उजवाड : कण काय लहरी ?

भांगरभूंय | प्रतिनिधी

मागीर लिनार्डान अशें कितें नवें दाखयलें ते खातीर उजवाडाच्या लहरी सिद्धांता मुखार आव्हान उबें जालें?

शास्त्रीय नदरेन उजवाड उर्जेचें एक रूप आसा. सैमांत ती वेगळे- वेगळे तरेन तयार जाता. सुर्याचेर ‘न्युक्लिअर फ्युजन’ क्रियेंतल्यान तर मनीसजात इंधन लासून तयार करता. ह्यो दोनूय प्रक्रिया भिन्न आसात. एक भौतीक तर दुसरी रसायनीक. जळटा ती वस्त वा धातू प्रचंड तापयतगर उजवाडाचीं किरणां सोडटा. विजेच्या बल्बांतली फिलामेंट प्रचंड तापता आनी उजवाड घालता. तशेंच विजेचो प्रवाह सोडून वायूचे अणू उत्तेजीत करून उजवाडाची उर्जा तयार जाता. फ्लुओरेस्सन्स ट्युब लायटींत अशे तरेन उर्जा निर्माण जाता. आतां एलईडी बल्बान उजवाडाच्या शास्त्रांत क्रांती घडोवन हाडल्या. एलईडी बल्बांत इलेक्ट्रॉनांचे हालचालीक लागून उजवाड निर्माण जाता.
आतां मूळ प्रश्न उरलो तो म्हणजे उजवाडाचें स्वरूप कितें? प्राचीन विद्वानांनी उजवाड कणाच्या रुपांत पसरता अशें मांडलें. भारतीय पुराणांत उजवाड उज्याचो एक वांटो आसा अशें मानलां. पूण उजवाडा विशीं शास्त्रीय संशोधनाक आयझेक न्यूटना सावन सुरुवात जाली.
न्यूटन कॉलेजींत शिकता आसतना आपल्या एका इश्टा वांगडा फेस्ताचे फेरयेंत केल्ले कडेन ताका एक प्रिझम मेळटा. तो घेवन न्यूटन हॉस्टेलांत येता आनी ताचेर प्रयोग सुरू करता. ‘जनेलांतल्यान येवपी एक किरण ताणें प्रिझमांतल्यान सोडलो. तर ताका सात रंगाचो पट्टो वणटीर मेळ्ळो.’ न्यूटनान ताका स्पॅक्ट्रम (वर्णपट) अशें नांव दिलें. लेटीन भाशेंत स्पॅक्ट्रम म्हणजे देखावो असो अर्थ जाता. खरें म्हणल्यार त्या तेंपार ही शास्त्रीय नविदाद नाशिल्ली. ताचे पयलींय खूब जाणांनी स्पॅक्ट्रम मेळयल्लो. ताचेर अभ्यास करुन तांणी अशे निश्कर्श काडिल्ले, प्रिझमा खातीर उजवाडाचे सात रंग तयार जातात. थोडे भितर सांगपाचें जाल्यार प्रिझमाचोच तो एक गूण आसा अशे मानलें. पूण न्यूटनान प्रिझमाचेर तरेकवार प्रयोग करून सुर्याच्या किरणांतच सात रंग आसतात आनी प्रिझमांत ते वेगळे जातात, अशें सिद्ध केलें. इंद्रधोणू स्पॅक्ट्रमाचो सैमीक प्रकार आसा हेंय दाखोवन दिलें. पावसाचे थेंबें प्रिझमा सारखे काम करतात अशेंय ताणें दाखोवन दिलें. परावर्तन (रिफ्लेक्शन), रिफ्रेक्शन आनी हेर गुणांचेर खोलायेन संशोधन करुन ताणें “ऑप्टिक्स” नांवाचे पुस्तक प्रसिद्ध केलें. आधुनीक विज्ञानांत उजवाडाचेर हें पयलें पुस्तक आसूंये. तशेंच उजवाडाचीं किरणां कणाच्या रुपांत वावुरतात असो सिद्धांत मांडलो. ताका कॉर्पुस्क्ल नॅचर ऑफ लायट (corpuscle nature of light) अशें म्हणटात.
पूण न्यूटनाच्या ह्या सिद्धांताक डच शास्त्रज्ञ क्रिस्तियान ह्युजेनान खर आव्हान दिलें. ताणें उजवाडाचो व्हेव (लहरी) सिद्धांत मांडलो. आवाजा बशेन उजवाड लहरींच्या स्वरुपांत वावुरतात अशें ताणें मांडलें. व्हेव थिअरीच्या आदारान ताणें रिफ्लेक्शन, रिफ्रेक्शन ह्यो प्रक्रिया स्पश्ट केल्यो. पूण उजवाडाचे किरण सरळ रेशेंत पसरतात हें सिद्ध करपाक तो शकलो ना. आवाजाच्या लहरींक माध्यमाची गरज लागता. उजवाडाक माध्यम लागना. पूण लहरींचे पसरप माध्यमा बगर मांडप शक्य जायना. ते खातीर थर माध्यमाचो सिद्धांत मांडलो.
1803 वर्सा थॉमस यंग ह्या इंग्लीश शास्त्रज्ञान फामाद ‘टू-स्लीट’ (दोन- फटी) हो प्रयोग करून इंटरफिअरेंस पॅटर्न मेळयलें आनी व्हेव थिअरीक आदार मेळ्ळो. उपरांत डिफ्रेक्शन आनी पोलॉरायझेशन अश्यो प्रक्रिया सोदून काडपाक शास्त्रज्ञांक येस आयलें. ह्यो प्रक्रिया फकत व्हेव थिअरीच्या आदारान सिद्ध करप शक्य जाता. ते खातीर न्यूटनाची कण थिअरी फाटीं पडली.
ताच्याकय फुडें वचून जॅम्स मॅक्सव्हेलान इलेक्ट्रो- मॅग्नेटीक(विद्युत- चुंबकीय) थिअरी मांडली आनी उजवाडाच्या किरणां बरोबर रेडिओ, मायक्रोव्हेव, एक्स-किरण आदी विद्युत- चुंबकीय लहरींचो एक वांटो आसा अशें दाखोवन दिलें. अशे एका फाटोफाट एक सोद उजवाडाचे लहरी सिद्धांताच्या वटेन वचपाक लागले.
पूण इतल्याच हें सोंपलें ना. फुडें एक व्हड आडमेळी उबी रावली. 20 वो शेंकडो उदेलो. 1902 आंत फिलीप लिनार्ड हाणें एके नवीन प्रक्रियेचो सोद लायलो. तो म्हणजे, उजवाडाक संवेदनशील आशिल्ल्या धातूंचेर उजवाडाचीं किरणां पडल्यार तातूंतल्यान इलेक्ट्रॉन भायर पडटात. ताका ‘फोटो- इलेक्ट्रीक इफेक्ट’ म्हणटात. तशी ही प्रक्रिया ताचे पयलीं खबर आशिल्ली. मागीर लिनार्डान अशें कितें नवें दाखयलें ते खातीर उजवाडाच्या लहरी सिद्धांता मुखार आव्हान उबें जालें?
ताचे अशें जालें, इलेक्ट्रॉनाचे उत्सर्जन किरणांचे फ्रिक्वेंसीचेर आसतात तेजा कडेन नासतात अशें प्रयोगांतल्यान दिसून आयलें. सोंपेपणी सांगपाचें जाल्यार; जर तांबड्या रंगाचीं किरणां घाली तर फोटो सेंसिटीव धातूंतल्यान इलेक्ट्रॉन भायर पडनात. मागीर ती कितलींय प्रखर आसूं. पूण निळे वा जांबळे रंगाची किरणां आसल्यार इलेक्ट्रॉन भायर पडटात. मागीर ते कितलेय डीम आसूं. हो प्रकार लहरी सिद्धांताच्या आड वतालो. उजवाडाचे रंग ताचे फ्रिक्वेंसीचे (कंपन संख्येचेर) थारतात. निळे रंगाच्यो फ्रिक्वेंसी चड आसतात. तशेंच उजवाडाच्या किरणांची उर्जा ताचे तेजाचेर (प्रखरपण) आसता अशें मानताले. लहरी सिद्धांता प्रमाणें तशें सिद्ध जाता. पूण फोटो-इलेक्ट्रीक सोदा वयल्यान किरणांतली उर्जा फिक्वेंसीचेर थारता अशें दिसून आयलें. शास्त्रज्ञां मुखार एक विचित्र कुवाडें पडलें. अनेक शास्त्रज्ञ ह्या प्रश्नाचेर संशोधन करपाक लागले. निमाणें आयन्स्टायनान हो प्रश्न सोडोयलो. ताणें सुचयलें जर उजवाडाचे कण मशीन-गनांतल्यो गुळ्यो भायर सरतात अशें मानून घेतलें तर हो प्रश्न सुटावो जाता आनी ते तरेन गणीत सूत्र मांडून सिद्ध केलें. आयन्स्टायनान उजवाडाचे कणाक ‘फोटोन’ अशें नांव दिलें. म्हणजे आयन्स्टायनान न्यूटनाची कण थिअरी परत हाडली अशें म्हणचें पडलें? पूण न्यूटनाचो उजवाडाचो कण आनी आयन्स्टायनाचो फोटोन हातूंत खूब फरक आसा. न्यूटनाचो कण हो सादो अखंड गुळो जसो. तर आयन्स्टायनाचो फोटोन फ्रिक्वेंसी उर्जेचो पॅकेट आसा.
निमाणें प्रश्न उरलोच, उजवाड हे कण काय लहरी? उजवाडाचे कांय गूण लहरी माध्यमांतल्यान स्पश्ट जायनात. तर इंटरफिअरेंस, डिफ्रेक्शन, पोलॉरायजझेशन सारके गूण कण थिअरी स्पश्ट करूंक शकनात. एकच वस्त दोन रूपांनी वावुरता. हें कशें शक्य आसा? शास्त्रज्ञा मुखार हो गंभीर प्रश्न आसा. निमाणें आयस्टायनान म्हणलें, उजवाडाचें हें स्किझोफ्रेनीक( schizophrenic) म्हणजे परस्पर विरोधी व्यक्तिमत्व आसूं येता. विज्ञानीक उजवाडाच्या ह्या दुटप्पी धोरणाचेर एक दीस उजवाड घालतले हातूंत दुबाव ना.

विज्ञानदूत श्रीकांत शंभू नागवेंकार
9096512359