ইলেকট্রন কোথায় থাকে ? - YMC
Thu. Jul 7th, 2022
YMC

ইলেকট্রনের অবস্থান কোথায় ? 

ইলেকট্রন যেহেতু নিউক্লিয়াসের চারপাশে আবর্তন করে সেহেতু নিউক্লিয়াসের চারপাশেই কোনো একটা বিন্দুতে এর অবস্থান হবে । উত্তরটা সঠিক । যদি ইলেকট্রন কে আমরা কণা ধরি তাহলে ইলেকট্রন ইচ্ছা  করলেই পুরো নিউক্লিয়াসের সব জায়গায় অবস্থান করতে পারবে না । যে কোন নির্দিষ্ট একটি বিন্দুতে ইলেকট্রন অবস্থান করবে । নির্দিষ্ট বিন্দুতে বলতে বোঝানো হয়েছে নিউক্লিয়াস থেকে “r” দূরত্বে এবং θ  কোনে অবস্থান করবে । এই উত্তরটা সঠিক এবং এটাই হওয়া উচিত । ইলেকট্রন কণা তাই নির্দিষ্ট অবস্থানে থাকে । 

ইলেকট্রন কণা হলে নির্দিষ্ট অবস্থানে অবস্থান করবে । কিন্তু প্রশ্ন হলো ইলেকট্রন কি আসলে কনা ? ব্রগলির মতে ইলেকট্রন কণা এবং তরঙ্গ দ্বৈত নীতি হিসেবে আচরণ করে । যদি ইলেকট্রন তরঙ্গ হয় তাহলে কোথায় অবস্থান করবে ? 

তরঙ্গ বলতে আমরা বুঝি বৃহৎ জায়গা জুড়ে অবস্থান । তরঙ্গ বলতো আমরা নির্দিষ্ট জায়গা বুঝি না । তরঙ্গ এবং কণা দুইটা জিনিস আলাদা ভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় । ইলেকট্রন যদি তরঙ্গ হয় তাহলে এর অবস্থান আমরা গাণিতিকভাবে দেখি ।

নিম্নে হাইড্রোজেন পরমাণুতে ইলেকট্রনের অবস্থান নির্ণয় করা হলো :

নীলস বোরের সূত্র থেকে পাই ,

 আবার, 

       ব্রগলির সূত্র থেকে , 

1 নং সমীকরণে p এর মান বসিয়ে পাই , 

 সুতরাং বৃত্তের পরিধি

সুতরাং = λ 

সুতরাং কক্ষপথের যে পরিধি তা ইলেকট্রনের তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের সমান । 

অতএব , সমীকরণ অনুযায়ী ইলেকট্রন নিউক্লিয়াসের চারপাশে কক্ষপথের পুরো পরিধিতে অবস্থান করবে । ইলেকট্রন নিউক্লিয়াস থেকে   দূরত্বে  এবং  কক্ষপথের  সব জায়গায় অবস্থান করবে । 

৩.

আমি প্রথমে বললাম ইলেকট্রন কণা । ইলেকট্রন নির্দিষ্ট একটা বিন্দুতে অবস্থান করবে । ইলেকট্রন কক্ষপথের সব জায়গায় থাকবে না । 

যখন এই কথাটা আপনি বিশ্বাস করতে শুরু করলেন ঠিক তখনি এই আমিই আবার বললাম ইলেকট্রন তরঙ্গ । ইলেকট্রন নির্দিষ্ট বিন্দুতে নয় , পুরো কক্ষপথে অবস্থান করবে ।

ইলেকট্রন কনা হলে নির্দিষ্ট দূরত্বে অবস্থান করবে আবার ইলেকট্রন তরঙ্গ হলে নির্দিষ্ট নয় পুরো কক্ষপথে অবস্থান করবে ।

এখন আমার প্রশ্ন হলো , ইলেকট্রনের প্রকৃত অবস্থান আসলে কোথায় ? 

এখন আমরা পরমানু জগৎ  থেকে বের হয়ে একটু বাস্তব জগতে চলে যাই । 

ইলেকট্রনকে একবার বলছি নির্দিষ্ট অবস্থানে আবার বলছি পুরো কক্ষপথ জুড়ে অবস্থান করে । এমনটা যদি সৌরজগতে ঘটতো  তাহলে কেমন হতো ? এটাতো নিশ্চিত পৃথিবীর চারপাশে যে কৃত্রিম 

৪.

1927 সালে জে.জে  পরীক্ষা করার জন্য প্রস্তুত হচ্ছে । 1757 সালে টমাস ইয়ং প্রমাণ করেছে আলোর তরঙ্গ । ঐ একই পরীক্ষা 170 বছর পর জে.জে থমসন আবার করবে । কিন্তু এবার পরীক্ষাটি হবে আলো দিয়ে নয় ,ইলেকট্রন দিয়ে । আপনার ঘরে প্রবেশের জন্য একই সাথে পাশাপাশি কিছু দূরত্বে দুইটা দরজা আছে। এখন কেউ যদি দরজার সামনে থেকে আপনাকে বন্দুক দিয়ে গুলি করতে চায় তাহলে আপনি কি করবেন ?  দরজার দুইটির মাঝে যেখানে দেয়াল আছে সেখানে দাঁড়াবেন । যেন দরজা বরাবর গুলি এসে আপনাকে আঘাত করতে না পারে ।

আপাত দৃষ্টিতে মাঝখানে দাঁড়ালে আপনি নিরাপদ । দরজা দিয়ে 100 টা  গুলি করলেও সম্ভাবনা আছে 1 টাও গুলি আপনার শরীরে লাগবে না । যদি ঘটনাটা কোয়ান্টাম জগতের ঘটতো তাহলে সম্ভাবনা ছিল সর্বোচ্চ গুলি আপনার শরীরে লাগবে এবং দরজার সামনে দাঁড়ালে আপনি নিরাপদ অর্থাৎ প্রাণে বেঁচে যেতে পারেন ।

৫.

যাই হোক দ্বিচির  পরীক্ষাটি এখন করতে পারি , 

ইলেকট্রন gun থেকে ইলেকট্রন নি: সৃত  হচ্ছে ।

ইলেকট্রনগুলো  দ্বিচির  অতিক্রম করে পর্দায় ব্যতিচার প্যাটার্ন সৃষ্টি করলো । ইলেকট্রন গুলো এমন আচরণ করছে যেন মনে হচ্ছে ইলেকট্রন আসলে কনা নয় , তরঙ্গ । পরীক্ষালব্ধ ফলাফলের সাথে ইলেকট্রনের তরঙ্গ দৈর্ঘ্য ও দ্য ব্রগলির  তত্ত্ব হুবহু মিলে গেল অর্থাৎ ব্রগলির ” তত্ত্ব প্রমাণিত হলো । কিন্তু এরই সাথে আরো কিছু সমস্যার জন্ম হলো।

” দ্বিচির পরীক্ষাটি বিজ্ঞানীরা পুনরায় করতে চান । কিন্তু এবার পরীক্ষাটি করবেন একটু ভিন্নভাবে , একটা একটা করে  ইলেকট্রন নিক্ষেপ করে ।

সিদ্ধান্ত অনুযায়ী একটা একটা করে ইলেক্ট্রন নিক্ষেপ   করে পরীক্ষা চালিয়ে বিজ্ঞানীরা অবাক হয়ে লক্ষ  করলেন পূর্বের ন্যায় ইলেকট্রন পর্দায় পুনরায় প্যার্টান সৃষ্টি করে । প্যার্টান দেখে মনে হয় 1 টা  ইলেকট্রন একইসাথে দুটো ছিদ্র দিয়ে গিয়েছে । 

এটা অসম্ভব,  একটা ইলেকট্রন একই সাথে দুটো ছিদ্র দিয়ে কোনভাবেই যেতে পারে না । বিষয়টি সূক্ষ্ম  পর্যবেক্ষণ করতে হবে । এ লক্ষে  বিজ্ঞানীরা  চিরের সামনে ক্যামেরা লাগালেন। পর্যবেক্ষণের বিষয় হলো একটা ইলেকট্রন কিভাবে একইসাথে দুটি ছিদ্র দিয়ে প্রবেশ করে । ক্যামেরা লাগানো হলো । রেডি…… ক্যামেরা …..অ্যাকশন । Oh my allah ! এটা কি করে সম্ভব । আমি দেখা মাত্র ইলেকট্রন ভদ্র হয়ে গেল । একটু আগেই না ইলেকট্রন তরঙ্গ ছিল ! ব্যতিচার প্যাটার্ন সৃষ্টি করলো । কিন্তু ক্যামেরা লাগানোর সাথে সাথে প্যার্টান হাওয়া হয়ে গেল ? ইলেকট্রন কনা হলো কিভাবে ? 

পরীক্ষাটি আর একবার করা দরকার । এবার চিরের  সামনে নয়, ক্যামেরা রাখতে হবে পর্দার সামনে । বিজ্ঞানীরা পর্দার সামনে ক্যামেরা লাগালেন । কিন্তু ফলাফল একই হলো। পূর্বের ন্যায় পর্দায় প্যাটার্ন  সৃষ্টি করে ইলেকট্রন কণা ধর্মের প্রকাশ ঘটালো । 

৬. 

অদ্ভুত! সত্যি অদ্ভুত ঘটনা । ক্যামেরা লাগানোর পূর্বে যদি আপনাকে প্রশ্ন করি ইলেকট্রন কোন ছিদ্র দিয়ে প্রবেশ করেছে ? 

ইলেকট্রন একই সাথে দুই ছিদ্র দিয়ে প্রবেশ করেছে । 

বিষয়টা অনেকটা এরকম , ক্যামেরা দিয়ে ছবি তোলার পূর্বে আপনি কোন মহাজাগতিক প্রাণী অর্থাৎ এলিয়েন  ক্যামেরা লাগানোর পর আপনি মানুষ । ক্যামেরার যে ফ্লাস লাইট তা আপনার শরীরে পরে আপনাকে এলিয়েন  থেকে মানুষে রূপান্তর করে । আর যখন ফ্ল্যাশ লাইট  নেই  তখন আপনি মানুষ । আপনার হাতে এই বইটি আছে  । যদি আলোতে বই না হয়ে অন্য কিছু হতো তাহলে কেমন হতো ? 

ইলেকট্রনের উপর আলো পড়লে তরঙ্গ থেকে কণা হয়ে যায় । আপনি না দেখলে ইলেকট্রন একই সাথে দুই ছিদ্র দিয়ে যায় । আর দেখা মাত্র ইলেকট্রন একটি ছিদ্র দিয়ে যায় ।

ঘটনাটা অন্যভাবে দেখি , 

ক্যামেরা নয় , এবার আপনি নিজে তাকিয়ে দেখবেন ব্যাপারটা কি ঘটে । 

ইলেকট্রন gun থেকে ইলেকট্রন নি:সৃত হয়ে দ্বিচিরের ভিতরে ইলেকট্রন প্রবেশ করলো । এই মুহূর্তে এসে আপনার চোখ বন্ধ অবস্থায় থাকবে । চিরের মধ্য দিয়ে একটা ইলেকট্রন এমনভাবে প্রবেশ করবে যেন মনে হবে 1টি ইলেকট্রন একই সাথে দুইটি ছিদ্র দিয়ে বের হচ্ছে ‌ । পর্দায় ব্যতিচার প্যাটার্ন পড়বে ঠিক সেই মুহুর্তে আপনি চোখ খুললেন । আপনি চোখ খোলা মাত্র প্যাটার্ন  অদৃশ্য । 

যখন আপনার চোখ বন্ধ ছিল তখন 1 টা ইলেকট্রন একই সাথে দুই ছিদ্র দিয়ে প্রবেশ করে ব্যতিচার প্যাটার্ন সৃষ্টি করবে । আপনি যখন চোখ খুলবেন তখন সাথে সাথে ইলেকট্রন টাইম ট্রাভেল করে অতীতের ঐ সময়ে চলে যাবে যে মুহূর্তে ইলেকট্রন দ্বিচিরে প্রবেশ করে নাই ‌ । আপনি চোখ খোলা মাত্র ইলেকট্রন সময়ের পিছনে যেয়ে যেকোনো একটা ছিদ্র দিয়ে প্রবেশ করবে ‌। 

ইলেকট্রন কোন ছিদ্র দিয়ে প্রবেশ করবে সেই সম্পর্কে পরের অধ্যায়ে বিস্তারিত আলোচনা করা হবে । 

৭.

ফিরে যাই আবার পরমাণুর জগতে । কক্ষপথের পরিধির সমান e- এর তরঙ্গ দৈর্ঘ্য । আপনি দেখার পূর্ব পর্যন্ত ইলেকট্রন তরঙ্গ । তখন ইলেকট্রন কক্ষপথের সব জায়গায় থাকে । আপনি দেখলে ইলেকট্রন কণা । তখন e-নির্দিষ্ট জায়গায় চলে আসে । ইলেকট্রন কণা নাকি তরঙ্গ সেটা নির্ভর করে আপনার উপর । আপনি ইলেকট্রনকে কনা  হিসেবে দেখতে চাইলে কনা ধর্ম দেখবেন এবং e- কে তরঙ্গ হিসেবে দেখতে চাইলে তরঙ্গ রূপ দেখবেন । 

Leave a Reply

Your email address will not be published.