লিচটেনবার্গ পরিসংখ্যান: ইতিহাস, প্রভাবের শারীরিক নীতি

লিচটেনবার্গের পরিসংখ্যানগুলিকে বলা হয় শাখাযুক্ত, গাছের মতো প্যাটার্ন যা উচ্চ-ভোল্টেজের বৈদ্যুতিক নিঃসরণগুলিকে পৃষ্ঠের উপর বা প্রচুর পরিমাণে অস্তরক পদার্থের অভ্যন্তরে অতিক্রম করে।

Lichtenberg এর প্রথম পরিসংখ্যান দ্বি-মাত্রিক, তারা ধুলো থেকে গঠিত পরিসংখ্যান. প্রথমবারের মতো তারা 1777 সালে একজন জার্মান পদার্থবিদ - অধ্যাপক দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল জর্জ ক্রিস্টোফ লিচেনবার্গ… তার পরীক্ষাগারে বৈদ্যুতিক চার্জযুক্ত রজন প্লেটের উপরিভাগে স্থির থাকা বায়ুবাহিত ধুলো এই অস্বাভাবিক নিদর্শনগুলি তৈরি করেছিল।

অধ্যাপক তার পদার্থবিদ্যার ছাত্রদের কাছে এই ঘটনাটি প্রদর্শন করেছিলেন, তিনি তার স্মৃতিকথায় এই আবিষ্কারের কথাও বলেছেন। লিচটেনবার্গ এটিকে বৈদ্যুতিক তরলের প্রকৃতি এবং গতি অধ্যয়নের একটি নতুন পদ্ধতি হিসাবে লিখেছেন।

লিচেনবার্গের স্মৃতিকথায়ও তেমন কিছু পড়া যায়। “এই নিদর্শন খোদাই প্যাটার্ন থেকে খুব আলাদা নয়. কখনও কখনও প্রায় অগণিত তারা, মিল্কিওয়ে এবং মহান সূর্য দেখা যায়। রংধনু তাদের উত্তল দিকে জ্বলজ্বল করে।

ফলাফলটি ছিল চকচকে ডালগুলির মতো যা জানালায় আর্দ্রতা জমে গেলে দেখা যায়। বিভিন্ন আকারের মেঘ এবং বিভিন্ন গভীরতার ছায়া। কিন্তু আমার জন্য সবচেয়ে বড় ছাপ ছিল যে এই সংখ্যাগুলি মুছে ফেলা সহজ ছিল না কারণ আমি সাধারণ পদ্ধতিগুলির মধ্যে যেকোনও এগুলি মুছে ফেলার চেষ্টা করেছি।

আমি যে আকারগুলি মুছে ফেলেছিলাম সেগুলিকে আবার জ্বলজ্বলে, উজ্জ্বল থেকে থামাতে পারিনি। আমি কালো কাগজের একটি শীট পরিসংখ্যানের উপর সান্দ্র উপাদান দিয়ে প্রলিপ্ত করেছি এবং এটি হালকাভাবে টিপেছি। এইভাবে আমি পরিসংখ্যানের প্রিন্ট তৈরি করতে সক্ষম হয়েছিলাম, যার মধ্যে ছয়টি রয়্যাল সোসাইটির কাছে উপস্থাপন করা হয়েছিল।

এই নতুন ধরনের ইমেজ অধিগ্রহণ আমাকে অত্যন্ত আনন্দিত করেছে কারণ আমি অন্যান্য জিনিস করার তাড়াহুড়ো করেছিলাম এবং এই সমস্ত অঙ্কন আঁকতে বা ধ্বংস করার সময় বা ইচ্ছা ছিল না। "

তার পরবর্তী পরীক্ষা-নিরীক্ষায়, প্রফেসর লিচেনবার্গ বিভিন্ন উচ্চ ভোল্টেজ ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ডিভাইস ব্যবহার করেন যাতে রজন, গ্লাস, ইবোনাইটের মতো বিভিন্ন অস্তরক পদার্থের উপরিভাগ চার্জ করা যায়।

তারপরে তিনি সালফার এবং সীসা টেট্রোক্সাইডের মিশ্রণটি চার্জযুক্ত পৃষ্ঠগুলিতে ধূলিসাৎ করেন। সালফার (যা পাত্রে ঘর্ষণ দ্বারা নেতিবাচকভাবে চার্জ করা হয়েছিল) ধনাত্মক চার্জযুক্ত পৃষ্ঠগুলির প্রতি বেশি আকৃষ্ট হয়েছিল।

একইভাবে, ধনাত্মক চার্জযুক্ত ঘর্ষণীয়ভাবে চার্জযুক্ত সীসা টেট্রোক্সাইড কণাগুলি পৃষ্ঠের নেতিবাচক চার্জযুক্ত অঞ্চলগুলিতে আকৃষ্ট হয়েছিল। রঙিন গুঁড়ো পৃষ্ঠ-আবদ্ধ চার্জগুলির পূর্বে অদৃশ্য অঞ্চলগুলিকে একটি স্পষ্ট দৃশ্যমান আকৃতি দিয়েছে এবং তাদের মেরুত্ব দেখায়।

এইভাবে এটি অধ্যাপকের কাছে স্পষ্ট হয়ে ওঠে যে পৃষ্ঠের চার্জিত অংশগুলি ছোট স্ফুলিঙ্গ দ্বারা গঠিত হয়েছিল। স্থিতিশীল বিদুৎ… স্ফুলিঙ্গগুলি, যখন তারা ডাইইলেক্ট্রিকের উপরিভাগ জুড়ে জ্বলজ্বল করে, তার পৃষ্ঠের পৃথক অংশগুলিকে বৈদ্যুতিকভাবে চার্জ করে।

ডাইইলেক্ট্রিকের পৃষ্ঠে উপস্থিত হওয়ার পরে, চার্জগুলি দীর্ঘ সময়ের জন্য সেখানে থাকে, যেহেতু অস্তরক নিজেই তাদের চলাচল এবং বিচ্ছুরণকে বাধা দেয়। এছাড়াও, লিচেনবার্গ দেখেছেন যে ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ধুলোর মানগুলির ধরণগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা ছিল।

ধনাত্মক চার্জযুক্ত উচ্চ-ভোল্টেজ তারের দ্বারা উত্পাদিত স্রাবগুলি দীর্ঘ শাখাযুক্ত পথ সহ তারকা আকৃতির ছিল, যখন ঋণাত্মক ইলেক্ট্রোড থেকে নির্গত নিঃসরণগুলি ছিল খাটো, বৃত্তাকার, পাখা-আকৃতির এবং শেল-সদৃশ।

ধূলিময় পৃষ্ঠের উপর সাবধানে কাগজের শীট স্থাপন করে, লিচেনবার্গ আবিষ্কার করেছিলেন যে তিনি ছবিগুলিকে কাগজে স্থানান্তর করতে পারেন। এইভাবে, জেরোগ্রাফি এবং লেজার প্রিন্টিংয়ের আধুনিক প্রক্রিয়াগুলি অবশেষে গঠিত হয়েছিল।তিনি লিচেনবার্গের পাউডার ফিগার থেকে আধুনিক বিজ্ঞানে বিকশিত পদার্থবিজ্ঞানের প্রতিষ্ঠা করেছিলেন। প্লাজমা পদার্থবিদ্যার উপর.

অন্যান্য অনেক পদার্থবিদ, পরীক্ষক এবং শিল্পী পরবর্তী দুইশ বছর ধরে লিচেনবার্গের পরিসংখ্যান অধ্যয়ন করেছেন। 19 এবং 20 শতকের উল্লেখযোগ্য গবেষকদের মধ্যে পদার্থবিজ্ঞানীরা অন্তর্ভুক্ত ছিল গ্যাস্টন প্লান্টে এবং পিটার টি. রিস.

19 শতকের শেষের দিকে, একজন ফরাসি শিল্পী এবং বিজ্ঞানী ইটিন লিওপোল্ড ট্রুভাক্স তৈরি "ট্রুভেলো ফিগারস" — এখন নামে পরিচিত Lichtenberg ফটোগ্রাফিক পরিসংখ্যান - ব্যবহার রুমকর্ফ কয়েল একটি উচ্চ ভোল্টেজ উত্স হিসাবে।

অন্যান্য গবেষকরা হলেন টমাস বার্টন কিনরিড এবং প্রফেসর কার্ল এডওয়ার্ড ম্যাগনসন, ম্যাক্সিমিলিয়ান টপলার, পি.ও. পেডারসেন এবং আর্থার ফন হিপেল।

বেশিরভাগ আধুনিক গবেষক এবং শিল্পী সরাসরি নির্গত আলোকে ক্যাপচার করতে ফটোগ্রাফিক ফিল্ম ব্যবহার করেছেন বৈদ্যুতিক স্রাব.

একজন ধনী ইংরেজ শিল্পপতি এবং উচ্চ ভোল্টেজ গবেষক, লর্ড উইলিয়াম জি আর্মস্ট্রং দুটি চমৎকার পূর্ণ-রঙের বই প্রকাশ করেছে যা উচ্চ ভোল্টেজ এবং লিচেনবার্গ পরিসংখ্যানের উপর তার কিছু গবেষণা উপস্থাপন করে।

যদিও এই বইগুলি এখন বেশ ছোট, তবে আর্মস্ট্রংয়ের প্রথম বই, ইলেকট্রিক মোশন ইন এয়ার অ্যান্ড ওয়াটার উইথ থিওরিটিক্যাল ডিডাকশনের একটি কপি, শতাব্দীর শুরুতে ইলেক্ট্রোথেরাপির যাদুঘরে জিওফ বেহারির সদয় প্রচেষ্টার মাধ্যমে উপলব্ধ করা হয়েছিল।

1920-এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে, ভন হিপেল এটি আবিষ্কার করেছিলেন লিচেনবার্গের পরিসংখ্যানগুলি আসলে করোনা নিঃসরণ, বা স্ট্রীমার নামক ক্ষুদ্র বৈদ্যুতিক স্পার্ক এবং নীচের অস্তরক পৃষ্ঠের মধ্যে জটিল মিথস্ক্রিয়ার ফলাফল।

বৈদ্যুতিক নিঃসরণগুলি নীচের অস্তরক পৃষ্ঠে বৈদ্যুতিক চার্জের অনুরূপ "প্যাটার্ন" প্রয়োগ করে, যেখানে তারা সাময়িকভাবে বন্ধন করে। ভন হিপ্পেল আরও দেখতে পান যে প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ বৃদ্ধি বা পার্শ্ববর্তী গ্যাসের চাপ হ্রাস পৃথক পথের দৈর্ঘ্য এবং ব্যাস বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে।

পিটার রিস দেখতে পান যে ধনাত্মক লিচেনবার্গ চিত্রের ব্যাস একই ভোল্টেজে প্রাপ্ত ঋণাত্মক চিত্রের ব্যাসের প্রায় 2.8 গুণ।

ভোল্টেজ এবং পোলারিটির ফাংশন হিসাবে লিচেনবার্গ ফিগারের আকারের মধ্যে সম্পর্ক প্রাথমিক উচ্চ ভোল্টেজ পরিমাপ এবং ক্লিডোনোগ্রাফের মতো রেকর্ডিং যন্ত্রগুলিতে পিক ভোল্টেজ এবং উচ্চ ভোল্টেজ ডালের পোলারিটি উভয়ই পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়েছিল।

ক্লিডোনোগ্রাফ, যাকে কখনও কখনও "লিচেনবার্গ ক্যামেরা" বলা হয়, এটি আলোকচিত্রের মাধ্যমে অস্বাভাবিক বৈদ্যুতিক উত্থানের কারণে লিচেনবার্গের আকার এবং আকৃতি ক্যাপচার করতে পারে। পাওয়ার লাইন বরাবর কারণে বজ্রপাত.

ক্লিডোনোগ্রাফিক পরিমাপ 1930 এবং 1940 এর দশকে বাজ গবেষক এবং পাওয়ার সিস্টেম ডিজাইনারদের সঠিকভাবে বাজ-প্ররোচিত ভোল্টেজ পরিমাপ করতে সক্ষম করেছিল, যার ফলে বজ্রপাতের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে গুরুত্বপূর্ণ তথ্য প্রদান করা হয়।

এই তথ্যটি পাওয়ার ইঞ্জিনিয়ারদের ল্যাবরেটরিতে অনুরূপ বৈশিষ্ট্য সহ "কৃত্রিম বজ্রপাত" তৈরি করার অনুমতি দেয় যাতে তারা বজ্র সুরক্ষার বিভিন্ন পদ্ধতির কার্যকারিতা পরীক্ষা করতে পারে। তারপর থেকে, বজ্র সুরক্ষা সমস্ত আধুনিক ট্রান্সমিশন এবং বিতরণ সিস্টেমের নকশার একটি অবিচ্ছেদ্য অংশ হয়ে উঠেছে।

চিত্রটি পোলারিটির উপর নির্ভর করে বিভিন্ন প্রশস্ততা সহ ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক উচ্চ ভোল্টেজ ট্রানজিয়েন্টের ক্লিডোনোগ্রামের উদাহরণ দেখায়। লক্ষ্য করুন কিভাবে ধনাত্মক লিচেনবার্গের পরিসংখ্যান ঋণাত্মক পরিসংখ্যানের চেয়ে ব্যাসের দিক থেকে বড়, যখন পিক ভোল্টেজগুলি একই মাত্রার।

এই ডিভাইসের একটি নতুন সংস্করণ, থিনোগ্রাফ, একটি ক্ষণস্থায়ী টাইম-ল্যাপস "স্ন্যাপশট" এর একটি সিরিজ ক্যাপচার করতে বিলম্ব লাইন এবং একাধিক ক্লিডোনোগ্রাফ-সদৃশ সেন্সরগুলির সংমিশ্রণ ব্যবহার করে, যা ইঞ্জিনিয়ারদের উচ্চ ভোল্টেজের সাথে সামগ্রিক ক্ষণস্থায়ী তরঙ্গরূপ ক্যাপচার করতে দেয়।

যদিও শেষ পর্যন্ত আধুনিক ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতির দ্বারা সেগুলোকে বাদ দেওয়া হয়েছিল, 1960-এর দশকে থিনোগ্রাফগুলি উচ্চ-ভোল্টেজ ট্রান্সমিশন লাইনে বজ্রপাত এবং ট্রানজিয়েন্টের পরিবর্তনের আচরণ অধ্যয়নের জন্য ব্যবহার করা অব্যাহত ছিল।

সেটা এখন জানা গেছে Lichtenberg পরিসংখ্যান গ্যাসের বৈদ্যুতিক ভাঙ্গন, অন্তরক তরল, এবং কঠিন ডাইলেক্ট্রিকের সময় ঘটে। লিচেনবার্গের পরিসংখ্যানগুলি ন্যানোসেকেন্ডে তৈরি করা যেতে পারে যখন ডাইইলেকট্রিকে একটি খুব উচ্চ বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, বা ছোট (নিম্ন শক্তি) ব্যর্থতার একটি সিরিজের কারণে কয়েক বছর ধরে সেগুলি বিকাশ করতে পারে।

পৃষ্ঠে বা কঠিন অস্তরকগুলির মধ্যে অগণিত আংশিক নিঃসরণ প্রায়শই ধীর-বর্ধনশীল, আংশিকভাবে 2D পৃষ্ঠের লিচেনবার্গ চিত্র বা অভ্যন্তরীণ 3D বৈদ্যুতিক বৃক্ষ পরিচালনা করে।

2D বৈদ্যুতিক গাছগুলি প্রায়ই দূষিত পাওয়ার লাইন ইনসুলেটরের পৃষ্ঠে পাওয়া যায়। ছোট অমেধ্য বা শূন্যতার উপস্থিতির কারণে ইনসুলেটরগুলিতে মানুষের দৃষ্টি থেকে লুকানো জায়গাগুলিতে বা যেখানে ইনসুলেটর শারীরিকভাবে ক্ষতিগ্রস্ত হয় সেখানেও 3D গাছ তৈরি হতে পারে।

যেহেতু এই আংশিকভাবে সঞ্চালিত গাছগুলি অবশেষে ইনসুলেটরের সম্পূর্ণ বৈদ্যুতিক ব্যর্থতার কারণ হতে পারে, তাই তাদের শিকড়ে এই ধরনের "গাছ" গঠন এবং বৃদ্ধি রোধ করা সমস্ত উচ্চ-ভোল্টেজ সরঞ্জামের দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

পরিষ্কার প্লাস্টিকের লিচেনবার্গের ত্রিমাত্রিক চিত্রগুলি প্রথম পদার্থবিদ আর্নো ব্রাশ এবং ফ্রিটজ ল্যাঞ্জ 1940 এর দশকের শেষের দিকে তৈরি করেছিলেন। তাদের নতুন আবিষ্কৃত ইলেক্ট্রন এক্সিলারেটর ব্যবহার করে, তারা প্লাস্টিকের নমুনায় ট্রিলিয়ন মুক্ত ইলেকট্রন ইনজেকশন দেয়, যার ফলে বৈদ্যুতিক ভাঙ্গন এবং ভিতরের লিচেনবার্গ চিত্রের আকারে দাগ পড়ে।

ইলেকট্রন - ছোট নেতিবাচক চার্জযুক্ত কণা যা সমস্ত ঘনীভূত পদার্থ তৈরি করে এমন পরমাণুর ধনাত্মক চার্জযুক্ত নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘোরে। ব্রাশ এবং ল্যাঞ্জ একটি স্পন্দিত ইলেক্ট্রন বিম এক্সিলারেটর চালানোর জন্য ডিজাইন করা মার্ক্সের বহু মিলিয়ন ডলারের জেনারেটর থেকে উচ্চ-ভোল্টেজ ডাল ব্যবহার করেছে।

তাদের ক্যাপাসিটর ডিভাইসটি তিন মিলিয়ন ভোল্টের ডাল তৈরি করতে পারে এবং 100,000 অ্যাম্পিয়ার পর্যন্ত অবিশ্বাস্য শীর্ষ স্রোত সহ মুক্ত ইলেকট্রনের শক্তিশালী স্রাব তৈরি করতে সক্ষম।

বহির্গামী উচ্চ-কারেন্ট ইলেক্ট্রন রশ্মি দ্বারা তৈরি উচ্চ আয়নিত বায়ুর উজ্জ্বল অঞ্চলটি একটি রকেট ইঞ্জিনের নীল-বেগুনি শিখার মতো।

একটি পরিষ্কার প্লাস্টিকের ব্লকে লিচেনবার্গের চিত্র সহ কালো এবং সাদা চিত্রগুলির সম্পূর্ণ সেট সম্প্রতি অনলাইনে উপলব্ধ হয়েছে৷