রেডিও অ্যান্টেনা দৃশ্যমান আলো নির্গত করতে পারে

প্রশ্ন

রেডিও অ্যান্টেনা দৃশ্যমান আলো নির্গত করতে পারে, কিন্তু সম্ভবত আপনি যেভাবে ভাবছেন সেভাবে নয়. আপনি যদি একটি রেডিও অ্যান্টেনায় পর্যাপ্ত শক্তি পাম্প করেন, আপনি এটিকে গরম করতে পারেন যতক্ষণ না এটি জ্বলছে এবং তাপ বিকিরণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে দৃশ্যমান আলো নির্গত করছে. যাহোক, একটি নিয়মিত রেডিও অ্যান্টেনা তথ্য বহন করে এমন দৃশ্যমান আলো নির্গত করতে পারে না, রেডিও তরঙ্গের সাথে এটির অনুরূপ. সেখানে, যাহোক, অন্যান্য ডিভাইস যা এটি করতে পারে.

যেমন আপনি শিখেছেন, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে আসে, রেডিও থেকে, ইনফ্রারেড, দৃশ্যমান, এবং অতিবেগুনী থেকে এক্স-রে এবং গামা রশ্মি. একটি গ্লো স্টিক দ্বারা নির্গত লাল আলো মৌলিকভাবে আপনার Wi-Fi রাউটার দ্বারা নির্গত রেডিও তরঙ্গের মতই. দুটোই ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ওয়েভ. রেডিও তরঙ্গের তুলনায় লাল আলোর ফ্রিকোয়েন্সি অনেক বেশি (ফ্রিকোয়েন্সি হল প্রতি সেকেন্ডে তরঙ্গ কতগুলি চক্র সম্পূর্ণ করে তার একটি পরিমাপ). কারণ তারা মৌলিকভাবে একই, আপনি এই উপসংহারে প্রলুব্ধ হতে পারেন যে আপনি অ্যান্টেনা চালিত সার্কিটের ফ্রিকোয়েন্সি ক্র্যাঙ্ক করে নিয়ন্ত্রিত দৃশ্যমান আলো নির্গত করার জন্য একটি রেডিও অ্যান্টেনা পেতে পারেন. যদিও এই প্রথম নজরে অর্থে তোলে, অ্যান্টেনার বস্তুগত বৈশিষ্ট্যের বাস্তবতা পথ পায়. একটি রেডিও অ্যান্টেনা বৈদ্যুতিক সার্কিট ব্যবহার করে অ্যান্টেনাকে উপরে এবং নীচে ইলেকট্রন ধাক্কা দিয়ে কাজ করে, ইলেকট্রনের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলিকে উপরে এবং নীচের দিকেও তরঙ্গিত করে. এই দোদুল্যমান বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলি তখন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রেডিও তরঙ্গ হিসাবে দূরে চলে যায়. রেডিও তরঙ্গের ফ্রিকোয়েন্সি সমান যে ফ্রিকোয়েন্সিতে আপনি ইলেকট্রনগুলিকে অ্যান্টেনা উপরে এবং নীচে ঠেলে দেন.

একটি সাধারণ ওয়াই-ফাই রাউটার রেডিও অ্যান্টেনা রেডিও তরঙ্গ নির্গত করে যার ফ্রিকোয়েন্সি থাকে 2.4 GHz (2.4 প্রতি সেকেন্ডে বিলিয়ন চক্র), যা একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে মিলে যায় 12.5 সেন্টিমিটার. সাধারণভাবে, একটি রেডিও অ্যান্টেনা সবচেয়ে দক্ষতার সাথে তরঙ্গ নির্গত করে যখন এর দৈর্ঘ্য রেডিও তরঙ্গের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সমান হয়, অথবা তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দেড় বা এক চতুর্থাংশ. তাই আপনার ওয়াই-ফাই রাউটারের অ্যান্টেনাগুলি সম্পর্কে অবাক হওয়ার কিছু নেই 12.5 সেন্টিমিটার লম্বা. বিপরীতে, নীল আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় 470 ন্যানোমিটার. আপনাকে একটি ধারণা দিতে, এটি আপনার শরীরের ক্ষুদ্রতম কোষের চেয়ে একশ গুণ ছোট. নীল আলোর একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য আছে যা প্রায় 300,000 ওয়াই-ফাই রেডিও তরঙ্গের চেয়ে কয়েকগুণ ছোট. এই আকারের অমিলের কারণে একটি সাধারণ আকারের রেডিও অ্যান্টেনা দক্ষতার সাথে দৃশ্যমান আলো নির্গত করার জন্য খুব বড়।, এমনকি যদি আমরা বস্তুগত সমস্যাগুলি কাটিয়ে উঠতে পারি. আপনি হয়তো ভাবতে পারেন যে দৃশ্যমান আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে মেলাতে আমরা অ্যান্টেনার আকার কমিয়ে দিতে পারি, কিন্তু যেমন একটি অ্যান্টেনা শুধুমাত্র হতে হবে 1000 পরমাণু দীর্ঘ. এত ছোট অ্যান্টেনা তৈরি করা কঠিন, কিন্তু অসম্ভব নয়. প্লাজমোনিক ন্যানোঅ্যান্টেনাসের উদীয়মান ক্ষেত্র এই কাজটি সম্পন্ন করে, যেমন আমি এই নিবন্ধের শেষে আলোচনা করব. এমনকি যদি আপনি সফলভাবে এমন একটি ছোট অ্যান্টেনা তৈরি করেন, আপনাকে এখনও একটি ইলেকট্রনিক সার্কিট তৈরি করতে হবে যা সঠিক ফ্রিকোয়েন্সিতে অ্যান্টেনাকে উপরে এবং নীচে চালাতে পারে. নীল আলোর ফ্রিকোয়েন্সি প্রায় 640 THz (640 প্রতি সেকেন্ডে ট্রিলিয়ন চক্র). বৈদ্যুতিন সার্কিটগুলি কেবলমাত্র বৈদ্যুতিক প্রবাহ চালাতে পারে যা শত শত গিগাহার্জে সর্বোত্তমভাবে দোলা দেয় (প্রতি সেকেন্ডে শত শত কোটি চক্র). আপনি যদি আরও উপরে যাওয়ার চেষ্টা করেন, ইলেকট্রনিক সার্কিটগুলি কাজ করা বন্ধ করে কারণ সার্কিটের উপাদানগুলির উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তিত হয়.

এমনকি যদি আপনি একটি রেডিও অ্যান্টেনা তৈরি করতে সক্ষম হন যা নীল আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে মেলে এবং এমন একটি ডিভাইস তৈরি করতে পরিচালিত হয় যা নীল আলোর ফ্রিকোয়েন্সিতে ইলেকট্রন চালাতে পারে।, পথ পায় যে একটি বড় সমস্যা এখনও আছে: অ্যান্টেনা উপাদানের পারমাণবিক গঠন. বড়-তরঙ্গদৈর্ঘ্য ইলেকট্রন দোলনের জন্য, অ্যান্টেনা উপাদানটি অভিন্ন দেখায় এবং উল্লেখযোগ্য প্রতিরোধের অভাব রয়েছে. বিপরীতে, ন্যানোস্কেল দোলনের জন্য, ইলেকট্রনগুলি পরমাণুর সাথে আচমকা হওয়ার সম্ভাবনা বেশি এবং পরমাণুতে তাদের শক্তি হারানোর আগে তারা তাদের শক্তি আলো হিসাবে নির্গত করার সুযোগ পায়. ইলেকট্রনের আদেশকৃত গতি দ্রুত পরমাণুর একটি বিকৃত গতিতে স্থানান্তরিত হয়. ম্যাক্রোস্কোপিকভাবে, আমরা বলি যে যখন ফ্রিকোয়েন্সি খুব বেশি হয়, আলোর মতো নির্গত হওয়ার সুযোগ পাওয়ার আগেই বেশিরভাগ বৈদ্যুতিক শক্তি বর্জ্য তাপে রূপান্তরিত হয়.

তিনটি প্রধান বাধা তাই: অ্যান্টেনার জন্য প্রয়োজনীয় ছোট আকার, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে ইলেকট্রন চালানোর উপায় খুঁজে পেতে অসুবিধা, এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইলেকট্রনের প্রবণতা তাপে তাদের শক্তি হারায়. তিনটি ভিন্ন পন্থা ব্যবহার করে এই বাধাগুলো কিছুটা হলেও অতিক্রম করা যায়: (1) ছোট ছোট ইলেকট্রন নিচে লক, স্থানীয় পারমাণবিক/আণবিক অবস্থা যেখানে তারা পরমাণুর সাথে তেমন ধাক্কা খেতে পারে না এবং তারপরে ইলেকট্রন দোলনগুলিকে চালিত করে এই সত্যটি ব্যবহার করে যে তারা যখন রাজ্যের মধ্যে স্থানান্তরিত হয় তখন তারা স্বাভাবিকভাবেই দোলা দেয়, (2) উচ্চ গতির অতীত চুম্বক এ একটি ভ্যাকুয়ামের মাধ্যমে ইলেকট্রন অঙ্কুর, এবং (3) ন্যানোস্কেল তৈরি করুন, সুনির্দিষ্টভাবে আকৃতির অ্যান্টেনা এবং ঘটনা আলো ব্যবহার করে ইলেক্ট্রন দোলন চালায়.

প্রথম পদ্ধতি হল ঠিক কিভাবে একটি ঐতিহ্যগত লেজার কাজ করে. উপাদানগুলি বেছে নেওয়া হয় যেখানে নির্দিষ্ট ইলেকট্রনগুলি দরকারী অবস্থায় লক করা হয়. ইলেকট্রনগুলি নতুন অবস্থায় উত্তেজিত হয় এবং তারপরে তাদের আসল অবস্থায় ফিরে যেতে উদ্দীপিত হয়. মহাকাশের দুটি বিন্দুর মধ্যে সামনে পিছনে দোদুল্যমান হওয়ার পরিবর্তে, একটি ঐতিহ্যগত লেজারের ইলেকট্রন দুটি পরমাণু/আণবিক অবস্থার মধ্যে সামনে পিছনে দোলাতে থাকে. এই ভিন্ন ধরনের দোলাচল দোলনের ফ্রিকোয়েন্সি বেশি হতে দেয় এবং ইলেকট্রনকে পরমাণুতে ধাক্কা লাগা থেকে আটকাতে সাহায্য করে, যার ফলে তাদের তাপ শক্তি হারায়. পরমাণুর সাথে ইলেকট্রনের সংঘর্ষের সমস্যা এখনও লেজারে একটি সমস্যা (বিজ্ঞানীরা এই প্রভাব কল “ফোনন নির্গমন”), কিন্তু এটি একটি অপ্রতিরোধ্য বাধা নয়. কারণ লেজারগুলি দৃশ্যমান আলোর নিয়ন্ত্রিত উৎস, রেডিও তরঙ্গ যেমন তথ্য বহন করে তেমনি তথ্য পাঠাতে এগুলি ব্যবহার করা যেতে পারে. আসলে, ফাইবার অপটিক কেবলে তথ্য বহনকারী আলোক বিম থাকে যা লেজার দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল (যদিও, বেশিরভাগ অপটিক্যাল ফাইবার কার্যকারিতার কারণে দৃশ্যমান আলোর পরিবর্তে ইনফ্রারেড আলো ব্যবহার করে). লেজারগুলি ফাঁকা স্থানের মাধ্যমে তথ্য বহনকারী দৃশ্যমান আলো পাঠাতেও ব্যবহার করা যেতে পারে. এই সেট আপটিকে অপটিক্যাল ওয়্যারলেস কমিউনিকেশন বলা হয়.

দ্বিতীয় পদ্ধতি হল একটি বিনামূল্যে ইলেকট্রন লেজার কিভাবে কাজ করে. এক্ষেত্রে, ইলেকট্রনগুলিকে একটি ভ্যাকুয়ামের মধ্য দিয়ে খুব উচ্চ গতিতে শট করা হয় এবং তারপরে একটি সিরিজ চুম্বক প্রয়োগ করা হয় যাতে ইলেকট্রনগুলিকে উচ্চ কম্পাঙ্কে সামনে পিছনে ঘুরতে থাকে।, যার ফলে দৃশ্যমান আলো নির্গত হয়. একটি বিনামূল্যের ইলেক্ট্রন লেজার যা ইলেকট্রনকে নড়তে বাধ্য করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে 640 THz প্রকৃতপক্ষে নিয়ন্ত্রিত উপায়ে নীল আলো নির্গত করবে. যেহেতু বিনামূল্যে ইলেক্ট্রন লেজারের কাজ করার জন্য ভ্যাকুয়াম চেম্বার এবং উচ্চ-শক্তি ইলেকট্রন এক্সিলারেটর প্রয়োজন, বিনামূল্যে ইলেক্ট্রন লেজারগুলি বেশিরভাগ ল্যাবরেটরি সেটিংয়ে ব্যবহৃত হয়.

তৃতীয় পদ্ধতি হল প্লাজমোনিক ন্যানোঅ্যান্টেনা কিভাবে কাজ করে. নিয়ন্ত্রিত উপায়ে দৃশ্যমান আলো নির্গত করে এমন সমস্ত ডিভাইসের মধ্যে, প্লাজমোনিক ন্যানোঅ্যান্টেনা ঐতিহ্যবাহী রেডিও অ্যান্টেনার নিকটতম. একটি প্লাজমোনিক ন্যানোটেনা একটি ন্যানোস্কেল, অবিকল আকৃতির ধাতব অ্যান্টেনা যেটিতে প্লাজমা অনুরণন রয়েছে (bunched আপ ইলেকট্রন oscillations). যেহেতু প্লাজমোনিক ন্যানোঅ্যান্টেনা ইলেকট্রনগুলির উপর নির্ভর করে যা মহাকাশের এক বিন্দু এবং অন্যটি ঐতিহ্যবাহী রেডিও অ্যান্টেনার মতোই পিছিয়ে যায়, দৃশ্যমান আলো ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করার সময় তাপীয় ক্ষতি এখনও একটি বড় সমস্যা. এই কারনে, অপটিক্যাল প্লাজমোনিক ন্যানোঅ্যান্টেনা এখনও পরীক্ষাগারের অদ্ভুততা এবং নিয়ন্ত্রিত দৃশ্যমান আলোর ব্যবহারিক উত্স নয়. যেহেতু লেজারগুলি ক্রমবর্ধমান সস্তা হয়ে উঠছে, ছোট, এবং নির্ভরযোগ্য, তথ্য বহনকারী দৃশ্যমান আলো নির্গত করার জন্য প্লাজমোনিক ন্যানোঅ্যান্টেনা বিকাশের জন্য সত্যিই কোন প্রেরণা নেই. উপরন্তু, যেহেতু ইলেকট্রনিক সার্কিট অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সিতে চলতে পারে না, প্লাজমোনিক ন্যানোঅ্যান্টেনাগুলিকে ইলেকট্রনিক সার্কিটের সাথে সংযুক্ত করে উত্তেজিত করা যায় না. ঘটনার আলোয় আঘাত পেয়ে উত্তেজিত হতে হয় তাদের. স্কিম্যাটিক্স ব্যবহার করে ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্স শিখুন, প্লাজমোনিক ন্যানোঅ্যান্টেনাগুলি মোটেও ঐতিহ্যবাহী অ্যান্টেনার মতো নয়. তারা আরও বিক্ষিপ্ত বস্তুর মত.

লক্ষ্য করুন যে দৃশ্যমান আলো তৈরি করার আরও অনেক উপায় রয়েছে; আগুন, ভাস্বর আলোর বাল্ব, ফ্লুরোসেন্ট লাইট বাল্ব, গ্যাস স্রাব টিউব, রাসায়নিক বিক্রিয়ার; কিন্তু এই উপায়গুলির কোনটিই নিয়ন্ত্রিত উপায়ে দৃশ্যমান আলো তৈরি করে না (অর্থাৎ. সুসংগত দৃশ্যমান আলো) যেমন আলোর তরঙ্গে অনেক তথ্য বহন করা যায়, রেডিও তরঙ্গের মতোই.

ক্রেডিট:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2015/10/02/can-radio-antennas-emit-visible-light/

একটি উত্তর ছেড়ে দিন