ଫୋଟନ୍‌

ଆଲୋକର ମୌଳିକ କଣିକାକୁ ଫୋଟନ୍ କୁହାଯାଏ ।

 ନାମକରଣ 

 ଇତିହାସ 

 ନିଉଟନ୍ ଓ ହାଇଜେନ୍‌ସ୍‌ଙ୍କ ଧାରଣା 
ଆଲୋକ ହେଉଛି ଶକ୍ତିର ଏକ ପ୍ରବାହା ଶକ୍ତିର ପ୍ରବାହକୁ ତରଙ୍ଗ କୁହାଯାଏ । ତେଣୁ ଆଲୋକକୁ ଏକ ତରଙ୍ଗ କହିବା ଯୁକ୍ତିଯୁକ୍ତ । ତେବେ ସାର୍ ଆଇଜାକ୍ ନିଉଟନ୍ ବିଶ୍ୱାସ କରୁଥିଲେ ଯେ ଆଲୋକ କେତେକ କଣିକାକୁ ନେଇ ଗଠିତ । ଦର୍ପଣ ଉପରେ ଆଲୋକ ପଡ଼ିଲେ ପ୍ରତିଫଳିତ (Reflection ) ହେବା ଓ ବାୟୁ ମାଧ୍ୟମରୁ କାଚ ମାଧ୍ୟମକୁ ଆଲୋକ ପ୍ରବେଶ କଲେ ବଙ୍କେଇ ଯିବା (ପ୍ରତିସରଣ - Reflection) ଭଳି ଆଲୋକୀୟ ପରିଘଟଣାଗୁଡ଼ିକୁ ମଧ୍ୟ ନିଉଟନ୍ ବୁଝେଇ ପାରିଲ । ଆଲୋକ ଉପରେ ନିଉଟନ୍‌ଙ୍କର ଗୁରୁତ୍ତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଗବେଷଣା ବିଷୟରେ ତାଙ୍କର "ଅପ୍‌ଟିକ୍ସ' (Optiks ) ପୁସ୍ତକରେ ସେ ଲେଖିଛନ୍ତି । ନିଉଟନ୍‌ଙ୍କର ସମସାମୟିକ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନୀ ଖ୍ରୀଷ୍ଟିଆନ୍ ହାଇଜେନ୍‌ସ୍ (Christiaan Huygens ) କିନ୍ତୁ ଆଲୋକକୁ ଭିନ୍ନ ରୂପରେ ଦେଖୁଥିଲ । ସେ ଆଲୋକକୁ ତରଙ୍ଗ ବୋଲି କହୁଥିଲେ । ସେ ଭାବୁଥିଲେ ଯେ ଶବ୍ଦ ଭଳି ଆଲୋକ ଏକ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ତରଙ୍ଗ, ଯାହାକି ଇଥର୍ (Ether ) ମାଧ୍ୟମରେ ପ୍ରବାହିତ ହୋଇଥାଏ । କିନ୍ତୁ, ସେତେବେଳେ ନିଉଟନ୍‌ଙ୍କ କଥାକୁ ଲୋକେ ଗୁରୁତ୍ୱ ଦେଉଥିଲେ । ପ୍ରାୟ ୧୦୦ ବର୍ଷ ପରେ ବୈଜ୍ଞାନିକ ଥମାସ୍ ୟଙ୍ଗ୍ (Thomas Young ) ନିଜର ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଦ୍ୱି-ରେଖାଛିଦ୍ର (Double-Slit ) ପରୀକ୍ଷା ମାଧ୍ୟମରେ ପ୍ରମାଣ କରିଦେଲେ ଯେ ଆଲୋକ ଏକ ତରଙ୍ଗ ।

 ଆଲୋକର କଣିକା ରୂପ - ଫୋଟନ୍ 
ପ୍ରଥମରୁ ଆଲୋକକୁ କେବଳ ତରଙ୍ଗ ବୋଲି କୁହାଯାଉଥିଲା । ମାତ୍ର କେତେଗୁଡ଼ିଏ ପରିସ୍ଥିତିରେ ଆଲୋକର ତରଙ୍ଗ ଗୁଣ ଆମକୁ ସନ୍ତୁଷ୍ଟ କରିପାରିଲା ନାହିଁ । ସେମିତିକା ଏକ ପରିଘଟଣା ହେଉଛି "ଆଲୋକ-ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ରଭାବ"  (Photoelectric Effect ) । ୧୯୦୦ ମସିହାରେ ଜର୍ମାନୀର ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନୀ ଫିଲିପ୍ ଏଡୁଆର୍ଡ୍ ଏଣ୍ଟନ୍ ଲେନାର୍ଡ (Philipp Eduard Anton Lenard ) ଜାଣିବାକୁ ପାଇଲେ ଯେ କୌଣସି ଧାତବପୃଷ୍ଠ ଉପରେ ନୀଳ ଓ ବାଇଗଣୀ ପ୍ରଭୃତି ରଙ୍ଗର ଆଲୋକ ପଡ଼ିଲେ ଧାତବପୃଷ୍ଠରୁ ଇଲେକ୍‌ଟ୍ରୋନ୍ କଣିକାମାନ ବାହାରକୁ ବାହାରି ଆସୁଛନ୍ତି । ଏହାକୁ "ଆଲୋକ-ବିଦ୍ୟୁତ୍  ପ୍ରଭାବ" କୁହାଗଲା । ଅବଶ୍ୟ ୧୩ ବର୍ଷ ପୂର୍ବରୁ ୧୮୮୭ ମସିହାରେ ଜର୍ମାନୀର ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନୀ ହେନେରିକ୍ ରୁଡୋଲ୍‌ଫ୍ ହର୍ଜ୍ (Heinrich Rudolf Hertz ) ଏଭଳି ପରିଘଟଣା ପ୍ରଥମେ ଲକ୍ଷ୍ୟ କରିଥିଲେ । ସେ ସମୟରେ ଆଲୋକର ତରଙ୍ଗୀୟ ଗୁଣ ଉପରେ ବୈଜ୍ଞାନିକମାନେ ବିଶ୍ୱାସ କରୁଥିଲେ, ଯାହାକି ଏହି ପରିଘଟଣାକୁ ସଫଳତାର ସହିତ ବୁଝେଇ ପାରିଲା ନାହିାଁ ବରଂ ଆଲୋକର କଣିକା ରୂପଦ୍ୱାରା ଆଇନ୍‌ଷ୍ଟାଇନ୍ ଏହାର ସଫଳ ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରିପାରିଥିଲେ । ୧୯୦୫ ମସିହାରେ "ଆଲୋକ-ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ରଭାବ'କୁ ବୁଝାଇବାକୁ ଯାଇ ଆଇନ୍‌ଷ୍ଟାଇନ୍ ସ୍ପଷ୍ଟ କରିଦେଲେ ଯେ, ଆଲୋକ ଏଠାରେ ତରଙ୍ଗ ପରି ନୁହଁ ବରଂ କଣିକା ପରି ବ୍ୟବହାର କରେ । ଏହି କଣିକାକୁ ଫୋଟନ୍ କୁହାଯାଏ । ଫୋଟନ୍ ହେଉଛି ଶକ୍ତିର କ୍ଷୁଦ୍ରାତିକ୍ଷୁଦ୍ର ପୁଡ଼ିଆ (Quantum) ।

 ତରଙ୍ଗ-କଣିକା ଦ୍ୱେତ ମତବାଦ 

ଆଲୋକ ଉଭୟ ତରଙ୍ଗ ଓ କଣିକା ପରି ବ୍ୟବହାର କରିଥାଏ । ପଦାର୍ଥର ପରମାଣୁ ଏହି ଫୋଟନ୍ କଣିକାକୁ ଶୋଷିପାରେ ଏବଂ ବିକିରଣ ରୂପରେ ବାହାରକୁ ଛାଡ଼ିପାରେ । ପରମାଣୁ ଭିତରେ ଇଲେକ୍‌ଟ୍ରୋନ୍‌ ଗୁଡ଼ିକ ବୁଲୁଥାଆନ୍ତି । ଇଲେକ୍‌ଟ୍ରୋନ୍‌ର ନିଜର ଶକ୍ତି ଥାଏ । ଫୋଟନ୍ କଣିକାର ମଧ୍ୟ ଶକ୍ତି ରହିଛି । ପରମାଣୁ ଉପରେ ଆଲୋକ ପଡ଼ିଲେ ପରମାଣୁର ଇଲେକ୍‌ଟ୍ରୋନ୍ ଫୋଟନ୍ କଣିକାକୁ ଶୋଷିିନିଏ । ଫୋଟନ୍ କଣିକାକୁ
ଶୋଷିବା ପରେ ଇଲେକ୍‌ଟ୍ରନ୍‌ର ଶକ୍ତି ବଢ଼ିଯାଏ । ଅପର ପକ୍ଷରେ ଇଲେକ୍‌ଟ୍ରନ୍‌ରୁ ଫୋଟନ୍ କଣିକା ବାହାରି ଆସିଲେ ଏହାର ଶକ୍ତି ହ୍ରାସ ପାଏ ।

 ଆଧାର 

 ଅଧିକ ତଥ୍ୟ 

By date of publication:

Special supplemental issue of Optics and Photonics News (vol. 14, October 2003) article web link 

Education with single photons:

ଶ୍ରେଣୀ:କଣିକା ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ