in পদার্থ বিজ্ঞান by
আকাশে গুড় গুড় মেঘ ডাকার বৈজ্ঞানিক ব্যাখ্যা কি?

2 Answers

0 votes
by

জলীয়বাষ্প ঘনীভূত হয়ে মেঘে পরিণত হওয়ার সময় এতে প্রচুর স্থির বৈদ্যুতিক চার্জ (electrostatic charge) জমা হয়। মেঘ কিভাবে চার্জিত হয় তা নিয়ে বিজ্ঞানী মহলে বেশ মতভেদ থাকলেও সবচেয়ে প্রতিষ্ঠিত মতবাদ হচ্ছে, পানিচক্রে জলকণা যখন ক্রমশ ঊর্ধ্বাকাশে উঠতে থাকে তখন তারা মেঘের নিচের দিকের বেশি ঘনীভূত বৃষ্টি বা তুষার কণার সাথে সংঘর্ষের মুখোমুখি হয়। যার ফলে উপরের দিকে উঠতে থাকা অনেক বাষ্প পরমাণু বেশ কিছু ইলেকট্রন হারায়। যে পরমাণু ইলেকট্রন হারায় তা পজিটিভ চার্জে এবং যে পরমাণু ইলেকট্রন গ্রহণ করে তা নেগেটিভ চার্জে চার্জিত হয়। অপেক্ষাকৃত হাল্কা পজিটিভ চার্জ থাকে মেঘের উপর পৃষ্ঠে এবং ভারী নেগেটিভ চার্জ থাকে নিচের পৃষ্ঠে। যথেষ্ট পরিমাণ পজিটিভ (+) ও নেগেটিভ (-) চার্জ জমা হওয়ার পর পজিটিভ ও নেগেটিভ চার্জ পরস্পরকে আকর্ষণের দরুণ electrostatic discharge প্রক্রিয়া শুরু হয়। discharge তিন ভাবে হতে পারে-
(ক) মেঘের নিজস্ব পজিটিভ (+) ও নেগেটিভ (-) চার্জের মধ্যে (একে বলা হয় intra cloud বা, IC discharge) (খ) একটি মেঘের পজেটিভ (+) কিংবা নেগেটিভ (-) চার্জের সাথে অন্য মেঘের নেগেটিভ (-) কিংবা পজেটিভ (+) চার্জের সাথে (একে বলা হয় cloud to cloud বা, CC discharging)
(গ) মেঘের পজেটিভ (+) চার্জের সাথে ভূমির (একে বলা হয় cloud to ground বা, CG discharging) Discharge হওয়ার সময় পজেটিভ (+)  চার্জ থেকে নেগেটিভ (-)  চার্জের দিকে বাতাসের মধ্য দিয়ে স্পার্ক আকারে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়। এ ঘটনাই হল বজ্রপাত। বজ্রপাতের শাব্দিক অর্থ হলো “ভূমিতে বিদ্যুৎ পতিত হওয়া”। তবে সব বজ্রপাতে ভূমিতে বিদ্যুৎ বা চার্জ পতিত হয় না। শুধু মাত্র CG discharging প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন বজ্রপাতে ভূমিতে বৈদ্যুতিক চার্জ পতিত হয়।
বজ্রপাতের সময় বিদ্যুৎ চমকায় কেন?:বজ্রপাতের সময় বাতাসের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়। আমরা জানি বাতাস বিদ্যুৎ অপরিবাহী। কিন্তু মেঘে জমা হওয়া স্থির বিদ্যুৎ এত উচ্চ বিভব শক্তি (১০ মিলিয়ন ভোল্ট পর্যন্ত) উৎপন্ন করে যে, তা বিদ্যুৎ প্রবাহিত হওয়ার জন্য বাতাসের একটা সরু চ্যানেলকে আয়নিত করে পরিবাহী পথ (conductive path) তৈরি করা হয়। আয়নিত পরমাণু থেকে বিকীর্ণ শক্তি তিব্র আলোক ছটা তৈরি হয়।
বজ্রপাতের সময় শব্দ উৎপন্ন হয় কেন?:উরংপযধৎমব হওয়ার সময় বাতাসের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়, একে বলা হয় air breakdown। এ সময় বাতাসের যে চ্যানেলের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয় তার তাপমাত্রা প্রায় ২৭০০০ ডিগ্রি সেঃ (যা সূর্যের তাপমাত্রা থেকে বেশি) এ উন্নীত হয় এবং বাতাসের চাপ স্বাভাবিক চাপ থেকে ১০ থেকে ১০০ গুণ পর্যন্ত বেড়ে যায়। এ চাপ এবং তাপমাত্রায় পৌঁছাতে সময় লাগে মাত্র এক সেকেন্ডের কয়েক হাজার ভাগের এক ভাগ। এত কম সময়ে তাপমাত্রা ও চাপের এত ব্যাপক পরিবর্তন চারপাশের বায়ুন্ডলকে প্রচণ্ড গতিতে (বিস্ফোরণের মত) সম্প্রসারিত করে। এ সময় যে শব্দ তরঙ্গ উৎপন্ন হয় সেটাই আমরা শুনতে পাই।
বজ্রপাতের সময় কি পরিমাণ শক্তি উৎপন্ন হয়?:ভূমি থেকে ৩ মাইল দূরত্বের বজ্রপাত (lightning strike) গড়ে এক বিলিয়ন থেকে ১০ বিলিয়ন জুল শক্তি উৎপন্ন করে। একটি ১০০ ওয়াট বাল্ব ১ সেকেন্ড জ্বালাতে শক্তি খরচ হয় ১০০ জুল। সে হিসাবে, ১০ বিলিয়ন জুল শক্তি দিয়ে ওই বাল্বকে ১১৬০ দিন বা প্রায় ৩৯ মাস অবিরাম জ্বালানো যাবে। বৈদ্যুতিক শক্তি পরিমাপক একক “কিলোওয়াট-আওয়ার” হিসেবে এ শক্তি ২৭,৮৪০ কিলোওয়াট-আওয়ার। বাংলাদেশে একটি পরিবার গড়ে প্রতি মাসে প্রায় ১০০- ১৫০ ইউনিট (কিলোওয়াট-আওয়ার) বিদ্যুৎ ব্যাবহার করে। তার মানে একটি বজ্রপাতের বিদ্যুৎ শক্তি জমা করতে পারলে একটি পরিবার ১৮৫ মাস বা, প্রায়  ১৫ বছর বিনা পয়সায় বিদ্যুৎ ব্যাবহার করতে পারবেন। চাইলে আপনিও বজ্রপাতকে ট্র্যাপে ফেলে বিনা পয়সায় বিদ্যুৎ ব্যাবহারের সুযোগ লুফে নিতে পারেন। তবে সে ক্ষেত্রে বজ্রপাত ঘায়েল করতে আপনি সময় পাবেন এক সেকেন্ডেরও কম (কারণ বজ্রপাতের পুরো প্রক্রিয়াটি ঘটে এক সেকেন্ডেরও কম সময়ের মধ্যে)। থেমে নেই বিজ্ঞানীরা। বজ্রপাত থেকে উৎপন্ন বিপুল পরিমাণ তড়িৎ শক্তিকে ধারণ করে বিভিন্ন কাজে ব্যবহারের বিষয়ে বিজ্ঞানীরা উৎসাহী হয়ে উঠেছেন এবং তা বাস্তবায়িত করে তোলার লক্ষ্যে বিভিন্ন ধরনের গবেষণা চালিয়ে যাচ্ছেন।
সাধারণত পৃথিবীর বায়ুমন্ডলে যতই ওপরের দিকে যাওয়া হয় ততই এর তাপমাত্রা কমতে থাকে। সেজন্য বিজ্ঞানীরা বায়ুমন্ডলকে বিভিন্ন স্তরে ভাগ করেছেন। তবে তাপমাত্রা কম থাকার কারণে অনেক সময় দেখা যায় নিচ দিকের মেঘ ওপরের দিকে উঠতে থাকে। 
বাতাসের নিন্মাঞ্চলে থাকা এ ধরনের মেঘকে বাজ মেঘ কিংবা ‘থান্ডার ক্লাউড’ বলে। তবে এই মেঘ যতই ওপরে উঠতে থাকে ততই এতে পানির পরিমাণ বাড়তে থাকে। বিজ্ঞানীরা বলছেন, পানির পরিমাণ যখন প্রায় পাঁচ মিলিমিটার হয় তখন এটা বন্ধনমুক্ত হয়ে ধনাত্মক  আয়ন ও ঋণাত্মক আয়নে বিভক্ত হয়ে যায়। এদিকে পৃথিবী ধনাত্মক চার্জ বিশিষ্ট হওয়ায় মেঘের ঋণাত্মক আয়নসমূহ নিচের দিকে অবস্থান নেয় এবং ভূমির দিকে আকৃষ্ট হতে থাকে। অধিকাংশ সময়ে ঋণাত্মক আয়নের মান বেশি হয়। এ কারণে ঋণাত্মক আয়নগুলো পৃথিবীর ধনাত্মক আয়নের আকর্ষণে যখন নিচে চলে আসে তখনই বজ্রপাত হয়। এ সময় ওপর হতে নিচের দিকে বৈদ্যুতিক আধানের নির্গমনের ফলে আমরা আলোর ঝলকানি দেখতে পাই। এ সময় বিকট শব্দ শোনা যায়, ফলে বজ্রপাত আরো ভয়ংকর হয়ে ওঠে। এই বিকট শব্দটি মূলত হয় বাতাসের কারণে। ঋণাত্মক আয়ন পৃথিবীতে নির্গমনের সময় ওই স্থানে বাতাসের একটি বিরাট এলাকা শূন্য হয়ে আয়নগুলোর নির্গমন ঘটে এবং নির্গমনের পরে সেই বাতাস আবার আগের স্থানে ফিরে আসে। অল্প সময়েই বাতাসের এই প্রসারণ এবং সঙ্কোচনের কারণে আমরা বিকট শব্দ শুনতে পাই। এই আয়ন নির্গমনের সময় যদিও বিদ্যুৎ ও শব্দ একসঙ্গেই উৎপন্ন হয় তবু বিদ্যুৎ আগে দেখা যায় এবং শব্দ পরে শোনা যায়। এর কারণ হল আলো ও শব্দের বেগ।  আলোর বেগ সেকেন্ডে তিন লাখ কিলোমিটার আর শব্দের বেগ সেকেন্ডে মাত্র ৩৪০ মিটার। এ কারণে বিদ্যুতের ঝলক আগে দেখা যায় এবং শব্দ পরে শোনা যায়।
তবে বজ্রপাত ঘটতে গেলে বৈদ্যুতিক আধানের নির্গমন দুটি মেঘের মধ্যে অথবা একটি মেঘ এবং ভূমির মধ্যেও হতে পারে। ভূমিতে যদি আধানের নির্গমন ঘটে সেক্ষেত্রে আধানগুলো খুব দ্রুত ভূমিতে চলে আসার ক্ষেত্রে কোনো পরিবাহী পেলেই সেটাতে আকৃষ্ট হয়। যে কারণে বড় বড় গাছের মাথায় বেশি বজ্রপাত হয়। এই উপমহাদেশে নারিকেল গাছের নতুন কচি পাতা প্রায়ই দেখা যায় মাঝখানের দিকে সূচাল হয়ে থাকে। যার ফলে এখানে নারিকেল গাছে বেশি বজ্রপাত হয়। উচ্চ বৈদ্যুতিক আধানের ফলে পরিবাহী সব সময়ই ক্ষতিগ্রস্ত হয়। আর এ ক্ষেত্রে এই আধান নির্গমন যদি কোনো প্রাণীর মধ্য দিয়ে হয় তখন তার মৃত্যু ঘটে। এ কারণে খোলা মাঠে বিদ্যুৎ চমকালে শুয়ে পড়তে বলা হয়।

0 votes
by
উপরের উত্তরের ব্যাখ্যাতে বজ্রপাতের ফলে কিভাবে অতি বিকট শব্দ সৃষ্টি হয় তা বোঝানো হয়েছে।

এই শব্দ চারপাশে ছটিয়ে পড়ে কিন্তু উপর থেকে নিচ বরাবর সরাসরি একটি শব্দ আমাদের কানে আসে। আবার চারপাশে যে শব্দ ছড়িয়ে পড়ে সেই শব্দ আবার অন্য মেঘে বাধা পেয়ে প্রতিফলিত হয়ে আমাদের কানে পৌছায়। যেহেতু শব্দ চলতে সময়ের দরকার তাই সরাসরি আর এসব প্রতিফলিত শব্দ ভিন্ন ভিন্ন সময়ে আমাদের কানে পৌছায়, এছাড়া প্রতিফলনের সময় কিছু শব্দ শক্তি হারিয়ে যায়। আবার বাতাসের অনেক লেয়ার ভেদ করে আসে বলে বিভিন্ন সময়ে একাধিক ফ্রিকোয়েন্সির শব্দ আসে। এজন্য একটানা গুড়গুড় শব্দ সোনা যায়।
2 জন সক্রিয় সদস্য
0 জন নিবন্ধিত সদস্য 2 জন অতিথি
আজকে পরিদর্শন : 5666
...