখতে পেতে পার বা চোখে চাপ অনুভব করতে পার। একটি বস্তুকে আরামদায়ক ও স্পষ্টভাবে দেখতে, তোমাকে অবশ্যই এটি চোখ থেকে প্রায় $25 cm$ দূরে ধরে রাখতে হবে। যে ন্যূনতম দূরত্বে চাপ ছাড়াই বস্তুগুলি সবচেয়ে স্পষ্টভাবে দেখা যায়, তাকে স্বচ্ছ দৃষ্টির ন্যূনতম দূরত্ব বলে। একে চোখের নিকট বিন্দুও বলা হয়। স্বাভাবিক দৃষ্টিসম্পন্ন একজন যুবকের জন্য, নিকট বিন্দু প্রায় $25 cm$। যে দূরতম বিন্দু পর্যন্ত চোখ বস্তু স্পষ্টভাবে দেখতে পারে তাকে চোখের দূর বিন্দু বলে। স্বাভাবিক চোখের জন্য এটি অসীম। তুমি এখানে লক্ষ্য করতে পার যে একটি স্বাভাবিক চোখ $25 cm$ এবং অসীমের মধ্যে অবস্থিত বস্তুগুলি স্পষ্টভাবে দেখতে পারে।

কখনও কখনও, বয়স্ক ব্যক্তিদের স্ফটিক লেন্স দুধের মতো ও অস্বচ্ছ হয়ে যায়। এই অবস্থাকে ছানি বলে। এটি আংশিক বা সম্পূর্ণ দৃষ্টিহীনতা ঘটায়। ছানি অস্ত্রোপচারের মাধ্যমে দৃষ্টিশক্তি পুনরুদ্ধার করা সম্ভব।

১০.২ দৃষ্টির ত্রুটি ও তাদের সংশোধন

কখনও কখনও, চোখ ধীরে ধীরে তার সমন্বয় ক্ষমতা হারাতে পারে। এমন অবস্থায়, ব্যক্তি বস্তুগুলি স্পষ্ট ও আরামদায়কভাবে দেখতে পারে না। চোখের প্রতিসরণজনিত ত্রুটির কারণে দৃষ্টি ঝাপসা হয়ে যায়।

দৃষ্টির প্রধানত তিনটি সাধারণ প্রতিসরণজনিত ত্রুটি রয়েছে। এগুলি হল (i) মায়োপিয়া বা নিকটদৃষ্টি, (ii) হাইপারমেট্রোপিয়া বা দূরদৃষ্টি, এবং (iii) প্রেসবায়োপিয়া। এই ত্রুটিগুলি উপযুক্ত গোলাকার লেন্স ব্যবহার করে সংশোধন করা যেতে পারে। আমরা নীচে এই ত্রুটিগুলি ও তাদের সংশোধন নিয়ে আলোচনা করব।

চিত্র ১০.২ (ক), (খ) মায়োপিক চোখ, এবং (গ) অবতল লেন্স দ্বারা মায়োপিয়ার সংশোধন

(ক) মায়োপিয়া

মায়োপিয়া নিকটদৃষ্টি নামেও পরিচিত। মায়োপিয়াযুক্ত ব্যক্তি কাছের বস্তু স্পষ্টভাবে দেখতে পারে কিন্তু দূরের বস্তু স্পষ্টভাবে দেখতে পারে না। এই ত্রুটিযুক্ত ব্যক্তির দূর বিন্দু অসীমের চেয়ে কাছে। এমন ব্যক্তি কয়েক মিটার দূরত্ব পর্যন্ত স্পষ্টভাবে দেখতে পারে। মায়োপিক চোখে, একটি দূরের বস্তুর প্রতিবিম্ব রেটিনার সামনে গঠিত হয় [চিত্র ১০.২ (খ)] এবং রেটিনায় নিজেই নয়। এই ত্রুটি (i) চোখের লেন্সের অত্যধিক বক্রতা, বা (ii) চোখের গোলকের দৈর্ঘ্য বৃদ্ধির কারণে হতে পারে। এই ত্রুটিটি উপযুক্ত ক্ষমতার একটি অবতল লেন্স ব্যবহার করে সংশোধন করা যেতে পারে। এটি চিত্র ১০.২ (গ)-এ চিত্রিত হয়েছে। উপযুক্ত ক্ষমতার একটি অবতল লেন্স প্রতিবিম্বকে রেটিনায় ফিরিয়ে আনবে এবং এইভাবে ত্রুটিটি সংশোধন করা হবে।

(খ) হাইপারমেট্রোপিয়া

হাইপারমেট্রোপিয়া দূরদৃষ্টি নামেও পরিচিত। হাইপারমেট্রোপিয়াযুক্ত ব্যক্তি দূরের বস্তু স্পষ্টভাবে দেখতে পারে কিন্তু কাছের বস্তু স্পষ্টভাবে দেখতে পারে না। ব্যক্তির জন্য নিকট বিন্দু, স্বাভাবিক নিকট বিন্দু $(25 cm)$ থেকে অনেক দূরে। এমন ব্যক্তিকে আরামদায়ক পড়ার জন্য পড়ার সামগ্রী চোখ থেকে $25 cm$ এর অনেক বাইরে রাখতে হয়। এটি কারণ একটি কাছের বস্তু থেকে আলোক রশ্মি চিত্র ১০.৩ (খ)-এ দেখানো হিসাবে রেটিনার পিছনে একটি বিন্দুতে কেন্দ্রীভূত হয়। এই ত্রুটিটি হয় (i) চোখের লেন্সের ফোকাস দৈর্ঘ্য খুব দীর্ঘ, বা (ii) চোখের গোলক খুব ছোট হয়ে যাওয়ার কারণে ঘটে। এই ত্রুটিটি উপযুক্ত ক্ষমতার একটি উত্তল লেন্স ব্যবহার করে সংশোধন করা যেতে পারে। এটি চিত্র ১০.৩ (গ)-এ চিত্রিত হয়েছে। অভিসারী লেন্সযুক্ত চশমা রেটিনায় প্রতিবিম্ব গঠনের জন্য প্রয়োজনীয় অতিরিক্ত ফোকাসিং শক্তি সরবরাহ করে।

(গ) প্রেসবায়োপিয়া

চোখের সমন্বয় ক্ষমতা সাধারণত বয়সের সাথে হ্রাস পায়। বেশিরভাগ মানুষের জন্য, নিকট বিন্দু ধীরে ধীরে দূরে সরে যায়। তারা সংশোধনকারী চশমা ছাড়া কাছের বস্তু আরামদায়ক ও স্পষ্টভাবে দেখতে কঠিন মনে করে। এই ত্রুটিকে প্রেসবায়োপিয়া বলে। এটি সিলিয়ারি পেশীর ধীরে ধীরে দুর্বল হওয়া এবং চোখের লেন্সের নমনীয়তা হ্রাসের কারণে ঘটে। কখনও কখনও, একজন ব্যক্তি মায়োপিয়া ও হাইপারমেট্রোপিয়া উভয়েই ভুগতে পারে। এমন লোকদের প্রায়ই দ্বি-ফোকাল লেন্সের প্রয়োজন হয়। দ্বি-ফোকাল লেন্সের একটি সাধারণ প্রকারে অবতল ও উত্তল উভয় লেন্স থাকে। উপরের অংশটি একটি অবতল লেন্স নিয়ে গঠিত। এটি দূরের দর্শন সহজ করে। নিচের অংশটি একটি উত্তল লেন্স। এটি নিকট দর্শন সহজ করে।

আজকাল, কন্টাক্ট লেন্স বা অস্ত্রোপচারের মাধ্যমে প্রতিসরণজনিত ত্রুটিগুলি সংশোধন করা সম্ভব।

চিত্র ১০.৩ (ক), (খ) হাইপারমেট্রোপিক চোখ, এবং (গ) হাইপারমেট্রোপিয়ার সংশোধন

$N=$ একটি হাইপারমেট্রোপিক চোখের নিকট বিন্দু।

$N^{\prime}=$ একটি স্বাভাবিক চোখের নিকট বিন্দু।

চিন্তা করো

তুমি যে বিস্ময়কর জিনিস দেখ তার কথা বলো,
তুমি বলো সূর্য উজ্জ্বলভাবে জ্বলছে;
আমি তার উষ্ণতা অনুভব করি, কিন্তু সে কীভাবে পারে
দিন বা রাত তৈরি করতে?

তুমি কি জান যে আমাদের চোখ আমাদের মৃত্যুর পরেও বেঁচে থাকতে পারে? আমরা মারা যাওয়ার পর আমাদের চোখ দান করে একজন অন্ধ ব্যক্তির জীবন আলোকিত করতে পারি।

বিশ্বের উন্নয়নশীল দেশগুলিতে প্রায় ৩৫ মিলিয়ন মানুষ অন্ধ এবং তাদের বেশিরভাগই সুস্থ করা যেতে পারে। কর্নিয়াল অন্ধত্বে আক্রান্ত প্রায় ৪.৫ মিলিয়ন মানুষ দান করা চোখের কর্নিয়া প্রতিস্থাপনের মাধ্যমে সুস্থ করা যেতে পারে। এই ৪.৫ মিলিয়নের মধ্যে, $60 %$ হল ১২ বছর বয়সের নিচের শিশু। সুতরাং, যদি আমরা দৃষ্টির উপহার পেয়ে থাকি, তবে কেন এটি এমন কাউকে দেব না যার এটি নেই? চোখ দান করতে হলে আমাদের কী কী বিষয় মাথায় রাখতে হবে?

• চোখ দাতা যে কোন বয়সী বা লিঙ্গের হতে পারেন। যারা চশমা ব্যবহার করেন, বা যাদের ছানির অপারেশন হয়েছে, তারাও চোখ দান করতে পারেন। যারা ডায়াবেটিক, উচ্চ রক্তচাপ, হাঁপানির রোগী এবং যাদের সংক্রামক রোগ নেই তারাও চোখ দান করতে পারেন।
• মৃত্যুর ৪-৬ ঘন্টার মধ্যে চোখ অপসারণ করতে হবে। নিকটস্থ আই ব্যাঙ্ককে অবিলম্বে জানাও।
• আই ব্যাঙ্কের দল মৃতের বাড়িতে বা হাসপাতালে চোখ অপসারণ করবে।
• চোখ অপসারণে মাত্র ১০-১৫ মিনিট সময় লাগে। এটি একটি সহজ প্রক্রিয়া এবং কোন বিকৃতি ঘটায় না।
• যারা এইডস, হেপাটাইটিস বি বা সি, জলাতঙ্ক, তীব্র লিউকেমিয়া, ধনুষ্টংকার, কলেরা, মেনিনজাইটিস বা এনসেফালাইটিসে আক্রান্ত বা এতে মারা গেছেন তারা চোখ দান করতে পারবেন না।

একটি আই ব্যাঙ্ক দান করা চোখ সংগ্রহ, মূল্যায়ন ও বিতরণ করে। দান করা সমস্ত চোখ কঠোর চিকিৎসা মান ব্যবহার করে মূল্যায়ন করা হয়। প্রতিস্থাপনের জন্য অনুপযুক্ত পাওয়া দান করা চোখগুলি মূল্যবান গবেষণা ও চিকিৎসা শিক্ষার জন্য ব্যবহৃত হয়। দাতা ও গ্রহীতার পরিচয় গোপন থাকে।

এক জোড়া চোখ চারজন কর্নিয়াল অন্ধ ব্যক্তির দৃষ্টি দিতে পারে।

১০.৩ প্রিজমের মাধ্যমে আলোর প্রতিসরণ

তুমি শিখেছ কীভাবে একটি আয়তাকার কাচের স্ল্যাবের মাধ্যমে আলো প্রতিসৃত হয়। সমান্তরাল প্রতিসরণকারী পৃষ্ঠের জন্য, যেমন একটি কাচের স্ল্যাবে, নির্গত রশ্মি আপতিত রশ্মির সমান্তরাল। তবে, এটি কিছুটা পার্শ্বীয়ভাবে সরে যায়। একটি স্বচ্ছ প্রিজমের মাধ্যমে আলো কীভাবে প্রতিসৃত হবে? একটি ত্রিভুজাকার কাচের প্রিজম বিবেচনা কর। এর দুটি ত্রিভুজাকার ভূমি ও তিনটি আয়তাকার পার্শ্বীয় পৃষ্ঠ রয়েছে। এই পৃষ্ঠগুলি একে অপরের দিকে ঝুঁকে আছে। এর দুটি পার্শ্বীয় তলের মধ্যবর্তী কোণকে প্রিজমের কোণ বলে। আসুন এখন একটি ত্রিভুজাকার কাচের প্রিজমের মাধ্যমে আলোর প্রতিসরণ অধ্যয়নের জন্য একটি কার্যকলাপ করি।

কার্যকলাপ ১০.১

• ড্রয়িং পিন ব্যবহার করে একটি ড্রয়িং বোর্ডে সাদা কাগজের একটি শীট স্থির কর।
• একটি কাচের প্রিজম এমনভাবে রাখ যেন এটি তার ত্রিভুজাকার ভূমির উপর স্থির থাকে। পেন্সিল ব্যবহার করে প্রিজমের রূপরেখা আঁক।
• প্রিজমের একটি প্রতিসরণকারী পৃষ্ঠ, ধরা যাক $AB$, এর দিকে ঝুঁকে থাকা একটি সরল রেখা PE আঁক।
• চিত্র ১০.৪-এ দেখানো হিসাবে $PE$ রেখায় দুটি পিন, ধরা যাক $P$ এবং $Q$ বিন্দুতে স্থির কর।
• $P$ এবং $Q$-এ স্থির করা পিনগুলির প্রতিবিম্বগুলি AC অন্য তলের মাধ্যমে দেখার চেষ্টা কর।
• আরও দুটি পিন, $R$ এবং $S$ বিন্দুতে এমনভাবে স্থির কর, যেন $R$ এবং $S$-এর পিনগুলি এবং $P$ এবং $Q$-এর পিনগুলির প্রতিবিম্বগুলি একই সরল রেখায় থাকে।
• পিন ও কাচের প্রিজম সরিয়ে ফেল।
• PE রেখাটি প্রিজমের সীমানাকে $E$ বিন্দুতে ছেদ করে (চিত্র ১০.৪ দেখ)। একইভাবে, R এবং S বিন্দুগুলি যুক্ত কর এবং বর্ধিত কর। ধরা যাক এই রেখাগুলি যথাক্রমে $E$ এবং $F$ বিন্দুতে প্রিজমের সীমানাকে ছেদ করে। $E$ এবং $F$ যুক্ত কর।
• যথাক্রমে $E$ এবং $F$ বিন্দুতে প্রিজমের প্রতিসরণকারী পৃষ্ঠ $A B$ এবং $A C$-এর উপর লম্ব আঁক।
• চিত্র ১০.৪-এ দেখানো হিসাবে আপতন কোণ $(\angle i)$, প্রতিসরণ কোণ $(\angle r)$ এবং নির্গমন কোণ $(\angle e)$ চিহ্নিত কর।

$\mathrm{PE}- $ আপতিত রশ্মি $ \angle \mathrm{i}- $ আপতন কোণ
$\mathrm{EF}- $ প্রতিসৃত রশ্মি $ \angle \mathrm{r}- $ প্রতিসরণ কোণ
$\mathrm{FS}- $ নির্গত রশ্মি $ \angle \mathrm{e}- $ নির্গমন কোণ
$\angle \mathrm{A}-$ প্রিজমের কোণ $ \angle \mathrm{D}- $ বিচ্যুতি কোণ

চিত্র ১০.৪ একটি ত্রিভুজাকার কাচের প্রিজমের মাধ্যমে আলোর প্রতিসরণ

এখানে $PE$ হল আপতিত রশ্মি, $EF$ হল প্রতিসৃত রশ্মি এবং $FS$ হল নির্গত রশ্মি। তুমি লক্ষ্য করতে পার যে একটি আলোক রশ্মি প্রথম পৃষ্ঠ $AB$-এ বায়ু থেকে কাচে প্রবেশ করছে। প্রতিসরণের পর আলোক রশ্মি অভিলম্বের দিকে বেঁকে গেছে। দ্বিতীয় পৃষ্ঠ AC-তে, আলোক রশ্মি কাচ থেকে বায়ুতে প্রবেশ করেছে। তাই এটি অভিলম্ব থেকে দূরে বেঁকে গেছে। প্রিজমের প্রতিটি প্রতিসরণকারী পৃষ্ঠে আপতন কোণ ও প্রতিসরণ কোণের তুলনা কর। এটি কি কাচের স্ল্যাবে যে ধরনের বাঁক ঘটে তার মতো? প্রিজমের বিশেষ আকৃতি নির্গত রশ্মিকে আপতিত রশ্মির দিকের সাথে একটি কোণে বাঁকিয়ে দেয়। এই কোণকে বিচ্যুতি কোণ বলে। এই ক্ষেত্রে $\angle D$ হল বিচ্যুতি কোণ। উপরের কার্যকলাপে বিচ্যুতি কোণ চিহ্নিত কর এবং এটি পরিমাপ কর।

১০.৪ কাচের প্রিজম দ্বারা সাদা আলোর বর্ণবিচ্ছুরণ

তুমি নিশ্চয়ই রামধনুতে দর্শনীয় রং দেখেছ এবং উপভোগ করেছ। সূর্যের সাদা আলো কীভাবে আমাদের রামধনুর বিভিন্ন রং দিতে পারে? আমরা এই প্রশ্নটি নেওয়ার আগে, আমরা প্রথমে একটি প্রিজমের মাধ্যমে আলোর প্রতিসরণে ফিরে যাব। একটি কাচের প্রিজমের ঝুঁকে থাকা প্রতিসরণকারী পৃষ্ঠগুলি উত্তেজনাপূর্ণ ঘটনা দেখায়। আসুন একটি কার্যকলাপের মাধ্যমে এটি খুঁজে বের করি।

কার্যকলাপ ১০.২

• একটি পুরু কার্ডবোর্ডের শীট নাও এবং এর মাঝখানে একটি ছোট ছিদ্র বা সরু ফাটল তৈরি কর।
• সূর্যের আলো সরু ফাটলের উপর পড়তে দাও। এটি সাদা আলোর একটি সরু রশ্মি দেয়।
• এখন, একটি কাচের প্রিজম নাও এবং চিত্র ১০.৫-এ দেখানো হিসাবে ফাটল থেকে আলো তার একটি তলের উপর পড়তে দাও।
• প্রিজমটি ধীরে ধীরে ঘোরাও যতক্ষণ না এর থেকে বেরিয়ে আসা আলো কাছের একটি পর্দায় দেখা যায়।
• তুমি কী পর্যবেক্ষণ কর? তুমি রঙের একটি সুন্দর পটি দেখতে পাবে। এটি কেন ঘটে?

প্রিজম সম্ভবত আপতিত সাদা আলোকে রঙের একটি পটিতে বিভক্ত করেছে। রঙের পটির দুই প্রান্তে যে রংগুলি দেখা যায় তা লক্ষ্য কর। পর্দায় তুমি রংগুলির কী ক্রম দেখতে পাচ্ছ? বিভিন্ন রং যা দেখা যায় তা হল বেগুনি, নীল, নীল, সবুজ, হলুদ, কমলা ও লাল, যেমন চিত্র ১০.৫-এ দেখানো হয়েছে। VIBGYOR সংক্ষিপ্ত নামটি রংগুলির ক্রম মনে রাখতে তোমাকে সাহায্য করবে। একটি আলোক রশ্মির রঙিন উপাদানগুলির পটিকে তার বর্ণালী বলে। তুমি সম্ভবত সমস্ত রং আলাদাভাবে দেখতে পারবে না। তবুও কিছু প্রতিটি রংকে অন্যটি থেকে স্বতন্ত্র করে তোলে। আলোকে তার উপাদান রংগুলিতে বিভক্ত করাকে বর্ণবিচ্ছুরণ বলে।

চিত্র ১০.৫ কাচের প্রিজম দ্বারা সাদা আলোর বর্ণবিচ্ছুরণ

তুমি দেখেছ যে একটি প্রিজম দ্বারা সাদা আলো তার সাত-রঙা উপাদানে বিচ্ছুরিত হয়। আমরা এই রংগুলি কেন পাই? বিভিন্ন রঙের আলো একটি প্রিজমের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় আপতিত রশ্মির সাপেক্ষে বিভিন্ন কোণে বেঁকে যায়। লাল আলো সবচেয়ে কম বাঁকায় যখন বেগুনি সবচেয়ে বেশি। সুতরাং প্রতিটি রঙের রশ্মি বিভিন্ন পথ ধরে বের হয় এবং এইভাবে স্বতন্ত্র হয়ে যায়। এটি হল স্বতন্ত্র রংগুলির পটি যা আমরা একটি বর্ণালীতে দেখি।

চিত্র ১০.৬ সাদা আলোর বর্ণালীর পুনর্মিলন

আইজাক নিউটন প্রথম সূর্যালোকের বর্ণালী পেতে একটি কাচের প্রিজম ব্যবহার করেছিলেন। তিনি আরেকটি অনুরূপ প্রিজম ব্যবহার করে সাদা আলোর বর্ণালীর রংগুলি আরও বিভক্ত করার চেষ্টা করেছিলেন। তবে, তিনি আর কোন রং পেতে পারেননি। তিনি তখন প্রথম প্রিজমের সাপেক্ষে উল্টো অবস্থানে একটি দ্বিতীয় অভিন্ন প্রিজম স্থাপন করেছিলেন, যেমন চিত্র ১০.৬-এ দেখানো হয়েছে। এটি বর্ণালীর সমস্ত রং দ্বিতীয় প্রিজমের মধ্য দিয়ে যেতে দেয়। তিনি দ্বিতীয় প্রিজমের অপর পাশ থেকে সাদা আলোর একটি রশ্মি বের হতে দেখেন। এই পর্যবেক্ষণ নিউটনকে ধারণা দেয় যে সূর্যালোক সাতটি রং দিয়ে গঠিত।

যে কোন আলো যা সূর্যালোকের মতো একটি বর্ণালী দেয় তাকে প্রায়ই সাদা আলো বলা হয়।
রামধনু হল বৃষ্টির পরে আকাশে দেখা একটি প্রাকৃতিক বর্ণালী (চিত্র ১০.৭)। এটি বায়ুমণ্ডলে উপস্থিত ক্ষুদ্র জলকণা দ্বারা সূর্যালোকের বর্ণবিচ্ছুরণের কারণে ঘটে। একটি রামধনু সর্বদা সূর্যের দিকের বিপরীত দিকে গঠিত হয়। জলকণাগুলি ছোট প্রিজমের মতো কাজ করে। তারা আপতিত সূর্যালোককে প্রতিসৃত ও বিচ্ছুরিত করে, তারপর অভ্যন্তরীণভাবে প্রতিফলিত করে এবং শেষ পর্যন্ত যখন এটি বৃষ্টির বিন্দু থেকে বের হয় তখন আবার প্রতিসৃত করে (চিত্র ১০.৮)। আলোর বর্ণবিচ্ছুরণ ও অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের কারণে, বিভিন্ন রং পর্যবেক্ষকের চোখে পৌঁছায়।

তুমি একটি রৌদ্রোজ্জ্বল দিনেও একটি রামধনু দেখতে পার যখন তুমি একটি জলপ্রপাত বা একটি ফোয়ারা দিয়ে আকাশের দিকে তাকাও, সূর্য তোমার পিছনে থাকা অবস্থায়।

চিত্র ১০.৭ আকাশে রামধনু

চিত্র ১০.৮ রামধনু গঠন

১০.৫ বায়ুমণ্ডলীয় প্রতিসরণ

তুমি সম্ভবত একটি অগ্নিশিখা বা রেডিয়েটরের উপরে উঠে আসা উত্তপ্ত বায়ুর অশান্ত স্রোতের মধ্য দিয়ে দেখা বস্তুর আপাত এলোমেলো দোলন বা ঝিকিমিকি লক্ষ্য করেছ। অগ্নিশিখার ঠিক উপরের বায়ু উপরের বায়ুর চেয়ে বেশি গরম হয়ে যায়। গরম বায়ু উপরের শীতল বায়ুর চেয়ে হালকা (কম ঘন) এবং এর প্রতিসরাঙ্ক শীতল বায়ুর চেয়ে কিছুটা কম। যেহেতু প্রতিসরণকারী মাধ্যমের (বায়ু) ভৌত অবস্থা স্থির নয়, তাই উত্তপ্ত বায়ুর মধ্য দিয়ে দেখা বস্তুর আপাত অবস্থান ওঠানামা করে। এই দোলন এইভাবে আমাদের স্থানীয় পরিবেশে একটি ছোট স্কেলে বায়ুমণ্ডলীয় প্রতিসরণের (পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল দ্বারা আলোর প্রতিসরণ) একটি প্রভাব। তারার ঝিকিমিকি অনেক বড় স্কেলে একটি অনুরূপ ঘটনা। আসুন দেখি কীভাবে আমরা এটি ব্যাখ্যা করতে পারি।

চিত্র ১০.৯ বায়ুমণ্ডলীয় প্রতিসরণের কারণে তারার আপাত অবস্থান

তারার ঝিকিমিকি

একটি তারার ঝিকিমিকি তারার আলোর বায়ুমণ্ডলীয় প্রতিসরণের কারণে। তারার আলো পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ করার পর পৃথিবীতে পৌঁছানোর আগে অবিচ্ছিন্নভাবে প্রতিসরণের মধ্য দিয়ে যায়। বায়ুমণ্ডলীয় প্রতিসরণ ধীরে ধীরে পরিবর্তনশীল প্রতিসরাঙ্কের একটি মাধ্যমে ঘটে। যেহেতু বায়ুমণ্ডল তারার আলোকে অভিলম্বের দিকে বাঁকায়, তাই তারার আপাত অবস্থান তার প্রকৃত অবস্থান থেকে কিছুটা আলাদা। দিগন্তের কাছে দেখলে তারাটি তার প্রকৃত অবস্থানের চেয়ে কিছুটা উঁচুতে (উপরে) দেখা যায় (চিত্র ১০.৯)। আরও, তারার এই আপাত অবস্থান স্থির নয়, বরং কিছুটা পরিবর্তিত হতে থাকে, কারণ পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের ভৌত অবস্থা স্থির নয়, যেমন পূর্ববর্তী অনুচ্ছেদের ক্ষেত্রে ছিল। যেহেতু তারা খুব দূরবর্তী, তারা আলোর বিন্দু-আকারের উৎসের অনুরূপ। যেহেতু তারার থেকে আসা আলোক রশ্মির পথ কিছুটা পরিবর্তিত হতে থাকে, তারার আপাত অবস্থান ওঠানামা করে এবং চোখে প্রবেশকারী তারার আলোর পরিমাণ ঝিকিমিকি করে - তারা কখনও উজ্জ্বল, এবং অন্য সময় ম্লান দেখায়, যা ঝিকিমিকি প্রভাব।

গ্রহগুলি কেন ঝিকিমিকি করে না? গ্রহগুলি পৃথিবীর অনেক কাছাকাছি, এবং এইভাবে বিস্তৃত উৎস হিসাবে দেখা যায়। যদি আমরা একটি গ্রহকে বিপুল সংখ্যক বিন্দু-আকারের আলোর উৎসের সংগ্রহ হিসাবে বিবেচনা করি, তবে সমস্ত পৃথক বিন্দু-আকারের উৎস থেকে আমাদের চোখে প্রবেশকারী আলোর মোট পরিবর্তনের গড় শূন্য হবে, যার ফলে ঝিকিমিকি প্রভাব বাতিল হয়ে যাবে।

চিত্র ১০.১০ সূর্যোদয় ও সূর্যাস্তে বায়ুমণ্ডলীয় প্রতিসরণের প্রভাব

অগ্রসূর্যোদয় ও বিলম্বিত সূর্যাস্ত

বায়ুমণ্ডলীয় প্রতিসরণের কারণে প্রকৃত সূর্যোদয়ের প্রায় ২ মিনিট আগে এবং প্রকৃত সূর্যাস্তের প্রায় ২ মিনিট পরে সূর্য আমাদের কাছে দৃশ্যমান হয়। প্রকৃত সূর্যোদয় দ্বারা, আমরা দিগন্ত দ্বারা সূর্যের প্রকৃত অতিক্রম বোঝাই। চিত্র ১০.১০ দিগন্তের সাপেক্ষে সূর্যের প্রকৃত ও আপাত অবস্থান দেখায়। প্রকৃত সূর্যাস্ত ও আপাত সূর্যাস্তের মধ্যে সময়ের পার্থক্য প্রায় ২ মিনিট। সূর্যোদয় ও সূর্যাস্তে সূর্যের চাকতির আপাত চ্যাপ্টা ভাবও একই ঘটনার কারণে।

১০.৬ আলোর বিক্ষেপণ

আলোর সাথে আমাদের চারপাশের বস্তুর মিথস্ক্রিয়া প্রকৃতিতে বেশ কয়েকটি দর্শনীয় ঘটনার সৃষ্টি করে। আকাশের নীল রং, গভীর সমুদ্রে জলের রং, সূর্যোদয় ও সূর্যাস্তে সূর্যের লাল হয়ে যাওয়া কিছু বিস্ময়কর ঘটনা যা আমরা পরিচিত। পূর্ববর্তী শ্রেণীতে, তুমি কোলয়ডাল কণা দ্বারা আলোর বিক্ষেপণ সম্পর্কে শিখেছ। একটি প্রকৃত দ্রবণের মধ্য দিয়ে যাওয়া আলোর রশ্মির পথ দৃশ্যমান নয়। তবে, একটি কোলয়ডাল দ্রবণের মাধ্যমে এর পথ দৃশ্যমান হয়ে যায় যেখানে কণার আকার তুলনামূলকভাবে বড়।

১০.৬.১ টিন্ডাল প্রভাব

পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল হল ক্ষুদ্র কণার একটি বিষম মিশ্রণ। এই কণাগুলির মধ্যে ধোঁয়া, ক্ষুদ্র জলকণা, ধুলোর নিলম্বিত কণা ও বায়ুর অণু অন্তর্ভুক্ত। যখন আলোর একটি রশ্মি এমন সূক্ষ্ম কণার উপর আঘাত করে, তখন রশ্মির পথ দৃশ্যমান হয়ে যায়। আলো এই কণাগুলি দ্বারা বিচ্ছুরিতভাবে প্রতিফলিত হওয়ার পর আমাদের কাছে পৌঁছায়। কোলয়ডাল কণা দ্বারা আলোর বিক্ষেপণের ঘটনা টিন্ডাল প্রভাবের সৃষ্টি করে যা তুমি নবম শ্রেণীতে পড়েছ। এই ঘটনা দেখা যায় যখন সূর্যালোকের একটি সূক্ষ্ম রশ্মি একটি ছোট ছিদ্রের মাধ্যমে ধোঁয়ায় ভরা ঘরে প্রবেশ করে। এইভাবে, আলোর বিক্ষেপণ কণাগুলিকে দৃশ্যমান করে। টিন্ডাল প্রভাব তখনও পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে যখন সূর্যালোক একটি ঘন বনের চাঁদোয়ার মধ্য দিয়ে যায়। এখানে, কুয়াশার মধ্যে ক্ষুদ্র জলকণা আলো বিক্ষেপণ করে।

বিক্ষিপ্ত আলোর রং বিক্ষেপণকারী কণার আকারের উপর নির্ভর করে। খুব সূক্ষ্ম কণা প্রধানত নীল আলো বিক্ষেপণ করে যখন বড় আকারের কণা দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো বিক্ষেপণ করে। যদি বিক্ষেপণকারী কণার আকার যথেষ্ট বড় হয়, তবে বিক্ষিপ্ত আলো এমনকি সাদা দেখাতে পারে।

১০.৬.২ পরিষ্কার আকাশের রং নীল কেন?

বায়ুমণ্ডলে বায়ুর অণু ও অন্যান্য সূক্ষ্ম কণার আকার দৃশ্যমান আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চেয়ে ছোট। এগুলি লাল প্রান্তের দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলোর চেয়ে নীল প্রান্তের ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো বিক্ষেপণে বেশি কার্যকর। লাল আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য নীল আলোর চেয়ে প্রায় ১.৮ গুণ বেশি। সুতরাং, যখন সূর্যালোক বায়ুমণ্ডলের মধ্য দিয়ে যায়, তখন বায়