ক্যাথোড রশ্মি হল পদার্থবিজ্ঞানের একটি মৌলিক ধারণা, যা পারমাণবিক পদার্থবিদ্যা, ভ্যাকুয়াম টিউব, প্রদর্শন প্রযুক্তি, চুম্বকত্ব এবং ইলেকট্রনের অন্তর্নিহিত প্রকৃতির ক্ষেত্রগুলিকে একত্রিত করে। ক্যাথোড রশ্মি বোঝা অদৃশ্য জগতের একটি আভাস দেয় যা মহাবিশ্বের সবচেয়ে মৌলিক কণার আচরণকে নিয়ন্ত্রণ করে।
ক্যাথোড রশ্মি হল ভ্যাকুয়াম টিউব বা আরও স্পষ্টভাবে, ডিসচার্জ টিউবগুলিতে পর্যবেক্ষণ করা ইলেকট্রনের প্রবাহ। যখন একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ খুব কম চাপে গ্যাসের মধ্য দিয়ে যায় তখন এগুলি উত্পাদিত হয়। এই রশ্মির উৎপত্তি হল ক্যাথোড, ঋণাত্মক ইলেক্ট্রোড, তাই নাম 'ক্যাথোড রশ্মি।' যখন এই ইলেক্ট্রনগুলি গ্যাসের পরমাণুর সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়, তখন তারা ফ্লুরোসেন্স সৃষ্টি করতে পারে, রশ্মির পথকে আলোকিত করে এবং তাদের সনাক্তকরণের অনুমতি দেয়।
ক্যাথোড রশ্মির অধ্যয়নের ফলে ইলেকট্রন আবিষ্কার হয়, যা আধুনিক পদার্থবিদ্যা এবং রসায়নের ভিত্তি। 19 শতকের শেষের দিকে, জে জে থমসন পরীক্ষায় ক্যাথোড রশ্মির টিউব ব্যবহার করেছিলেন যাতে দেখা যায় যে পরমাণুগুলি পূর্বের ধারণার মতো অবিভাজ্য নয় কিন্তু এতে ছোট, নেতিবাচক চার্জযুক্ত কণা রয়েছে—ইলেকট্রন। একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে ক্যাথোড রশ্মির বিচ্যুতি পরিমাপ করে, থমসন ইলেকট্রনের চার্জ-থেকে-ভর অনুপাত ( \( \frac{e}{m} \) ) গণনা করতে সক্ষম হন, যা দেখায় যে এই কণাগুলি প্রকৃতপক্ষে এর উপাদান ছিল পরমাণু
ভ্যাকুয়াম টিউব, ইলেকট্রন টিউব নামেও পরিচিত, এমন ডিভাইস যা ইলেক্ট্রোডের মধ্যে একটি উচ্চ ভ্যাকুয়ামে বৈদ্যুতিক প্রবাহকে নিয়ন্ত্রণ করে যেখানে একটি বৈদ্যুতিক সম্ভাব্য পার্থক্য প্রয়োগ করা হয়েছে। ক্যাথোড রশ্মি এই ডিভাইসগুলির অপারেশনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। যখন আংশিক ভ্যাকুয়াম তৈরির জন্য টিউবের ভিতরে চাপ কমানো হয়, এবং একটি উচ্চ ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন ক্যাথোড রশ্মি উৎপন্ন হয়, যা টিউবের মাধ্যমে বিদ্যুতের পরিবাহকে সহজতর করে। এই নীতিটি রেডিও থেকে শুরু করে প্রথম দিকের কম্পিউটার পর্যন্ত বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত হয়।
ক্যাথোড রশ্মির সবচেয়ে সুপরিচিত অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে একটি হল ক্যাথোড-রে টিউব (সিআরটি) প্রযুক্তি, যা পুরানো টেলিভিশন এবং কম্পিউটার মনিটর স্ক্রিনে ব্যবহৃত হয়। একটি সিআরটি একটি ফসফরেসেন্ট স্ক্রিনে ইলেকট্রনের একটি মরীচি (ক্যাথোড রশ্মি) আগুন দেয়। এই ইলেকট্রনগুলি, যখন তারা স্ক্রিনে আঘাত করে, তখন এটিকে আলোকিত করে, আপনি যে চিত্রগুলি দেখতে পান তা তৈরি করে। ইলেক্ট্রন রশ্মির দিক এবং তীব্রতা নিয়ন্ত্রণ করে, সিআরটি তাদের সময়ের জন্য অসাধারণ স্পষ্টতার সাথে চিত্রগুলি সরবরাহ করতে সক্ষম হয়েছিল।
চৌম্বক ক্ষেত্রে ক্যাথোড রশ্মির আচরণ ইলেকট্রনের প্রকৃতির মূল অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে। যখন একটি চৌম্বক ক্ষেত্র ইলেকট্রনের পথে লম্বভাবে প্রয়োগ করা হয়, তখন রশ্মিগুলি এমন একটি দিকে বিচ্যুত হয় যা গতির মূল দিক এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের উভয় দিকেই লম্ব। এটি চলমান ইলেকট্রনের উপর ক্রিয়াশীল লরেন্টজ বলের কারণে। লরেন্টজ ফোর্সের সূত্র হল:
\( F = q \cdot (E + v \times B) \)যেখানে \(F\) হল ইলেকট্রনের উপর প্রয়োগ করা বল, \(q\) হল ইলেকট্রনের চার্জ, \(E\) হল বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, \(v\) হল ইলেকট্রনের বেগ এবং \(B\) হল চৌম্বক ক্ষেত্র। এই সমীকরণটি চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলির সাথে ক্যাথোড রশ্মির মিথস্ক্রিয়াকে প্রতিফলিত করে এবং ইলেকট্রন রশ্মি ব্যবহার বা ম্যানিপুলেট করে এমন প্রযুক্তির বিকাশের ক্ষেত্রে একটি ভিত্তি হিসেবে কাজ করেছে।
ক্যাথোড রশ্মি, যদিও 19 শতকের শেষের দিকে এবং 20 শতকের প্রথম দিকের একটি ধারণা, পারমাণবিক বিশ্ব সম্পর্কে আমাদের বোঝার জন্য গুরুত্বপূর্ণ রয়ে গেছে এবং আমাদের আধুনিক প্রযুক্তির বেশিরভাগের জন্য ভিত্তি স্থাপন করেছে। ইলেক্ট্রনের আবিষ্কার থেকে শুরু করে CRT স্ক্রীনের বিকাশ এবং এর বাইরেও, ক্যাথোড রশ্মি বৈজ্ঞানিক আবিষ্কারের পথকে আলোকিত করেছে, যা অদৃশ্য প্রক্রিয়াগুলির উপর আলোকিত করেছে যা তার সবচেয়ে মৌলিক স্তরে বস্তুর আচরণকে নিয়ন্ত্রণ করে।
