যখন কথা আসেঅ্যান্টেনা, মানুষ যে প্রশ্নটি নিয়ে সবচেয়ে বেশি চিন্তিত তা হল "আসলে বিকিরণ কীভাবে অর্জন করা হয়?" সংকেত উৎস দ্বারা উৎপন্ন তড়িৎ চৌম্বক ক্ষেত্র কীভাবে ট্রান্সমিশন লাইনের মাধ্যমে এবং অ্যান্টেনার ভিতরে ছড়িয়ে পড়ে এবং অবশেষে অ্যান্টেনা থেকে "আলাদা" হয়ে একটি মুক্ত স্থান তরঙ্গ তৈরি করে।
১. একক তারের বিকিরণ
ধরা যাক যে চার্জ ঘনত্ব, যা qv (Coulomb/m3) হিসাবে প্রকাশ করা হয়েছে, চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে, a এর ক্রস-সেকশনাল ক্ষেত্রফল এবং V এর আয়তন সহ একটি বৃত্তাকার তারে সমানভাবে বিতরণ করা হয়েছে।
চিত্র ১
V আয়তনের মোট চার্জ Q, Vz (m/s) এর সমান গতিতে z দিকে চলে। এটি প্রমাণ করা যেতে পারে যে তারের ক্রস সেকশনে Jz এর বর্তমান ঘনত্ব হল:
Jz = qv vz (1)
যদি তারটি একটি আদর্শ পরিবাহী দিয়ে তৈরি হয়, তাহলে তারের পৃষ্ঠে বর্তমান ঘনত্ব Js হবে:
জেএস = কিউএস ভিজেড (২)
যেখানে qs হল পৃষ্ঠের চার্জ ঘনত্ব। যদি তারটি খুব পাতলা হয় (আদর্শভাবে, ব্যাসার্ধ 0 হয়), তাহলে তারে কারেন্টকে এভাবে প্রকাশ করা যেতে পারে:
Iz = ql vz (3)
যেখানে ql (কুলম্ব/মিটার) হল প্রতি ইউনিট দৈর্ঘ্যের চার্জ।
আমরা মূলত পাতলা তারের সাথে সম্পর্কিত, এবং সিদ্ধান্তগুলি উপরের তিনটি ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। যদি বর্তমান সময়-পরিবর্তনশীল হয়, তাহলে সময়ের সাপেক্ষে সূত্র (3) এর ডেরিভেটিভ নিম্নরূপ:
(৪)
az হলো চার্জ ত্বরণ। যদি তারের দৈর্ঘ্য l হয়, (4) কে নিম্নরূপ লেখা যেতে পারে:
(৫)
সমীকরণ (৫) হল কারেন্ট এবং চার্জের মধ্যে মৌলিক সম্পর্ক, এবং তড়িৎ চৌম্বকীয় বিকিরণের মৌলিক সম্পর্ক। সহজ কথায়, বিকিরণ উৎপাদনের জন্য, চার্জের একটি সময়-পরিবর্তনশীল কারেন্ট বা ত্বরণ (বা হ্রাস) থাকতে হবে। আমরা সাধারণত সময়-সুরেলা প্রয়োগে কারেন্টের কথা উল্লেখ করি এবং চার্জ প্রায়শই ক্ষণস্থায়ী প্রয়োগে উল্লেখ করা হয়। চার্জ ত্বরণ (বা হ্রাস) তৈরি করতে, তারটি বাঁকানো, ভাঁজ করা এবং বিচ্ছিন্ন থাকতে হবে। যখন চার্জ সময়-সুরেলা গতিতে দোদুল্যমান হয়, তখন এটি পর্যায়ক্রমিক চার্জ ত্বরণ (বা হ্রাস) বা সময়-পরিবর্তনশীল কারেন্টও তৈরি করবে। অতএব:
১) যদি চার্জটি নড়াচড়া না করে, তাহলে কোন কারেন্ট থাকবে না এবং কোন বিকিরণও থাকবে না।
২) যদি চার্জটি একটি স্থির গতিতে চলে:
ক. যদি তারটি সোজা এবং দৈর্ঘ্যে অসীম হয়, তাহলে কোন বিকিরণ হবে না।
খ. চিত্র ২-এ দেখানো তারটি যদি বাঁকানো, ভাঁজ করা বা বিচ্ছিন্ন থাকে, তাহলে বিকিরণ হয়।
৩) যদি সময়ের সাথে সাথে চার্জ দোদুল্যমান হয়, তাহলে তারটি সোজা থাকলেও চার্জ বিকিরণ করবে।
চিত্র ২
চিত্র 2(d) তে দেখানো হয়েছে যে, একটি খোলা তারের সাথে সংযুক্ত একটি স্পন্দিত উৎস দেখে বিকিরণ প্রক্রিয়া সম্পর্কে একটি গুণগত ধারণা পাওয়া যেতে পারে যা তার খোলা প্রান্তে একটি লোডের মাধ্যমে গ্রাউন্ড করা যেতে পারে। যখন তারটি প্রাথমিকভাবে শক্তিপ্রাপ্ত হয়, তখন তারের চার্জ (মুক্ত ইলেকট্রন) উৎস দ্বারা উৎপন্ন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের লাইন দ্বারা গতিশীল হয়। তারের উৎস প্রান্তে চার্জগুলি ত্বরান্বিত হয় এবং তার প্রান্তে প্রতিফলিত হলে তা হ্রাস পায় (মূল গতির তুলনায় ঋণাত্মক ত্বরণ), তার প্রান্তে এবং তারের বাকি অংশ বরাবর একটি বিকিরণ ক্ষেত্র তৈরি হয়। চার্জের ত্বরণ একটি বহিরাগত বলের উৎস দ্বারা সম্পন্ন হয় যা চার্জগুলিকে গতিশীল করে এবং সংশ্লিষ্ট বিকিরণ ক্ষেত্র তৈরি করে। তারের প্রান্তে চার্জের হ্রাস প্ররোচিত ক্ষেত্রের সাথে যুক্ত অভ্যন্তরীণ বল দ্বারা সম্পন্ন হয়, যা তারের প্রান্তে ঘনীভূত চার্জ জমা হওয়ার কারণে ঘটে। তারের প্রান্তে চার্জের বেগ শূন্যে কমে যাওয়ার সাথে সাথে অভ্যন্তরীণ বলগুলি চার্জ জমা থেকে শক্তি অর্জন করে। অতএব, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের উত্তেজনার কারণে চার্জের ত্বরণ এবং তারের প্রতিবন্ধকতার বিচ্ছিন্নতা বা মসৃণ বক্ররেখার কারণে চার্জের হ্রাস হল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ তৈরির প্রক্রিয়া। যদিও ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণে বর্তমান ঘনত্ব (Jc) এবং চার্জ ঘনত্ব (qv) উভয়ই উৎস পদ, চার্জকে আরও মৌলিক পরিমাণ হিসাবে বিবেচনা করা হয়, বিশেষ করে ক্ষণস্থায়ী ক্ষেত্রের জন্য। যদিও বিকিরণের এই ব্যাখ্যাটি মূলত ক্ষণস্থায়ী অবস্থার জন্য ব্যবহৃত হয়, এটি স্থির-অবস্থার বিকিরণ ব্যাখ্যা করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে।
বেশ কিছু চমৎকার সুপারিশ করুনঅ্যান্টেনা পণ্যদ্বারা উত্পাদিতআরএফএমআইএসও:
RM-টিসিআর৪০৬.৪
RM-বিসিএ০৮২-৪ (০.৮-২ গিগাহার্জ)
আরএম-এসডব্লিউএ৯১০-২২(৯-১০গিগাহার্জ)
2. দুই-তারের বিকিরণ
চিত্র 3(a) তে দেখানো হয়েছে যে, একটি অ্যান্টেনার সাথে সংযুক্ত একটি দুই-পরিবাহী ট্রান্সমিশন লাইনের সাথে একটি ভোল্টেজ উৎস সংযুক্ত করুন। দুই-তারের লাইনে ভোল্টেজ প্রয়োগ করলে পরিবাহীর মধ্যে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি হয়। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র লাইনগুলি প্রতিটি পরিবাহীর সাথে সংযুক্ত মুক্ত ইলেকট্রন (সহজেই পরমাণু থেকে পৃথক) এর উপর কাজ করে এবং তাদের চলাচল করতে বাধ্য করে। চার্জের চলাচলের ফলে বিদ্যুৎ উৎপন্ন হয়, যা ফলস্বরূপ একটি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে।
চিত্র 3
আমরা স্বীকার করেছি যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ররেখা ধনাত্মক চার্জ দিয়ে শুরু হয় এবং ঋণাত্মক চার্জ দিয়ে শেষ হয়। অবশ্যই, এগুলি ধনাত্মক চার্জ দিয়ে শুরু হতে পারে এবং অসীমতায় শেষ হতে পারে; অথবা অসীম থেকে শুরু হয়ে ঋণাত্মক চার্জ দিয়ে শেষ হতে পারে; অথবা এমন বদ্ধ লুপ তৈরি করতে পারে যা কোনও চার্জ দিয়ে শুরু বা শেষ হয় না। চৌম্বক ক্ষেত্ররেখা সর্বদা কারেন্ট বহনকারী পরিবাহীর চারপাশে বদ্ধ লুপ তৈরি করে কারণ পদার্থবিদ্যায় কোনও চৌম্বক চার্জ নেই। কিছু গাণিতিক সূত্রে, শক্তি এবং চৌম্বকীয় উৎসের সাথে জড়িত সমাধানের মধ্যে দ্বৈততা দেখানোর জন্য সমতুল্য চৌম্বকীয় চার্জ এবং চৌম্বকীয় স্রোত প্রবর্তন করা হয়।
দুটি পরিবাহীর মধ্যে টানা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র রেখা চার্জের বন্টন দেখাতে সাহায্য করে। যদি আমরা ধরে নিই যে ভোল্টেজ উৎসটি সাইনোসয়েডাল, তাহলে আমরা আশা করি যে পরিবাহীর মধ্যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটিও সাইনোসয়েডাল হবে যার সময়কাল উৎসের সমান হবে। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তির আপেক্ষিক মাত্রা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের রেখার ঘনত্ব দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয় এবং তীরগুলি আপেক্ষিক দিক (ধনাত্মক বা ঋণাত্মক) নির্দেশ করে। পরিবাহীর মধ্যে সময়-পরিবর্তিত বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের উৎপত্তি একটি তড়িৎ চৌম্বক তরঙ্গ তৈরি করে যা ট্রান্সমিশন লাইন বরাবর প্রচার করে, যেমন চিত্র 3(a) এ দেখানো হয়েছে। তড়িৎ চৌম্বক তরঙ্গ চার্জ এবং সংশ্লিষ্ট স্রোত সহ অ্যান্টেনায় প্রবেশ করে। চিত্র 3(b) এ দেখানো অ্যান্টেনার কাঠামোর কিছু অংশ অপসারণ করলে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র রেখার খোলা প্রান্তগুলিকে "সংযোগ" করে একটি মুক্ত-স্থান তরঙ্গ তৈরি করা যেতে পারে (বিন্দুযুক্ত রেখা দ্বারা দেখানো হয়েছে)। মুক্ত-স্থান তরঙ্গও পর্যায়ক্রমিক, তবে ধ্রুবক-পর্যায় বিন্দু P0 আলোর গতিতে বাইরের দিকে সরে যায় এবং অর্ধেক সময়ের মধ্যে λ/2 (P1 থেকে) দূরত্ব ভ্রমণ করে। অ্যান্টেনার কাছে, ধ্রুবক-পর্যায় বিন্দু P0 আলোর গতির চেয়ে দ্রুত গতিতে চলে এবং অ্যান্টেনা থেকে দূরে অবস্থিত বিন্দুতে আলোর গতির কাছাকাছি চলে আসে। চিত্র 4-এ t = 0, t/8, t/4, এবং 3T/8-এ λ∕2 অ্যান্টেনার মুক্ত-স্থান বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বন্টন দেখানো হয়েছে।
চিত্র ৪: t = 0, t/8, t/4 এবং 3T/8 এ λ∕2 অ্যান্টেনার মুক্ত স্থান বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বিতরণ
নির্দেশিত তরঙ্গগুলি অ্যান্টেনা থেকে কীভাবে আলাদা হয় এবং অবশেষে মুক্ত স্থানে প্রচারের জন্য তৈরি হয় তা জানা যায়নি। আমরা নির্দেশিত এবং মুক্ত স্থান তরঙ্গগুলিকে জল তরঙ্গের সাথে তুলনা করতে পারি, যা শান্ত জলাশয়ে ফেলে দেওয়া পাথরের কারণে বা অন্য কোনও উপায়ে হতে পারে। জলে বিশৃঙ্খলা শুরু হয়ে গেলে, জল তরঙ্গ তৈরি হয় এবং বাইরের দিকে প্রচার শুরু করে। বিশৃঙ্খলা বন্ধ হয়ে গেলেও, তরঙ্গগুলি থামে না বরং সামনের দিকে প্রচার করতে থাকে। যদি বিশৃঙ্খলা অব্যাহত থাকে, তবে ক্রমাগত নতুন তরঙ্গ তৈরি হয় এবং এই তরঙ্গগুলির বিস্তার অন্যান্য তরঙ্গের চেয়ে পিছিয়ে থাকে।
বৈদ্যুতিক ব্যাঘাতের ফলে সৃষ্ট তড়িৎ চৌম্বকীয় তরঙ্গের ক্ষেত্রেও একই কথা প্রযোজ্য। যদি উৎস থেকে প্রাথমিক বৈদ্যুতিক ব্যাঘাত স্বল্প সময়ের হয়, তাহলে উৎপন্ন তড়িৎ চৌম্বকীয় তরঙ্গ ট্রান্সমিশন লাইনের ভিতরে ছড়িয়ে পড়ে, তারপর অ্যান্টেনায় প্রবেশ করে এবং অবশেষে মুক্ত স্থান তরঙ্গ হিসেবে বিকিরণ করে, যদিও উত্তেজনা আর উপস্থিত থাকে না (ঠিক যেমন জল তরঙ্গ এবং তারা যে ব্যাঘাত সৃষ্টি করে)। যদি বৈদ্যুতিক ব্যাঘাত ক্রমাগত হয়, তাহলে তড়িৎ চৌম্বকীয় তরঙ্গগুলি ক্রমাগত বিদ্যমান থাকে এবং প্রচারের সময় তাদের পিছনে ঘনিষ্ঠভাবে অনুসরণ করে, যেমন চিত্র 5-এ দেখানো দ্বিকোণীয় অ্যান্টেনায় দেখানো হয়েছে। যখন তড়িৎ চৌম্বকীয় তরঙ্গ ট্রান্সমিশন লাইন এবং অ্যান্টেনার ভিতরে থাকে, তখন তাদের অস্তিত্ব পরিবাহীর ভিতরে বৈদ্যুতিক চার্জের অস্তিত্বের সাথে সম্পর্কিত। যাইহোক, যখন তরঙ্গ বিকিরণ করা হয়, তখন তারা একটি বন্ধ লুপ তৈরি করে এবং তাদের অস্তিত্ব বজায় রাখার জন্য কোনও চার্জ থাকে না। এটি আমাদের এই সিদ্ধান্তে নিয়ে যায় যে:
ক্ষেত্রের উত্তেজনার জন্য চার্জের ত্বরণ এবং হ্রাস প্রয়োজন, কিন্তু ক্ষেত্রের রক্ষণাবেক্ষণের জন্য চার্জের ত্বরণ এবং হ্রাস প্রয়োজন হয় না।
চিত্র ৫
৩. ডাইপোল বিকিরণ
আমরা কীভাবে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ররেখা অ্যান্টেনা থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে মুক্ত-স্থান তরঙ্গ তৈরি করে তা ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করি এবং ডাইপোল অ্যান্টেনাকে উদাহরণ হিসেবে নিই। যদিও এটি একটি সরলীকৃত ব্যাখ্যা, এটি মানুষকে মুক্ত-স্থান তরঙ্গের উৎপত্তি স্বজ্ঞাতভাবে দেখতে সক্ষম করে। চিত্র 6(a) চক্রের প্রথম ত্রৈমাসিকে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ররেখাগুলি λ∕4 দ্বারা বাইরের দিকে সরে গেলে ডাইপোলের দুই বাহুর মধ্যে উৎপন্ন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ররেখাগুলি দেখায়। এই উদাহরণের জন্য, ধরে নেওয়া যাক যে গঠিত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ররেখার সংখ্যা 3। চক্রের পরবর্তী ত্রৈমাসিকে, মূল তিনটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ররেখা আরেকটি λ∕4 (শুরু বিন্দু থেকে মোট λ∕2) সরায় এবং পরিবাহীর উপর চার্জ ঘনত্ব হ্রাস পেতে শুরু করে। এটি বিপরীত চার্জ প্রবর্তনের মাধ্যমে গঠিত বলে বিবেচনা করা যেতে পারে, যা চক্রের প্রথমার্ধের শেষে পরিবাহীর উপর চার্জ বাতিল করে। বিপরীত চার্জ দ্বারা উৎপন্ন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র রেখাগুলি 3 এবং λ∕4 দূরত্ব অতিক্রম করে, যা চিত্র 6(b) এ বিন্দুযুক্ত রেখা দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়েছে।
চূড়ান্ত ফলাফল হল, প্রথম λ∕4 দূরত্বে তিনটি নিম্নমুখী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র রেখা এবং দ্বিতীয় λ∕4 দূরত্বে একই সংখ্যক ঊর্ধ্বমুখী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র রেখা রয়েছে। যেহেতু অ্যান্টেনায় কোনও নেট চার্জ নেই, তাই বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র রেখাগুলিকে কন্ডাক্টর থেকে আলাদা করতে হবে এবং একসাথে একত্রিত হয়ে একটি বদ্ধ লুপ তৈরি করতে হবে। এটি চিত্র 6(c) এ দেখানো হয়েছে। দ্বিতীয়ার্ধে, একই ভৌত প্রক্রিয়া অনুসরণ করা হয়, তবে মনে রাখবেন যে দিকটি বিপরীত। এর পরে, প্রক্রিয়াটি পুনরাবৃত্তি হয় এবং অনির্দিষ্টকালের জন্য চলতে থাকে, চিত্র 4 এর মতো একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বিতরণ তৈরি করে।
চিত্র ৬
অ্যান্টেনা সম্পর্কে আরও জানতে, অনুগ্রহ করে এখানে যান:
পোস্টের সময়: জুন-২০-২০২৪
