အနက်ရောင်မဟုတ်တဲ့ Blackbody

လောကကြီးရဲ့ ဖွဲ့စည်းမှုတွေထဲမှာ စွမ်းအင်တွေဟာ အဓိကအနေနဲ့ ပါ၀င်နေပါတယ်။ ဒီစွမ်းအင်တွေဟာ ‌‌စကြာ၀ဠာကြီး ဟန်ချက်ကျကျ လည်ပတ်နေဖို့အတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်တဲ့ အရာတွေလဲ ဖြစ်ပါတယ်။ စွမ်းအင်တွေကို အထူးပြုလေ့လာတဲ့ ဘာသာရပ်ကြီးတစ်ခုဖြစ်တဲ့ ရူပဗေဒမှာတော့ စွမ်းအင်ဆိုတာကို အလုပ်ပြီးမြောက်နိုင်စွမ်းလို့ ပြောထားပါတယ်။ အရပ်သုံးစကားအရဆိုရင်တော့ ပစ္စည်းဝတ္ထုတွေကို ရွေ့အာင်လုပ်နိုင်စွမ်းကို စွမ်းအင်လို့ ခေါ်ကြပါတယ်။ စွမ်းအင်ဟာ ပုံသဏ္ဍာန်အမျိုးမျိုးနဲ့ တည်ရှိနေနိုင်ပြီးတော့ ပတ်ဝန်းကျင်မှာ အတွေ့ရအများဆုံးဖြစ်တဲ့ စွမ်းအင်ပုံစံဟာ အပူ​စွမ်းအင်ပုံစံ ဖြစ်ပါတယ်။ အပူနဲ့ အလုပ်ပြီးမြောက်မှု စပ်ယှက်နေခြင်းကို လေ့လာတဲ့ ဘာသာရပ်ကိုတော့ သာမိုဒိုင်းနမစ်လို့ ခေါ်ပါတယ်။ သာမိုဒိုင်းနမစ်ရဲ့ ဒုတိယ ဥပဒေသအရဆိုရင် အပူဟာ မြင့်ရာကနေ နိမ့်ရာကို စီးတတ်တဲ့သဘောရှိပါတယ်။ ဒီလိုစီးဆင်းတဲ့အခါမှာ အပူလျှောက်ကူးခြင်း၊ အပူစီးကူးခြင်း၊ အပူဖြာကူးခြင်းတို့နဲ့ ကူးလေ့ရှိပါတယ်။ ဒီသုံးမျိုးထဲကမှ အပူဖြာကူးခြင်းဟာ လောကတစ်ခွင်ကို စွမ်းအင်တွေ ဖြန့်ကျက်ပေးဖို့အတွက် အဓိကလိုအပ်တဲ့ သော့ချက်တစ်ခုပဲ ဖြစ်ပါတယ်။ယေဘုယျပြောရရင် အပူချိန်ရှိတဲ့ အရာမှန်သမျှဟာ အပူဖြာကူးခြင်းကို လုပ်ဆောင်လေ့ရှိကြပါတယ်။ အပူချိန်ရှိခြင်းဆိုတာ ပကတိအပူချိန်ရဲ့ အထက် တစ်ဒီဂရီကနေ စပါတယ်။ ဆိုလိုတဲ့သဘောကတော့ အရာဝတ္ထုတိုင်းဟာ အပူဖြာကူးနေကြခြင်းပါ။ အပူဖြာကူးတဲ့ ဖြစ်စဉ်မှာတော့ အပူဟာ လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းအသွင်နဲ့ အပြင်ကို အစဉ်မပြတ် ထွက်ပေါ်လာနေပြီး အပူချိန်ရှိတဲ့ အရာတိုင်းရဲ့ အက်တမ်တွေဟာ ရွေ့လျားတုန်ခါနေပါတယ်။ ဒီလိုတုန်ခါနေတဲ့ အချိန်မှာတော့ အက်တမ်အတွင်းက လျှပ်စစ်ဓာတ် သယ်ဆောင်တဲ့ အမှုန်တွေဖြစ်တဲ့ ပရိုတွန်နဲ့ အီလက်ထရွန်တို့ကပါ လိုက်လံတုန်ခါပါတယ်။ လျှပ်စစ်ဓာတ် သယ်ဆောင်တဲ့ အမှုန်တွေရဲ့ရွေ့လျားတုန်ခါမှုဟာ လျှပ်စစ် သံလိုက်စက်ကွင်းတွေကို ဖန်တီးပေးပြီး လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းတွေအဖြစ် ပေါ်ထွက်လာစေပါတယ်။ ဒီလိုပေါ်ထွက်လာတဲ့ လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းတွေဟာ လှိုင်းအလျား၊ လှိုင်းအမြင့်နဲ့ လှိုင်းကြိမ်နှုန်း ပမာဏတွေမှာ ကွဲပြားလေ့ရှိပါတယ်။ ဒီလိုကွဲပြားမှုတွေကို တိုင်းတာနိုင်ဖို့ ရူပဗေဒမှာ ဝတ္ထုတစ်ခုကို စံပစ္စည်းအဖြစ် ဖန်တီးယူခဲ့ပါတယ်။ ဒီစံဝတ္ထုကတော့ Blackbody လို့ခေါ်တဲ့အရာပဲ ဖြစ်ပါတယ်။

Blackbody ဆိုတာဟာ လှိုင်းအမျိုးအစားပုံစံ အားလုံးကို ထုတ်လွှတ်နိုင်တဲ့ဝတ္ထု  ဖြစ်ပါတယ်။ Blackbody တစ်ခုကနေ ထုတ်လွှတ်လိုက်တဲ့ လှိုင်းတွေဟာ နဂို Blackbody အပူချိန်ရဲ့လေးထပ်ကိန်းနဲ့ တိုက်ရိုက်အချိုးကျပါတယ်။ မျက်မှောက်ခေတ် Blackbody တွေဟာ လှိုင်းတွေကို ထုတ်လွှတ်တဲ့အရာလို့ ဖွင့်ဆိုထားပေမယ့် ပထမဆုံး Blackbody တွေကိုတော့ လှိုင်းအားလုံးကို စုပ်ယူတဲ့ ပစ္စည်းတွေလို့ သတ်မှတ်ခဲ့ကြပါတယ်။ Blackbody ဆိုတဲ့စကားလုံးကို ပထမဆုံး အသုံးပြုခဲ့သူ ဂူစတက်ဗ် ကာချ်ဟော့ဖ် ကတော့ 1860 ခုနှစ်မှာ “အရာဝတ္ထုတွေကို တက်နိုင်သမျှ အပါးဆုံးအထိ စိတ်ကူးယဉ်ကြည့်လိုက်တဲ့အခါမှာ သူ့တို့အပေါ်ကို ကျရောက်လာတဲ့ တောက်ပတဲ့အလင်းရောင် (ဒါမှမဟုတ်)  လှိုင်းအားလုံးကို စုပ်ယူနိုင်ပြီး တုံ့ပြန်မှုလဲမပြု၊ ကူးပြောင်းခြင်းလဲ မရှိတဲ့ မျက်နှာပြင်တွေကို ကျွန်တော်ကတော့ ပကတိအနက် (ဒါမှမဟုတ်) ပိုမိုအတိုချုံ့ရရင် Black body လို့ခေါ်ချင်ပါတယ်။ ” ဆိုပြီး ပြောကြားခဲ့တာပါ။

ဒီအဓိပ္ပါယ်ဖွင့်ဆိုချက်ဟာ မူရင်း အဓိပ္ပါယ်ဖွင့်ဆိုချက် ဖြစ်တဲ့အလျောက် မူရင်းအဓိပ္ပါယ် မပျောက်အောင် Blackbody ဆိုတာ ကိန်းသေ အပူမျှခြေတစ်ခုမှာ တည်ရှိနေပြီး သူ့အပေါ်ကျရောက်လာသမျှ လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းတိုင်းကို စုပ်ယူသလို သူကိုယ်တိုင်ကလည်း လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်း အမျိုးအစားအစုံကို ထုတ်လွှတ်ပေးနိုင်တဲ့ ဝတ္ထုတစ်ခုဖြစ်တယ်လို့ ဆိုနိုင်ပါတယ်။

Blackbody ဟာ လက်တွေ့မှာ အမှန်တကယ် တည်ရှိနေတဲ့အရာတော့ မဟုတ်နေပါဘူး။ သူဟာ ပစ္စည်းဝတ္ထုတွေကထွက်တဲ့ အပူဖြာလှိုင်းတွေရဲ့ ဂုဏ်ကိုတိုင်းတာဖို့ စံပြုပြဌာန်းထားတဲ့ အတွေးဝတ္ထုတစ်ခုပါ။ ဒါပေမဲ့ လက်တွေ့မှာ တိုင်းတာမှုတွေကို စံပြုနိုင်ဖို့ Blackbody နဲ့ အနီးစပ်ဆုံးတူညီတဲ့ ဝတ္ထုတွေတော့ရှိပါတယ်။ ဒီဝတ္ထုတွေထဲကမှ လူလုပ်ဝတ္ထုလဲဖြစ်၊ ပထမဆုံးနဲ့ အနီးစပ်ဆုံးလဲဖြစ်တဲ့ ဝတ္ထုကတော့ အခေါင်းပေါက်ပါတဲ့ သတ္တုလုံး (ဘောလုံးပုံစံသတ္တုလုံး) ကို အ​ပေါက်ငယ်လေး တစ်ပေါက်သာ ဖောက်ထားတဲ့ ဝတ္ထုပါ။ ဒီလိုဝတ္ထုကိုတော့ ၁၈၉၈ ခုနှစ်မှာ အော့တို လန်မားနဲ့ ဖာဒီနန့်ဒ် ကားလ်ဘားမ်တို့က ပြုလုပ်ခဲ့တာပါ။ သူတို့လုပ်ခဲ့တဲ့ ပစ္စည်းကတော့ ပလက်တီနမ်သေတ္တာကို အကန့်တွေနဲ့ ကာထားတဲ့ဒီဇိုင်းဖြစ်ပြီး အတွင်းကိုတော့ အိုင်းရွန်း အောက်ဆိုဒ်သုံးပြီး မည်းအောင်လုပ်ထားပါတယ်။ ဒီသေတ္တာလေးကပဲ “စွမ်းအင်ဟာ ဆက်တိုက်မဖြစ်နိုင် ကွမ်တာ (ခေါ်) အထုပ်ငယ်ကလေးများနှင့်သာ ဖြစ်တည်နိုင်သည်” ဆိုတဲ့ မက်စ်ပလန့်ရဲ့ Quantisation of Energy ဆိုတဲ့သီအိုရီ ဖြစ်တည်လာဖို့ ပံ့ပိုးပေးခဲ့တာပါ။

ဒီသီအိုရီ ဖြစ်တည်လာပုံကို အကျဉ်းရှင်းရရင်

ပလန့် မတိုင်ခင်က စွမ်းအင်ဟာ ဆက်တိုက် ဖြစ်တည်နိုင်တယ်လို့ ယူဆထားကြတာပါ။ ဆိုလိုတာကတော့ စွမ်းအင် တစ်ကီလိုဟာ ဘယ်ပမာဏကိုမဆို မြင့်တက်လာနိုင်ပြီး ဘယ်ပမာဏကိုမဆို နိမ့်ဆင်းသွားနိုင်ပါတယ်။ ဒီအဆိုပြုချက်အရဆို Blackbody ကို တိုင်းတာချက်ပြုလုပ်ရာမှာ လှိုင်းပုံစံမျိုးစုံ ထွက်ပေါ်လာနိုင်ဖို့ဆို စွမ်းအင်အနန္တကို အသုံးပြုရမှာပါ။ ဒါပေမဲ့ လက်တွေ့စမ်းသပ်ချက်တွေက ပြသတဲ့ ရလဒ်တွေကတော့ တွက်ချက်ထားတဲ့ ရလဒ်တွေနဲ့ လွဲနေပါတယ်။ ဒီလိုရလဒ်တွေလွဲနေတဲ့ အပိုင်းအခြားကာလကို ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် ကပ်ဆိုးကာလရယ်လို့တောင် ခေါ်ကြပါတယ်။ ဒီကပ်ဆိုးကာလတွေဟာ‌ နောက်ပိုင်းပလန့်ရဲ့ Quantisation of Energy ပေါ်လာမှ အဆင်ပြေသွားတာပါ။ ဒီကတစ်ဆင့် ၁၈၉၈ မှာ တည်ဆောက်ခဲ့တဲ့ Blackbody ကို ၁၉၀၁ မှာ ထပ်မံ အဆင့်မြှင့်ခဲ့ပါတယ်။ အဆင့်မြှင့်ခဲ့တဲ့ အပိုင်းကတော့ အတွင်းဘက်အမည်းရောင်ကို အိုင်းရွန်းအောက်ဆိုက်ဒ်အစား ခရိုမီယမ်၊ နီကယ်ကိုဘော့အောက်ဆိုဒ်အရောတွေနဲ့ ပြောင်းလဲခြယ်သခဲ့ခြင်းပါ။

အပေါ်မှာပြောခဲ့တဲ့ Blackbody အပြင် သဘာဝအလျောက်တွေ့ရတဲ့ Blackbody တွေလဲရှိပါတယ်။ ဒီထဲကမှ ကျွန်တော်တို့နဲ့   မဝေးဆုံးတစ်ခုကတော့ မိခင်ကြယ်ကြီးဖြစ်တဲ့ နေပါ။ ကြယ်တွေမှာ လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းတွေကို ထုတ်လွှတ်တဲ့ ဖိုတိုစဖီးယားလို့ခေါ်တဲ့ အလွှာတစ်ခုရှိပါတယ်။ အဲ့ဒီအလွှာဟာ ဖိုတွန်တွေနဲ့ပြည့်နေပြီး လည်ပတ်နေပါတယ်။ လည်ပတ်နေတဲ့ ဖိုတွန်တွေဟာ လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းအသွင်နဲ့ စွမ်းအင်တွေကို သယ်ဆောင်သွားလေ့ရှိပါတယ်။ ဒါကတော့ Blackbody ရဲ့ “လှိုင်းပုံစံမျိုးစုံထုတ်လွှတ်နိုင်ခြင်း” ဆိုတဲ့အပိုင်းပါ။ နောက်တစ်ပိုင်းဖြစ်တဲ့ “လှိုင်းပုံစံမျိုးစုံကို စုပ်ယူခြင်း” ဆိုတာကတော့ ကြယ်တွေအပေါ်ကို အခြားရင်းမြစ်တွေက ဖိုတွန်တွေက လာရိုက်ခတ်ရင်တောင် မျက်နှာပြင်မှာ ဖိုတွန်တွေကို လက်ခံဖို့ ဝတ္ထုမရှိတာကြောင့် ဖိုတွန်တွေကို စုပ်ယူလိုက်သလိုဖြစ်ပြီး ဖိုတိုစဖီးယားထဲမှာ ပိတ်မိနေစေမှာပါ။

အချုပ်ဆိုရရင် Blackbody ဆိုတဲ့အမည်ဟာ အမည်းရောင်ကို တိုက်ရိုက်ရည်ညွှန်းခြင်းမျိုး မဟုတ်ပါ။ သူ့မှာ ကျရောက်လာတဲ့ အလင်းတိုင်းကို စုပ်ယူတဲ့အတွက် အလင်းမပြန်တော့လို့သာ Black ရယ်လို့ ခေါ်ဆိုလိုက်ခြင်းပါ။ ဒါကြောင့် Blackbody လို့ ကြားလိုက်မိရင် “အမည်းရောင်ရှိတယ်” လို့ တွေးထင်လိုက်ခြင်းထက် Blackbody ဟာ “အလင်းတိုင်းကို စုပ်ယူသလို ကိုယ်ပိုင်အလင်းလဲ လွှတ်နိုင်တဲ့ ဝတ္ထုပါလား” လို့ ရှူမြင်လိုက်ခြင်းက ပိုမိုသင့်တော်မိမှာပါ။

References – Grade-12 Physics Textbook Chapter-5
Stewart, K. (2023, October 11). Blackbody radiation | Definition & Facts.
Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/science/blackbody-radiation

Written by – Aung Bhone Myint Htoo
Edited by – Mori
©️ 𝟮𝟬𝟮𝟯-𝟮𝟬𝟮𝟰 | 𝗙𝗮𝗰𝘁 𝗛𝘂𝗯 𝗠𝘆𝗮𝗻𝗺𝗮𝗿

#Fact_Hub #Article #Physics #Theoretical_Physics #Blackbody #Radiation #Science #General_Science