বলবিদ্যা

বলবিদ্যা#

বলবিদ্যা পদাৰ্থ বিজ্ঞানৰ এটা শাখা যি বস্তুৰ গতি আৰু এই গতিৰ কাৰণ হোৱা বলসমূহৰ সৈতে জড়িত। ইয়াক দুটা মুখ্য উপ-ক্ষেত্ৰত বিভক্ত কৰা হৈছে: শাস্ত্ৰীয় বলবিদ্যা আৰু কোৱান্টাম বলবিদ্যা। নিউটনৰ গতিৰ সূত্ৰসমূহৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি গঢ় লৈ উঠা শাস্ত্ৰীয় বলবিদ্যাই বৃহৎ আকাৰৰ বস্তুৰ গতি বৰ্ণনা কৰে, যেনে প্ৰক্ষেপণৰ পৰা যন্ত্ৰ-পাতিৰ অংশ, লগতে মহাকাশযান, গ্ৰহ, তৰা আৰু গ্যালেক্সি আদি জ্যোতিৰ্বৈজ্ঞানিক বস্তু। আনহাতে, কোৱান্টাম বলবিদ্যাই অতি সৰু মাপৰ ঘটনা, যেনে পৰমাণু আৰু কণাসমূহৰ সৈতে জড়িত। সামগ্ৰিকভাৱে, বলবিদ্যা পদাৰ্থ বিজ্ঞান অধ্যয়নৰ বাবে মৌলিক কাৰণ ই আমাৰ ভৌতিক পৃথিৱীৰ বুজাবুজিৰ বেছিভাগৰ ভেটি গঠন কৰে।

শাস্ত্ৰীয় বলবিদ্যা#

শাস্ত্ৰীয় বলবিদ্যা, যাক নিউটনীয় বলবিদ্যা বুলিও কোৱা হয়, পদাৰ্থ বিজ্ঞানৰ এটা শাখা যি বলৰ প্ৰভাৱত বৃহৎ আকাৰৰ বস্তুৰ গতিৰ সৈতে জড়িত। ই ১৭ শতিকাত ছাৰ আইজাক নিউটনে প্ৰথমবাৰৰ বাবে ৰচনা কৰা গতিৰ সূত্ৰসমূহৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি গঢ় লৈ উঠিছে। শাস্ত্ৰীয় বলবিদ্যাক গ্ৰহ, গাড়ী, প্ৰক্ষেপণ, আৰু পৰমাণু আৰু অণুতকৈ বহু গুণে ডাঙৰ অন্যান্য বস্তুৰ গতি বৰ্ণনা কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা হয়।

শাস্ত্ৰীয় বলবিদ্যাক তিনিটা মুখ্য ভাগত বিভক্ত কৰিব পাৰি: গতিবিদ্যা, গতিবিজ্ঞান, আৰু স্থিতিবিদ্যা।

১. গতিবিদ্যা: ই হৈছে গতিৰ অধ্যয়ন ইয়াৰ কাৰণ হোৱা বলসমূহৰ কথা বিবেচনা নকৰাকৈ। উদাহৰণস্বৰূপে, যদি এটা গাড়ী এখন সৰল ৰাস্তাত ৬০ মাইল প্ৰতি ঘণ্টাৰ স্থিৰ বেগেৰে গতি কৰি আছে, তেন্তে গতিবিদ্যাৰ সহায়ত গণনা কৰিব পাৰি যে এটা নিৰ্দিষ্ট সময়ত গাড়ীখনে কিমান দূৰলৈ গতি কৰিব।

২. গতিবিজ্ঞান: ই হৈছে গতি আৰু ইয়াৰ কাৰণ হোৱা বলসমূহৰ অধ্যয়ন। উদাহৰণস্বৰূপে, যদি এটা গাড়ী স্থিৰ অৱস্থাৰ পৰা ত্বৰিত হৈ আছে, তেন্তে গাড়ীটোৰ ভৰ দিয়া থাকিলে, এই ত্বৰণ উৎপন্ন কৰিবলৈ প্ৰয়োজনীয় বল গণনা কৰিবলৈ গতিবিজ্ঞান ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰি।

৩. স্থিতিবিদ্যা: ই হৈছে স্থিৰ অৱস্থাত থকা দেহৰ ওপৰত ক্ৰিয়া কৰা বলসমূহৰ অধ্যয়ন। উদাহৰণস্বৰূপে, যদি এখন কিতাপ এখন মেজৰ ওপৰত ৰখা আছে, তেন্তে স্থিতিবিদ্যাৰ সহায়ত মেজৰ ওপৰত কিতাপখনে প্ৰয়োগ কৰা বল (যিটো কিতাপখনৰ ওজনৰ সমান) আৰু কিতাপখনৰ ওপৰত মেজখনে প্ৰয়োগ কৰা বল (যিটো কিতাপখনৰ ওজনৰ সমান আৰু বিপৰীতমুখী) গণনা কৰিব পাৰি।

শাস্ত্ৰীয় বলবিদ্যা কেইবাটাও মৌলিক নীতিৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি গঢ় লৈ উঠিছে, য’ত অন্তৰ্ভুক্ত হৈছে:

১. নিউটনৰ গতিৰ তিনিটা সূত্ৰ: এই সূত্ৰসমূহে বলসমূহে কেনেকৈ বস্তুৰ গতিক প্ৰভাৱিত কৰে বৰ্ণনা কৰে। প্ৰথম সূত্ৰটোৱে (জড়তাৰ সূত্ৰ) কয় যে স্থিৰ অৱস্থাত থকা বস্তু এটা স্থিৰ হৈ থাকিবলৈ প্ৰৱণ, আৰু গতিশীল অৱস্থাত থকা বস্তু এটা গতিশীল হৈ থাকিবলৈ প্ৰৱণ, যেতিয়ালৈকে ইয়াৰ ওপৰত কোনো বল ক্ৰিয়া নকৰে। দ্বিতীয় সূত্ৰটোৱে কয় যে বস্তু এটাৰ ত্বৰণ ইয়াৰ ওপৰত ক্ৰিয়া কৰা নিট বলৰ সৈতে পোনপটীয়াকৈ সমানুপাতিক আৰু ইয়াৰ ভৰৰ সৈতে ব্যস্তানুপাতিক। তৃতীয় সূত্ৰটোৱে কয় যে প্ৰতিটো ক্ৰিয়াৰ বাবে এটা সমান আৰু বিপৰীতমুখী প্ৰতিক্ৰিয়া থাকে।

২. শক্তি সংৰক্ষণৰ নীতি: এই নীতিটোৱে কয় যে কোনো বিচ্ছিন্ন তন্ত্ৰৰ মুঠ শক্তি স্থিৰ হৈ থাকে যদি ইয়াৰ ওপৰত কোনো বাহ্যিক বল ক্ৰিয়া নকৰে। উদাহৰণস্বৰূপে, যদি এটা দোলক আগুৱাই-পিছুৱাই দোল খাই আছে, দোলকটোৰ মুঠ শক্তি (ইয়াৰ গতিশক্তি আৰু স্থিতি শক্তিৰ যোগফল) স্থিৰ হৈ থাকে, ধৰি লোৱা হৈছে যে বায়ুৰ বাধা বা ঘৰ্ষণৰ বাবে কোনো শক্তি হেৰুৱা নাযায়।

৩. ভৰবেগ সংৰক্ষণৰ নীতি: এই নীতিটোৱে কয় যে কোনো বিচ্ছিন্ন তন্ত্ৰৰ মুঠ ভৰবেগ স্থিৰ হৈ থাকে যদি ইয়াৰ ওপৰত কোনো বাহ্যিক বল ক্ৰিয়া নকৰে। উদাহৰণস্বৰূপে, যদি দুগৰাকী বৰফৰ স্কেটাৰে ইজনে সিজনক ঠেলি দিয়ে আৰু বিপৰীত দিশত পিছলি যায়, তেন্তে দুয়োগৰাকী স্কেটাৰৰ মুঠ ভৰবেগ স্থিৰ হৈ থাকে।

শাস্ত্ৰীয় বলবিদ্যা এটা নিৰ্ধাৰণবাদী তত্ত্ব, অৰ্থাৎ এটা তন্ত্ৰৰ বৰ্তমানৰ অৱস্থা জনা থাকিলে ইয়াৰ ভৱিষ্যতৰ অৱস্থা সঠিকভাৱে ভৱিষ্যদ্বাণী কৰিব পাৰি। কিন্তু, শাস্ত্ৰীয় বলবিদ্যাই অতি সৰু কণা (যেনে ইলেক্ট্ৰন) আৰু অতি উচ্চ বেগৰ (পোহৰৰ বেগৰ ওচৰৰ) আচৰণ সঠিকভাৱে বৰ্ণনা কৰাত ব্যৰ্থ হয়। এই পৰিস্থিতিসমূহক যথাক্ৰমে কোৱান্টাম বলবিদ্যা আৰু বিশেষ আপেক্ষিকতাৰ দ্বাৰা ভালদৰে বৰ্ণনা কৰিব পাৰি।

কোৱান্টাম বলবিদ্যা#

কোৱান্টাম বলবিদ্যা পদাৰ্থ বিজ্ঞানৰ এটা মৌলিক তত্ত্ব যিয়ে পৰমাণু আৰু উপ-পাৰমাণৱিক কণাৰ মাপত প্ৰকৃতিৰ ভৌতিক ধৰ্মসমূহৰ বৰ্ণনা প্ৰদান কৰে। ই সকলো কোৱান্টাম পদাৰ্থ বিজ্ঞানৰ ভেটি, য’ত অন্তৰ্ভুক্ত হৈছে কোৱান্টাম ৰসায়ন, কোৱান্টাম ক্ষেত্ৰ তত্ত্ব, কোৱান্টাম প্ৰযুক্তি, আৰু কোৱান্টাম তথ্য বিজ্ঞান।

“কোৱান্টাম” শব্দটোৱে নিজেই যিকোনো ভৌতিক ধৰ্মৰ সম্ভৱনীয় সৰুতম পৃথক এককক সূচায়, সাধাৰণতে শক্তি বা পদাৰ্থৰ। কোৱান্টাম বলবিদ্যা এই নীতিৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি গঢ় লৈ উঠিছে যে পদাৰ্থ আৰু পোহৰৰ কণা আৰু তৰংগ দুয়োটাৰে বৈশিষ্ট্য আছে, এটা নীতি যাক তৰংগ-কণা দ্বৈততা বুলি জনা যায়।

কোৱান্টাম বলবিদ্যাৰ এটা মূল নীতি হৈছে সুপাৰপজিচন নীতি যিয়ে কয় যে এটা ভৌতিক তন্ত্ৰ—যেনে এটা পৰমাণুত থকা ইলেক্ট্ৰন—ইয়াৰ সকলো বিশেষ, তাত্ত্বিকভাৱে সম্ভৱ অৱস্থাসমূহৰ অংশত একে সময়তে থাকে; কিন্তু যেতিয়া ইয়াক জোখা বা পৰ্যবেক্ষণ কৰা হয়, তেতিয়া ই সম্ভৱ প্ৰাৰূপসমূহৰ মাত্ৰ এটাকেই সূচোৱা ফলাফল দিয়ে।

উদাহৰণস্বৰূপে, এটা কোৱান্টাম কণা যেনে এটা পৰমাণুত থকা ইলেক্ট্ৰন এটা অৱস্থাত বা আন এটা অৱস্থাত নাথাকে, কিন্তু ইয়াৰ সকলো সম্ভৱ অৱস্থাত একে সময়তে থাকে। যেতিয়া আমি ইলেক্ট্ৰনটোৰ অৱস্থান জোখাৰ চেষ্টা কৰোঁ, তেতিয়াহে আমি ইলেক্ট্ৰনটোক এটা নিৰ্দিষ্ট অৱস্থান ল’বলৈ বাধ্য কৰোঁ।

কোৱান্টাম বলবিদ্যাৰ আন এটা মৌলিক নীতি হৈছে অনিশ্চয়তা নীতি, যিটো ৱাৰ্নাৰ হাইজেনবাৰ্গে ৰচনা কৰিছিল, যিয়ে কয় যে বস্তু এটাৰ অৱস্থান আৰু বেগ দুয়োটাকে একে সময়তে সঠিকভাৱে জোখা নাযাব পাৰে। এইবোৰৰ এটা যিমানেই সঠিকভাৱে জনা যায়, আনটো সিমানেই কম সঠিকভাৱে জনা যায়। এইটো এজন গৱেষকৰ এটা তন্ত্ৰৰ বিশেষ পৰিমাণ জোখাৰ সক্ষমতাৰ সীমাবদ্ধতাৰ বিষয়ে এটা বিবৃতি নহয়, বৰঞ্চ তন্ত্ৰটোৰ নিজস্ব প্ৰকৃতিৰ বিষয়ে।

কোৱান্টাম এন্টেংগলমেণ্ট কোৱান্টাম বলবিদ্যাই ভৱিষ্যদ্বাণী কৰা আন এটা আচৰিত আৰু মনোমোহা ঘটনা। ই এনে এটা পৰিস্থিতিক সূচায় য’ত একাধিক কণা ইমান ধৰণেৰে সংযুক্ত হৈ থাকে যে এটা কণাৰ অৱস্থা আনটোৰ অৱস্থাৰ সৈতে তৎক্ষণাত সংযুক্ত হৈ থাকে, সিহঁত কিমান দূৰৈতেই নাথাকক।

উদাহৰণস্বৰূপে, যদি দুটা এন্টেংগল্ড কণা সৃষ্টি কৰা হয় আৰু এটাক বিশ্বৰ আনটো মূৰলৈ পঠিওৱা হয়, এটা কণাৰ অৱস্থাত হোৱা পৰিৱৰ্তনে আনটো কণাৰ অৱস্থাক তৎক্ষণাত প্ৰভাৱিত কৰিব। এই “দূৰত্বত ভুতুৱা ক্ৰিয়া” আছিল আইনষ্টাইনে কোৱান্টাম এন্টেংগলমেণ্ট বৰ্ণনা কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা এটা বাক্যাংশ, আৰু ই বৈজ্ঞানিক সমাজত বহু বিতৰ্ক আৰু পৰীক্ষাৰ বিষয় হৈ আহিছে।

কোৱান্টাম বলবিদ্যাই পৰমাণু আৰু উপ-পাৰমাণৱিক কণাৰ দৰে অতি সৰু তন্ত্ৰৰ আচৰণ বুজাবলৈ অতি সফল হৈছে। কিন্তু, ইয়াৰ বহুতো আচৰিত আৰু প্ৰতিবোধক ভৱিষ্যদ্বাণীও আছে, আৰু ই বাকী পদাৰ্থ বিজ্ঞানৰ সৈতে কেনেকৈ খাপ খায় সেই বিষয়ে এতিয়াও বহুতো উন্মুক্ত প্ৰশ্ন আছে। এই প্ৰশ্নসমূহ সত্ত্বেও, কোৱান্টাম বলবিদ্যাৰ বহু প্ৰয়োগ আছে য’ত অন্তৰ্ভুক্ত হৈছে লেজাৰ, অৰ্ধপৰিবাহী, চুম্বকীয় অনুনাদ প্ৰতিচ্ছবি, আৰু ঔষধৰ বাবে ঔষধৰ নক্সা কৰা।

পৰিসাংখ্যিক বলবিদ্যা#

পৰিসাংখ্যিক বলবিদ্যা তাত্ত্বিক পদাৰ্থ বিজ্ঞানৰ এটা শাখা যি সম্ভাৱিতা তত্ত্ব আৰু পৰিসংখ্যা ব্যৱহাৰ কৰি সেইবোৰ ভৌতিক সমস্যা সমাধান কৰে যিবোৰত কণাৰ বৃহৎ জনসংখ্যা জড়িত হৈ থাকে। ই পৃথক পৰমাণু আৰু অণুৰ অণুবীক্ষণিক ধৰ্মসমূহক দৈনন্দিন জীৱনত পৰ্যবেক্ষণ কৰিব পৰা সামগ্ৰীৰ বৃহৎ বা প্ৰকাণ্ড ধৰ্মসমূহৰ সৈতে সম্পৰ্কিত কৰিবলৈ এটা কাঠামো প্ৰদান কৰে, সেয়েহে তন্ত্ৰসমূহৰ শাস্ত্ৰীয় আৰু কোৱান্টাম যান্ত্ৰিক আচৰণৰ ফলস্বৰূপে তাপগতিবিদ্যাক ব্যাখ্যা কৰে।

পৰিসাংখ্যিক বলবিদ্যা মৌলিক ধাৰণাৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি গঢ় লৈ উঠিছে, যাক এৰ্গডিক অনুমান বুলি জনা যায়, যে দীৰ্ঘ সময়ৰ মূৰে সকলো প্ৰৱেশযোগ্য সূক্ষ্মঅৱস্থাসমূহ সমান সম্ভাৱ্য। এটা সূক্ষ্মঅৱস্থা হৈছে তন্ত্ৰ এটাৰ এটা নিৰ্দিষ্ট অণুবীক্ষণিক বিন্যাস যিটো তন্ত্ৰটোৱে ইয়াৰ তাপীয় হেলন-বেলনৰ সময়ত এটা নিৰ্দিষ্ট সম্ভাৱনাৰে অধিকাৰ কৰিব পাৰে।

উদাহৰণস্বৰূপে, গেছ কণাৰ এটা বাকচ বিবেচনা কৰক। তন্ত্ৰটোৰ বৃহৎঅৱস্থাক সামগ্ৰিক ধৰ্ম যেনে চাপ, উষ্ণতা, আৰু আয়তনৰ দ্বাৰা সংজ্ঞায়িত কৰিব পাৰি। কিন্তু, সূক্ষ্মঅৱস্থাই প্ৰতিটো পৃথক কণাৰ অৱস্থান আৰু বেগ বৰ্ণনা কৰিব। যদিও আমি প্ৰতিটো কণা ট্ৰেক কৰিব নোৱাৰোঁ, আমি তন্ত্ৰটো এটা নিৰ্দিষ্ট সূক্ষ্মঅৱস্থাত থকাৰ সম্ভাৱনা গণনা কৰিব পাৰোঁ।

পৰিসাংখ্যিক বলবিদ্যাৰ দুটা মুখ্য প্ৰকাৰ আছে: শাস্ত্ৰীয় পৰিসাংখ্যিক বলবিদ্যা, যিয়ে কোৱান্টাম যান্ত্ৰিক প্ৰভাৱসমূহ বিবেচনা নকৰে, আৰু কোৱান্টাম পৰিসাংখ্যিক বলবিদ্যা, যিয়ে কৰে।

শাস্ত্ৰীয় পৰিসাংখ্যিক বলবিদ্যা আদৰ্শ গেছ সূত্ৰ উলিয়াবলৈ ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰি। উদাহৰণস্বৰূপে, গেছ কণাৰ বৃহৎ সংখ্যা, সিহঁতৰ গড় গতিশক্তি, আৰু সিহঁতে অধিকাৰ কৰা আয়তন বিবেচনা কৰি, আমি PV=nRT সম্পৰ্কটো উলিয়াব পাৰোঁ, য’ত P হৈছে চাপ, V হৈছে আয়তন, n হৈছে ম’লৰ সংখ্যা, R হৈছে গেছ ধ্ৰুৱক, আৰু T হৈছে উষ্ণতা।

আনহাতে, কোৱান্টাম পৰিসাংখ্যিক বলবিদ্যা অতি কম উষ্ণতা বা অতি উচ্চ ঘনত্বৰ তন্ত্ৰৰ সৈতে মোকাবিলা কৰিবলৈ প্ৰয়োজনীয়, য’ত কোৱান্টাম প্ৰভাৱসমূহ গুৰুত্বপূৰ্ণ হৈ পৰে। উদাহৰণস্বৰূপে, ই অতিপৰিবাহিতা আৰু অতিপ্ৰবাহিতা আদি ঘটনা ব্যাখ্যা কৰিব পাৰে, য’ত সামগ্ৰীয়ে যথাক্ৰমে বাধা নোহোৱাকৈ বিদ্যুৎ পৰিবহন কৰে বা ঘৰ্ষণ নোহোৱাকৈ বৈ যায়।

শেষত, পৰিসাংখ্যিক বলবিদ্যা পদাৰ্থ বিজ্ঞানৰ এটা শক্তিশালী সঁজুলি যিয়ে আমাক পৃথক কণাৰ অণুবীক্ষণিক পৃথিৱী আৰু প্ৰকাণ্ড সামগ্ৰীৰ বৃহৎ পৃথিৱীৰ মাজৰ ব্যৱধান পাৰ কৰিবলৈ অনুমতি দিয়ে। ইয়াৰ বহু প্ৰয়োগ আছে, গেছৰ আচৰণ ব্যাখ্যা কৰাৰ পৰা কঠিন আৰু তৰল পদাৰ্থৰ ধৰ্মসমূহ ভৱিষ্যদ্বাণী কৰালৈকে।