দ্রুতি প্রভাব: কিভাবে তাপমাত্রা পার্থক্য বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে
সিবেক প্রভাব হল এমন একটি ঘটনা যা তাপমাত্রার পার্থক্যকে বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ এবং বিপরীতে রূপান্তরিত করে। এটি ১৮২১ সালে জার্মান পদার্থবিজ্ঞানী থমাস জোহান সিবেকের নামানুসারে নামকরণ করা হয়েছে, যিনি এটি আবিষ্কার করেছিলেন। সিবেক প্রভাব হল থার্মোকাপল, থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটর এবং স্পিন ক্যালোরিট্রনিক্সের ভিত্তি।
সিবেক প্রভাব কি?
সিবেক প্রভাব হল দুটি ভিন্ন পরিবাহী বা অর্ধপরিবাহী যারা একটি লুপে সংযুক্ত এবং তাদের যোগস্থলের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য থাকে, এমন একটি ঘটনা যা একটি বৈদ্যুতিক সম্ভাবনা (বা ভোল্টেজ) উৎপন্ন করে। ভোল্টেজটি তাপমাত্রার পার্থক্যের সমানুপাতিক এবং ব্যবহৃত পদার্থের উপর নির্ভরশীল।
উদাহরণস্বরূপ, একটি থার্মোকাপল একটি ডিভাইস যা সিবেক প্রভাব ব্যবহার করে তাপমাত্রা মাপতে ব্যবহৃত হয়। এটি দুটি ভিন্ন ধাতু (যেমন তামা এবং লোহা) দিয়ে তৈরি দুটি তার দিয়ে গঠিত, যারা উভয় প্রান্তে যুক্ত হয়। একটি প্রান্ত গরম উৎস (যেমন শিখা) এবং অন্যটি ঠাণ্ডা (যেমন বরফের জল) রাখা হয়। প্রান্তগুলির মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য তারগুলির মধ্যে একটি ভোল্টেজ উৎপন্ন করে, যা একটি ভোল্টমিটার দিয়ে মাপা যায়।
সিবেক প্রভাব বর্জ্য তাপ থেকে বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপাদনেও ব্যবহার করা যায়। একটি থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটর হল এমন একটি ডিভাইস যা অনেকগুলি থার্মোকাপল সিরিজ বা সমান্তরালভাবে সংযুক্ত হয়। থার্মোকাপলের গরম পাশটি একটি তাপ উৎস (যেমন একটি ইঞ্জিন বা ফার্নেস) এবং ঠাণ্ডা পাশটি একটি তাপ সিঙ্ক (যেমন বাতাস বা পানি) সংযুক্ত থাকে। পাশগুলির মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য একটি ভোল্টেজ উৎপন্ন করে যা একটি বৈদ্যুতিক লোড (যেমন একটি বাতি বা একটি ফ্যান) চালাতে পারে।
সিবেক প্রভাব কিভাবে কাজ করে?
সিবেক প্রভাব পরিবাহী এবং অর্ধপরিবাহী পদার্থে ইলেকট্রনের আচরণ দ্বারা ব্যাখ্যা করা যায়। ইলেকট্রন হল নেতিবাচকভাবে আধানযুক্ত কণা যারা এই পদার্থগুলিতে স্বাধীনভাবে চলাচল করে। যখন একটি পরিবাহী বা অর্ধপরিবাহী গরম করা হয়, তার ইলেকট্রনগুলি বেশি গতিশক্তি পায় এবং দ্রুত চলাচল করতে প্রবণ হয়। এটি তাদের গরম অঞ্চল থেকে ঠাণ্ডা অঞ্চলে স্থানান্তরিত হওয়ার কারণ হয়, যা একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ উৎপন্ন করে।
তবে, বিভিন্ন পদার্থে পরিবাহনের জন্য বিভিন্ন সংখ্যা এবং প্রকারের ইলেকট্রন উপলব্ধ। কিছু পদার্থে অন্য পদার্থের তুলনায় বেশি ইলেকট্রন থাকে, এবং কিছু পদার্থে ইলেকট্রনের বিভিন্ন স্পিন অরিয়েন্টেশন থাকে। স্পিন হল ইলেকট্রনের একটি কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্য যা তাদের ছোট চৌম্বকের মতো কাজ করতে বাধ্য করে। যখন দুটি পদার্থ যারা ইলেকট্রনের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য রয়েছে একসাথে যুক্ত হয়, তখন তারা একটি ইন্টারফেস তৈরি করে যেখানে ইলেকট্রনগুলি শক্তি এবং স্পিন বিনিময় করতে পারে।
সিবেক প্রভাব ঘটে যখন দুটি এমন ইন্টারফেস একটি তাপমাত্রার পার্থক্যের সাথে বিবেচনা করা হয়। গরম ইন্টারফেসের ইলেকট্রনগুলি তাপ উৎস থেকে বেশি শক্তি এবং স্পিন পায় এবং লুপ দিয়ে ঠাণ্ডা ইন্টারফেসের ইলেকট্রনগুলিতে তা স্থানান্তর করে। এটি ইন্টারফেসগুলির মধ্যে চার্জ এবং স্পিনের একটি অসামঞ্জস্য তৈরি করে, যা একটি বৈদ্যুতিক সম্ভাবনা এবং একটি চৌম্বক ক্ষেত্র উৎপন্ন করে। বৈদ্যুতিক সম্ভাবনা লুপের মধ্য দিয়ে একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ চালিত করে, যেখানে চৌম্বক ক্ষেত্র একটি কম্পাসের সূচকে সরিয়ে দেয় যা তার কাছাকাছি রাখা হয়।
সিবেক প্রভাবের কি কি প্রয়োগ রয়েছে?
সিবেক প্রভাব বিজ্ঞান, প্রকৌশল এবং প্রযুক্তিতে অনেক প্রয়োগ রয়েছে। তার মধ্যে কিছু হল:
থার্মোকাপল: এগুলি সিবেক প্রভাব ব্যবহার করে তাপমাত্রা মাপতে উচ্চ সঠিকতা এবং সংবেদনশীলতা সহ ডিভাইস। এগুলি বিভিন্ন উদ্দেশ্যে শিল্প, প্রयোগশালা এবং গৃহস্থালীতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যেমন ওভেন নিয়ন্ত্রণ, ইঞ্জিন মনিটরিং, শরীরের তাপমাত্রা মাপা, ইত্যাদি।
থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটর: এগুলি সিবেক প্রভাব ব্যবহার করে বর্জ্য তাপ থেকে বিশেষ প্রয়োগের জন্য বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপাদন করে, যেমন বিমান চালিত করা, দূরবর্তী সেন্সর, চিকিৎসা প্রতিস্থাপন, ইত্যাদি।
স্পিন ক্যালোরিট্রনিক্স: এটি এমন একটি পদার্থবিজ্ঞানের শাখা যা মাধ্যমে তাপ এবং স্পিন কিভাবে চৌম্বকীয় পদার্থে সামঞ্জস্য করে তা অধ্যয়ন করে। সিবেক প্রভাব এই ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, কারণ এটি তাপমাত্রার ঢাল থেকে স্পিন প্রবাহ এবং ভোল্টেজ তৈরি করতে পারে। এটি তথ্য প্রক্রিয়াকরণ এবং সংরক্ষণের জন্য নতুন ডিভাইস যেমন স্পিন ব্যাটারি, স্পিন ট্রানজিস্টর, স্পিন ভ্যালভ, ইত্যাদি তৈরি করতে পারে।
সিবেক প্রভাবের কি কি সুবিধা এবং সীমাবদ্ধতা রয়েছে?
সিবেক প্রভাবের কিছু সুবিধা এবং সীমাবদ্ধতা রয়েছে যা তার কার্যক্ষ
