এর সহজতম আকারে, পদার্থবিদ্যা হল পদার্থ, শক্তি এবং তাদের মধ্যে মিথস্ক্রিয়াগুলির অধ্যয়ন। এটি একটি মৌলিক বিজ্ঞান যা শতাব্দীর পর শতাব্দী ধরে চলে আসছে এবং মহাবিশ্ব সম্পর্কে আমাদের বোঝার সাথে সাথে এটি বিকশিত হতে থাকে।
এর মূলে, পদার্থবিদ্যা হল পৃথিবী কীভাবে কাজ করে তা বোঝার বিষয়ে। এটি প্রাকৃতিক জগতকে নিয়ন্ত্রণকারী মৌলিক নীতিগুলির অধ্যয়ন, ক্ষুদ্রতম কণা থেকে শুরু করে মহাবিশ্বের বৃহত্তম কাঠামো পর্যন্ত। এবং এটি এমন একটি ক্ষেত্র যা ক্রমাগত বিকশিত হচ্ছে, কারণ আমরা নতুন ঘটনা উন্মোচন করি এবং তাদের ব্যাখ্যা করার জন্য নতুন তত্ত্ব বিকাশ করি।
মহাবিশ্বের সবকিছু কীভাবে কাজ করে তা বোঝার জন্য পদার্থবিদ্যা অপরিহার্য - সাবটমিক কণা থেকে ব্ল্যাক হোল পর্যন্ত। এটি একটি জটিল এবং চিত্তাকর্ষক বিষয় যা উপলব্ধি করা অত্যন্ত ফলপ্রসূ এবং হতাশাজনকভাবে কঠিন উভয়ই হতে পারে। তবে আপনি একজন উজ্জ্বল পদার্থবিজ্ঞানী হন না কেন জিনিসগুলি কীভাবে কাজ করে সে সম্পর্কে কৌতূহলী, সেখানে সর্বদা আরও কিছু শেখার আছে।
পদার্থবিদ্যার শাখা।
পদার্থবিজ্ঞানে, চারটি প্রধান শাখা রয়েছে: ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স, কোয়ান্টাম মেকানিক্স, থার্মোডাইনামিক্স এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজম। প্রতিটি শাখা প্রাকৃতিক জগতের বিভিন্ন ঘটনা অধ্যয়ন করে।
ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স হল গ্রহ এবং নক্ষত্রের মতো ম্যাক্রোস্কোপিক বস্তুর গতির অধ্যয়ন। এটি নিউটনিয়ান মেকানিক্সের সূত্রের উপর ভিত্তি করে তৈরি। কোয়ান্টাম মেকানিক্স হল ইলেকট্রন এবং প্রোটনের মতো সাবঅ্যাটমিক কণার আচরণের অধ্যয়ন। এটি কোয়ান্টাম তত্ত্বের নীতির উপর ভিত্তি করে।
তাপগতিবিদ্যা হল তাপ এবং শক্তি স্থানান্তরের অধ্যয়ন। এটি তাপগতিবিদ্যার সূত্রের উপর ভিত্তি করে। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজম হল বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলির অধ্যয়ন। এটি ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণের উপর ভিত্তি করে।
ক্লাসিক্যাল ফিজিক্স।
ক্লাসিকাল মেকানিক্স 17 শতকে স্যার আইজ্যাক নিউটন এবং অন্যান্যদের দ্বারা বিকশিত হয়েছিল এবং আজ মহাবিশ্ব সম্পর্কে আমাদের বোঝার জন্য এটি মৌলিক। পদার্থবিজ্ঞানে, আপনি মৌলিক নীতিগুলি অধ্যয়ন করতে পারেন যা প্রাকৃতিক বিশ্বকে পরিচালনা করে। পদার্থবিজ্ঞানের এই আইনগুলি গাণিতিক আকারে প্রকাশ করা হয় এবং এগুলি বস্তুর আচরণ সম্পর্কে ভবিষ্যদ্বাণী করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
পদার্থবিদ্যা আমাদের চারপাশে রয়েছে—বস্তু যেভাবে নড়াচড়া করে, যেভাবে শক্তি স্থানান্তরিত হয় এবং পদার্থের গঠনে। মহাবিশ্বের ক্ষুদ্রতম কণা থেকে শুরু করে বৃহত্তম কাঠামো পর্যন্ত পৃথিবী কীভাবে কাজ করে তা বোঝার জন্য এটি অপরিহার্য।
শাস্ত্রীয় পদার্থবিজ্ঞানে, ইলেকট্রন এবং পরমাণুর মতো জিনিসগুলিকে কঠোরভাবে কণা হিসাবে বিবেচনা করা উচিত ছিল এবং আলো এবং অন্যান্য ধরণের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের মতো জিনিসগুলিকে তরঙ্গ হিসাবে কঠোরভাবে বিবেচনা করা হয়েছিল।
কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যা.
কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানে, আমাদের বস্তুর তরঙ্গ এবং কণার দিকগুলিকে একসাথে বিবেচনা করতে হবে। একে কখনও কখনও তরঙ্গ-কণা দ্বৈততা বলা হয়। এর মানে হল যে একটি বস্তুকে একটি কণা বা একটি তরঙ্গ হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে এটি কীভাবে পর্যবেক্ষণ করা হয় তার উপর নির্ভর করে।
তাপগতিবিদ্যা।
তাপগতিবিদ্যা হল তাপ এবং শক্তির অধ্যয়ন। এটি পদার্থবিদ্যার একটি শাখা যা তাপ এবং তাপমাত্রার অধ্যয়ন এবং পদার্থের উপর তাদের প্রভাব নিয়ে কাজ করে। তাপগতিবিদ্যার আইন তাপীয় ভারসাম্যে সিস্টেমের আচরণকে নিয়ন্ত্রণ করে।
এই আইনগুলি শক্তি, কাজ, তাপ এবং তাপমাত্রার মধ্যে সম্পর্ক বর্ণনা করে। বাষ্প ইঞ্জিন এবং অন্যান্য মেশিনের আচরণ, তাপ ইঞ্জিন, রেফ্রিজারেটর এবং এয়ার কন্ডিশনার, থার্মোমিটার এবং তাপমাত্রার স্কেলগুলির নকশা বোঝার জন্য আইনগুলি গুরুত্বপূর্ণ। তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র হল শক্তি সংরক্ষণের নীতির একটি বিবৃতি।
ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজম।
পদার্থবিজ্ঞানে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজম হল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ক্ষেত্র এবং পদার্থের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ক্ষেত্রগুলি তড়িৎ চার্জযুক্ত কণাগুলিকে সরানোর মাধ্যমে তৈরি করা হয়; ক্ষেত্রগুলি তাদের উপস্থিতিতে অন্যান্য চার্জযুক্ত কণার উপর শক্তি প্রয়োগ করে। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজমের সবচেয়ে পরিচিত প্রভাব হল বিদ্যুৎ এবং চুম্বকত্ব, যা প্রাচীনকাল থেকেই অধ্যয়ন করা হয়েছে।
বিদ্যুৎ হল বৈদ্যুতিক চার্জের প্রবাহ, সাধারণত ধাতুর তারের মতো বৈদ্যুতিক পরিবাহীর মাধ্যমে। চুম্বকত্ব হল অন্য পদার্থের উপর চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা প্রয়োগ করা বল। বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বক ক্ষেত্র উভয়ই চলন্ত চার্জ দ্বারা উত্পাদিত হয়; তারা একই ঘটনার দুটি দিক।
দুটি বস্তুর মধ্যে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বলের শক্তি নির্ভর করে সেই বস্তুর চার্জ, তাদের দূরত্ব এবং মধ্যবর্তী উপাদানের প্রকৃতির উপর। আরও দূরবর্তী বস্তু এবং বিপরীত চার্জযুক্ত বস্তুর জন্য বল দুর্বল। বৈদ্যুতিক জেনারেটর, ইলেক্ট্রোম্যাগনেট, বৈদ্যুতিক মোটর এবং অন্যান্য অনেক ডিভাইস তৈরি করতে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বল ব্যবহার করা হয়েছে।
আধুনিক পদার্থবিদ্যা।
19 শতকের শেষের দিকে এবং 20 শতকের প্রথম দিকে, পদার্থবিদরা পদার্থ এবং শক্তির আচরণ বোঝার ক্ষেত্রে অবিশ্বাস্য অগ্রগতি করেছিলেন। এই কাজটি দুটি তত্ত্বের বিকাশে পরিণত হয়েছিল যা মহাবিশ্ব সম্পর্কে আমাদের দৃষ্টিভঙ্গি পরিবর্তন করেছে: আপেক্ষিকতা এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্স। এই তত্ত্বগুলি আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের যুগে সূচনা করেছিল।
আলবার্ট আইনস্টাইন দ্বারা বিকশিত আপেক্ষিকতা দেখায় যে পদার্থ এবং শক্তি সমান এবং একে অপরের মধ্যে রূপান্তরিত হতে পারে। এটি খুব উচ্চ গতিতে চলমান বস্তুর আচরণ ব্যাখ্যা করে, যেমন এক্সিলারেটরে কণা।
কোয়ান্টাম মেকানিক্স, ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক এবং নিলস বোর সহ বেশ কিছু পদার্থবিদ দ্বারা বিকশিত, ইলেকট্রনের মতো সাবটমিক কণার আচরণ ব্যাখ্যা করে। এটি দেখায় যে এই কণাগুলি সর্বদা ঐতিহ্যবাহী বস্তুর মতো আচরণ করে না; তারা একই সময়ে একাধিক জায়গায় থাকতে পারে, উদাহরণস্বরূপ।
আমাদের পৃথিবীতে পদার্থবিজ্ঞানের ভূমিকা আজ বিশাল। যতবারই আমরা লাইট অন করি, কম্পিউটার ব্যবহার করি বা ফোন করি, ততবারই আমরা পদার্থবিজ্ঞানের অ্যাপ্লিকেশন থেকে উপকৃত হচ্ছি। পদার্থবিজ্ঞানের ক্ষেত্রটি আমাদের সমাজকে আকৃতি দিয়েছে এমন অনেক উদ্ভাবনের জন্যও দায়ী।
উপসংহার।
উপসংহারে, পদার্থবিদ্যা হল প্রাকৃতিক জগতকে নিয়ন্ত্রণকারী মৌলিক নীতিগুলির অধ্যয়ন। এটি বিজ্ঞানের একটি শাখা যা ভৌত মহাবিশ্বকে এর সবচেয়ে মৌলিক উপাদানগুলির পরিপ্রেক্ষিতে ব্যাখ্যা করতে চায়।
মহাবিশ্ব কিভাবে কাজ করে তা বোঝার জন্য পদার্থবিদ্যা অপরিহার্য, ক্ষুদ্রতম কণা থেকে শুরু করে বৃহত্তম কাঠামো পর্যন্ত।
তথ্যসূত্র: ESALQ, হাইপারফিজিক্স, THX নিউজ এবং পিবিএস লার্নিং মিডিয়া.