আচ্ছা, ধরুন তো, আপনার বাসায় ইলেক্ট্রিসিটির তারগুলো যদি কাঠ দিয়ে তৈরি হতো, তাহলে কেমন হতো? নিশ্চয়ই আলো জ্বলতো না! কারণ কাঠ বিদ্যুৎ পরিবহন করতে পারে না। কিন্তু কেন পারে না, আর কোন জিনিস পারে – এই নিয়েই আজকের আলোচনা। আজ আমরা কথা বলব “আপেক্ষিক পরিবাহিতা” (Relative Permittivity) নিয়ে। একটু কঠিন sounding, তাই না? কিন্তু বিশ্বাস করুন, বিষয়টা খুবই সহজ!
আপেক্ষিক পরিবাহিতা আসলে কী, সেটা জানার আগে, চলুন কয়েকটা সাধারণ প্রশ্ন দিয়ে শুরু করি।
আপেক্ষিক পরিবাহিতা: বিদ্যুতের পথের দিশারী
আপেক্ষিক পরিবাহিতা (Relative Permittivity) হলো একটি পদার্থের বিদ্যুৎ ধারণ করার ক্ষমতা। আরও সহজভাবে বললে, এটি একটি অন্তরক (insulator) পদার্থের মধ্যে তড়িৎ ক্ষেত্র (electric field) কত সহজে তৈরি হতে পারে, তার পরিমাপ। একে অনেক সময় ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবকও (Dielectric Constant) বলা হয়।
পরিবাহিতা কী?
কোনো পদার্থ কত সহজে বিদ্যুৎ পরিবহন করতে পারে, সেটাই হলো পরিবাহিতা (Permittivity)। প্রত্যেকটা পদার্থেরই বিদ্যুৎ পরিবহন করার একটা নিজস্ব ক্ষমতা থাকে। কিছু পদার্থ খুব ভালো পরিবহন করে, যেমন – তামা (Copper), সোনা (Gold)। আবার কিছু পদার্থ বিদ্যুৎ পরিবহন করতেই পারে না, যেমন – কাঠ, প্লাস্টিক।
আপেক্ষিক পরিবাহিতা কেন দরকার?
আমরা যখন কোনো ক্যাপাসিটর (Capacitor) তৈরি করি, তখন দুটি পরিবাহী পাতের (Conductive Plate) মাঝে একটি অন্তরক পদার্থ (Insulating Material) ব্যবহার করি। এই অন্তরক পদার্থটির আপেক্ষিক পরিবাহিতা যত বেশি হবে, ক্যাপাসিটরের কর্মক্ষমতা (Performance) তত ভালো হবে। এছাড়াও, এটি বিভিন্ন ইলেকট্রনিক সার্কিটের ডিজাইন এবং কার্যকারিতা বুঝতেও কাজে লাগে।
আপেক্ষিক পরিবাহিতার পেছনের বিজ্ঞান
আপেক্ষিক পরিবাহিতা বোঝার জন্য, পদার্থের মধ্যেকার অণুগুলোর আচরণ জানা দরকার।
পোলারাইজেশন (Polarization)
যখন কোনো অন্তরক পদার্থকে তড়িৎ ক্ষেত্রের (Electric Field) মধ্যে রাখা হয়, তখন এর অণুগুলো সামান্য স্থান পরিবর্তন করে। এই ঘটনাকে পোলারাইজেশন বলে। পোলারাইজেশনের কারণে, পদার্থের মধ্যে একটি অতিরিক্ত তড়িৎ ক্ষেত্র তৈরি হয়, যা মূল তড়িৎ ক্ষেত্রকে বাধা দেয়। আপেক্ষিক পরিবাহিতা যত বেশি, এই পোলারাইজেশন তত বেশি শক্তিশালী হয়।
আপেক্ষিক পরিবাহিতার মান
আপেক্ষিক পরিবাহিতার কোনো একক (Unit) নেই, কারণ এটি একটি আপেক্ষিক মান। শূন্যস্থানের (Vacuum) আপেক্ষিক পরিবাহিতা ১ ধরা হয়। অন্যান্য পদার্থের আপেক্ষিক পরিবাহিতা ১ এর চেয়ে বেশি হয়।
এখানে কয়েকটি সাধারণ পদার্থের আপেক্ষিক পরিবাহিতার মান দেওয়া হলো:
| পদার্থ | আপেক্ষিক পরিবাহিতা |
|---|---|
| শূন্যস্থান | ১ |
| বাতাস | ১.০০৫৯ |
| কাগজ | ৩.৮৫ |
| কাচ | ৪.৭ – ৭.৫ |
| পানি | ৮০ |
পানি একটি চমৎকার উদাহরণ। এর আপেক্ষিক পরিবাহিতা অনেক বেশি (প্রায় ৮০)। এর মানে হলো, পানির মধ্যে খুব সহজেই পোলারাইজেশন ঘটতে পারে।
দৈনন্দিন জীবনে আপেক্ষিক পরিবাহিতার ব্যবহার
আপেক্ষিক পরিবাহিতার ধারণা আমাদের দৈনন্দিন জীবনে অনেক কাজে লাগে। নিচে কয়েকটি উদাহরণ দেওয়া হলো:
ক্যাপাসিটর (Capacitor)
ক্যাপাসিটরের কার্যকারিতা আপেক্ষিক পরিবাহিতার ওপর নির্ভরশীল। ক্যাপাসিটরের দুটি ধাতব পাতের মধ্যে ডাইইলেকট্রিক হিসেবে যে পদার্থ ব্যবহার করা হয়, তার আপেক্ষিক পরিবাহিতা যত বেশি, ক্যাপাসিটরের চার্জ ধারণ ক্ষমতা তত বেশি।
তার (Cable)
বৈদ্যুতিক তারের ওপর যে প্লাস্টিকের আবরণ থাকে, তার আপেক্ষিক পরিবাহিতা কম হওয়া দরকার। কারণ, পরিবাহিতা বেশি হলে বিদ্যুৎ তারের বাইরে চলে যেতে পারে।
মোবাইল ফোন (Mobile Phone)
মোবাইল ফোনের বিভিন্ন যন্ত্রাংশে আপেক্ষিক পরিবাহিতা একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়।
আপেক্ষিক পরিবাহিতা এবং তাপমাত্রা
তাপমাত্রা বাড়লে আপেক্ষিক পরিবাহিতার মান সাধারণত কমে যায়। কারণ, তাপমাত্রা বাড়লে পদার্থের অণুগুলোর মধ্যে বিশৃঙ্খলা (Disorder) বাড়ে, যার ফলে পোলারাইজেশন দুর্বল হয়ে যায়।
আপেক্ষিক পরিবাহিতা এবং ফ্রিকোয়েন্সি (Frequency)
তড়িৎ ক্ষেত্রের ফ্রিকোয়েন্সি বাড়লে আপেক্ষিক পরিবাহিতার মানও পরিবর্তিত হতে পারে। খুব বেশি ফ্রিকোয়েন্সিতে, অণুগুলো দ্রুত পোলারাইজ হতে পারে না, ফলে আপেক্ষিক পরিবাহিতা কমে যায়।
আপেক্ষিক পরিবাহিতা: কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন ও উত্তর (FAQ)
এখানে আপেক্ষিক পরিবাহিতা নিয়ে কিছু সাধারণ প্রশ্ন এবং তার উত্তর দেওয়া হলো:
প্রশ্ন ১: আপেক্ষিক পরিবাহিতা কিভাবে মাপা হয়?
উত্তর: আপেক্ষিক পরিবাহিতা মাপার জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি আছে। এর মধ্যে সবচেয়ে জনপ্রিয় হলো ক্যাপাসিটর পদ্ধতি। এই পদ্ধতিতে, একটি ক্যাপাসিটরের দুটি পাতের মধ্যে প্রথমে শূন্যস্থান রাখা হয়, এবং তারপর সেই স্থানে পরিমাপ করতে চাওয়া পদার্থটি রাখা হয়। এরপর ক্যাপাসিটেন্সের পরিবর্তন দেখে আপেক্ষিক পরিবাহিতা নির্ণয় করা হয়।
প্রশ্ন ২: বিভিন্ন পদার্থের আপেক্ষিক পরিবাহিতা আলাদা হয় কেন?
উত্তর: বিভিন্ন পদার্থের আণবিক গঠন (Molecular Structure) এবং পোলারাইজেশন ক্ষমতার ভিন্নতার কারণে আপেক্ষিক পরিবাহিতা আলাদা হয়।
প্রশ্ন ৩: আপেক্ষিক পরিবাহিতা কি বিদ্যুৎ পরিবাহিতার (Electrical Conductivity) সাথে সম্পর্কযুক্ত?
উত্তর: হ্যাঁ, এদের মধ্যে সম্পর্ক আছে। আপেক্ষিক পরিবাহিতা একটি অন্তরক পদার্থের বৈশিষ্ট্য, যা বিদ্যুৎ পরিবহন করে না। অন্যদিকে, বিদ্যুৎ পরিবাহিতা হলো পরিবাহী পদার্থের বৈশিষ্ট্য, যা বিদ্যুৎ পরিবহন করে।
প্রশ্ন ৪: উচ্চ আপেক্ষিক পরিবাহিতা সম্পন্ন পদার্থের ব্যবহার কি?
উত্তর: উচ্চ আপেক্ষিক পরিবাহিতা সম্পন্ন পদার্থ ক্যাপাসিটর এবং অন্যান্য ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়, যেখানে বেশি পরিমাণ চার্জ সংরক্ষণের প্রয়োজন হয়।
প্রশ্ন ৫: আপেক্ষিক পরিবাহিতা এবং ডাইইলেকট্রিক শক্তি (Dielectric Strength) কি একই জিনিস?
উত্তর: না, আপেক্ষিক পরিবাহিতা এবং ডাইইলেকট্রিক শক্তি এক নয়। আপেক্ষিক পরিবাহিতা হলো একটি পদার্থের পোলারাইজেশন ক্ষমতা, আর ডাইইলেকট্রিক শক্তি হলো একটি পদার্থ কত ভোল্টেজ সহ্য করতে পারে, তা নির্দেশ করে। ডাইইলেকট্রিক শক্তি বেশি হলে, পদার্থটি সহজে ভেঙে (Breakdown) যায় না।
আপেক্ষিক পরিবাহিতা: গভীরতর আলোচনা
আপেক্ষিক পরিবাহিতা নিয়ে আরও কিছু তথ্য জেনে নেওয়া যাক।
জটিল আপেক্ষিক পরিবাহিতা (Complex Relative Permittivity)
কিছু পদার্থের ক্ষেত্রে, আপেক্ষিক পরিবাহিতা একটি জটিল সংখ্যা (Complex Number) হতে পারে। এই জটিল আপেক্ষিক পরিবাহিতার দুটি অংশ থাকে:
- বাস্তব অংশ (Real Part): এটি পদার্থের চার্জ ধারণ করার ক্ষমতা নির্দেশ করে।
- কাল্পনিক অংশ (Imaginary Part): এটি তড়িৎ ক্ষেত্রের কারণে হওয়া শক্তি হ্রাস (Energy Loss) নির্দেশ করে। এই শক্তি হ্রাসকে ডাইইলেকট্রিক লসও (Dielectric Loss) বলা হয়।
ডাইইলেকট্রিক স্পেকট্রোস্কোপি (Dielectric Spectroscopy)
ডাইইলেকট্রিক স্পেকট্রোস্কোপি একটি বিশেষ পদ্ধতি, যার মাধ্যমে বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে কোনো পদার্থের আপেক্ষিক পরিবাহিতা পরিমাপ করা হয়। এই পদ্ধতি ব্যবহার করে পদার্থের আণবিক গঠন এবং আচরণ সম্পর্কে অনেক তথ্য জানা যায়।
আপেক্ষিক পরিবাহিতা: আধুনিক গবেষণা
বিজ্ঞানীরা প্রতিনিয়ত নতুন নতুন পদার্থ তৈরি করছেন, যেগুলোর আপেক্ষিক পরিবাহিতা অনেক বেশি। এই পদার্থগুলো ব্যবহার করে ছোট আকারের (Miniature) এবং শক্তিশালী ক্যাপাসিটর তৈরি করা সম্ভব। এছাড়াও, আপেক্ষিক পরিবাহিতা নিয়ে গবেষণা ভবিষ্যতে আরও উন্নত ইলেকট্রনিক ডিভাইস তৈরিতে সাহায্য করবে।
পরিশেষে
আশা করি, আপেক্ষিক পরিবাহিতা নিয়ে আপনার মনে আর কোনো প্রশ্ন নেই। এটি শুধু একটি ভৌত রাশি নয়, বরং আমাদের চারপাশের জগৎকে বুঝতে সাহায্য করে। এই জ্ঞান কাজে লাগিয়ে, আপনিও হয়তো একদিন নতুন কোনো প্রযুক্তি আবিষ্কার করে ফেলতে পারেন!
যদি এই বিষয়ে আপনার আরও কিছু জানার থাকে, তাহলে কমেন্ট করে জানাতে পারেন। আপনার মূল্যবান মতামত আমাদের জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ। আর হ্যাঁ, লেখাটি ভালো লাগলে বন্ধুদের সাথে শেয়ার করতে ভুলবেন না!
