দীপ্তিময়তা কী?

দীপ্তিময়তা কাকে বলে?


আলোক রশ্মি শোষণের ফলে অণু বা পরমাণু উত্তেজিত হয়। শোষিত আলোক শক্তি অধিকাংশ ক্ষেত্রেই তাপ হিসেবে নির্গত হয়। আলোক শক্তি শোষণের পরেও যে সকল পদার্থ আলোক রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশগ্রহন করে না তারা এ শোষিত শক্তিকে বিকিরণ হিসেবে নিক্ষিপ্ত করে। অর্থাৎ পদার্থ তখন দীপ্তিময়তা প্রদর্শণ করে।

সুতরাং তাপ বা তাপমাত্রার কারণ ব্যতীত কোন পদার্থ থেকে দৃশ্যমান বিকিরণ নির্গমনের ঘটনাকেই পদার্থের দীপ্তিময়তা (Luminescence) বলে। অন্যকথায় দীপ্তিময়তা হল তাপ বিহীন আলো বা শীতল আলো (Light without heat or cold light)

দীপ্তিময়তার প্রকারভেদ | Classification of luminescence


দীপ্তিময়তার প্রকারভেদ নিম্ন দেখানো হলোঃ দীপ্তিময়তা প্রধানত দুই রকম
ক. আলোক দীপ্তিময়তা
খ. রাসায়নিক দীপ্তিময়তা

আলোক দীপ্তিময়তা আবার দুই প্রকার

1. প্রতিপ্রভা
2. অনুপ্রভা প্রতিপ্রভা আবার দুই প্রকার
i. প্রতিপ্রভা রেজোনেন্স প্রতিপ্রভা
ii. সুবেদীকূত প্রতিপ্রভা

অন্যান্য প্রতিপ্রভা
ক. বায়ো দীপ্তিময়তা
খ. ক্যাথোডো দীপ্তিময়তা
গ. ইলেক্ট্রো দীপ্তময়তা

আলোক দীপ্তিময়তা (Photoluminescence): আলোকের সাহায্যে যে দীপ্তিময়তা ঘটে তাকেই আলোক দীপ্তিময়তা Photoluminescence) বলে।

রাসায়নিক দীপ্তিয়মতা (Chemiluminescence): 
রাসায়নিক বিক্রিয়ার ফলে যে দীপ্তিময়তা ঘটে তাকেই রাসায়নিক দীপ্তিয়মতা (Chemiluminescence) বলে। কতগুলো রাসায়নিক বিক্রিয়া অলোক নিক্ষেপন সহযোগে ঘটে থাকে অথচ বিক্রিয়ার যে তাপমাত্রা থাকে তাতে আলোক নিক্ষেপ আশা করা যায় না। রাসায়নিক শক্তি আলোকে রূপান্তরিত হওয়ার ঘটনাকে রাসায়নিক দীপ্তিয়মতা (Chemiluminescence) বলে। শ্বেত ফসফরাসের ধীর জারণের ফলে নীলাভ আলো বিচ্ছুরিত হয়। শীতল তরল মারকারীর পৃষ্ঠতলে পারমার্থবিক হাইড্রোজেন ফেলা হলে নীল আলো দেখা যায়।

সংঘটিত বিক্রিয়াসমূহ নিম্নরূপ:
Hg + H -- HgH
HgH + H + H--- HgH* + H2
HgH + H + H --HgH* + H2

HgH*+HgH--Hg+H2+hu
HgH + Hgh– Hg + Hy + ho

শ্বেত ফসফরসের ধীর জারণের ফলে নীলাভ আলো বিচ্ছুরিত হয়। রঞ্জন রশ্মি বা গামা রশ্মি কঠিন পদার্থের উপর আপতিত হলে দীপ্তিময়তা সৃষ্টি হতে পারে। রঞ্জন রশ্মিকে NaCl স্ফটিকের ভিতর দিয়ে চালনা করলে নীল বর্ণ দেখা যায়। জৈব যৌগ 3 - অ্যামিনোথেলিক সাইক্লিক হাইড্রাজাইট (লুমিনল) ক্ষারীয় মাধ্যমে হাইড্রোজেন পার অক্সাইড, দ্বারা জারিত হওয়ার সময় উজ্জ্বল সবুজ দীপ্তিময়তা দেখায়।

বায়ো দীপ্তিময়তা (Biotuminescence):
ইহাও এক প্রকার রাসায়নিক দীপ্তিময়তা যা নির্দিষ্ট কিছু জীবন্ত জীবে যেমনঃ জোনাকী পোকায় দেখা যায় কোন পদার্থে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রযোগ করলে যে
ক্যাথোডোর্দীপ্তিময়তা (Cathodoluminescence): ইলেকট্রন বর্ষণের (Electron bombardment) কারণে উত্তেজনা সৃষ্টি হলে এ ধরনের দীপ্তিময়তা সৃষ্টি হয়।

ইলেকট্রোনীপ্তিময়তা (Electroluminescence): কোন পদার্থে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রয়োগ করলে যে দীপ্তিময়তার সৃষ্টি হয় তাকেই ইলেকট্রোনীপ্তিময়তা বলে।

প্রতিপ্ৰভা ও প্রত প্রভা (Fluorescence and fluorescencent) যখন কোন বস্তুকে (সাধারণতঃ বাস্প বা গ্যাস) আলোক দ্বারা উত্তেজিত করা হয়, বস্তুটি নিজে থেকেই আলো নিক্ষেপ করতে থাকে এবং উৎস সরিয়ে নিলেই আলোক নিক্ষেপণ বন্ধ হয়ে যায়। এ ধরনের উত্তেজিত অণু বা পরমাণু দ্বারা আলোক নিক্ষেপণকে স্বতঃদীপ্ত বা (Fluorescence) বলে।

যে বস্তু এ ধরনের প্রতিপ্রভা দেখায় তাকে প্রতিহত বা স্বতাদীপত বস্তু (fluorescencent substances) বলে স্বতঃ দীপ্তি বা প্রতিব্রভা ও প্রতিহত বস্তুর উদাহরণ:
বিভিন্ন অতি পরিচিত স্বতঃদীপ্ত বস্তুর মধ্যে নিম্নলিখিত গুলো উল্লেখযোগ্যঃ
১। বিভিন্ন খনিজ যেমনঃ ফ্লোরাইড, পেট্রোলিয়াম ইত্যাদি
২। জৈব রংসমূহ যেমনঃ ইয়োসিন, ফ্লোরেসিন ইত্যাদি
৩। বিভিন্ন যৌগ যেমনঃ ক্লোরোফিল, আস্ট্রামেরিন, রিবোফ্লোভিন ইত্যাদি X - rmys বা cathode rays রশ্মির উপস্থিতিতে বিভিন্ন ধরনের গ্লাস বিভিন্ন বর্ণের প্রতিপ্রভা প্রদর্শন করে।

স্বতঃ দীপ্তি বা প্রতিপ্রভার ব্যাখ্যা


কোন বস্তুর উপর আপতিত আলো পতিত হলে 1x10 সেকেন্ড সময়ের মধ্যে ইহা বস্তু কর্তৃক শোষিত হয়। এবং বস্তুর পরমাণু বা অণু উত্তেজিত হয়। কিন্তু যদি আপতিত রশ্মির শক্তি ইলেকট্রন নির্গমনের জন্য যথেষ্ট না হয় তখন ইলেকট্রনিক উত্তেজনা (electronic excitation) সৃষ্টি করে। অর্থাৎ ইলেকট্রন নিম্ন সিংলেট স্তর (ground singlet state) হতে উত্তেজিত সিংলেট স্তরে (excited singlet state) উন্নীত হয়। যখন এ সকল উত্তেজিত ইলেকট্রন নিম্ন স্তরে ফিরে আসে তখন বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সির আলো নির্গত হয় যা প্রতিপ্রভা নামে পরিচিত। ধারাবাহিক ধাপসমূহ নিম্নরূপ:
A + hv---A*
A*----A**+hv (নিক্ষিপ্ত বিকিরণ)
A*-----A + hv'' (নিক্ষিপ্ত বিকিরণ)
Here, A** হল A এবং A* এর মধ্য শক্তিস্তর

উত্তেজিত অণুর গড় আয়ু 1x10 * সেকেন্ড বা তার ও কম। সাধারণত নিক্ষিপ্ত বিক্রিরণের তরঙ্গ দৈর্ঘ্য আপতিত বিকিরণের তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের চেয়ে দীর্ঘতর হয়। এর অর্থ হল, শোষণকারী অণুর সাথে সামান্য শক্তি থেকে যায়। আলোক শোষণের পূর্বে অণুগুলো সর্বনিম্ন ইলেকট্রনিক অবস্থার সর্বনিম্ন কম্পন শক্তি স্তরে (0) অবস্থান করে। আলোক শোষণের ফলে অণু সমূহ উত্তেজিত হয়ে উচ্চ কম্পন শক্তি স্তরে অবস্থান করে। উত্তেজিত অবস্থায় 1 × 10 -8 সে . আয়ুষ্কালের মধ্যে উত্তেজিত অণুগুলোর কিছু কম্পন শক্তি অপর অণুগুলোর সাথে সংঘর্ষের কারণে বিনষ্ট হয়। যখন অতিরিক্ত শক্তি নিক্ষিপ্ত হয়, তখন উত্তেজিত অবস্থায় কিছু অণু সর্বনিম্ন ইলেকট্রনিক স্তরে নেমে আসে। এ ভাবে স্বতঃসীপ্তির সৃষ্টি হয়।

স্বতঃ দাপ্তি বা প্রতিপ্রভার প্রকারভেদ ও আলোচনা

দু'ধরনের প্রতিপ্রভা দেখা যায়। যেমনঃ রেজোন্যান্স প্রতিভা (Resonance fluorescence) যখন শোষিত আলো ও প্রতিপ্রভার তরঙ্গ দৈর্ঘ্য একই হয়, তখন সে প্রতিপ্রভাকে রেজোন্যান্স প্রতিপ্ৰভা বা রেজোন্যান্স বিকিরণ (resonance fluorescence or resonance radiation) বলে। এক্ষেত্রে শোষিত শক্তি শোষণের প্রায় 1 × 10 সে পরেই নির্গত হয়। পরমাণু কর্তৃক আলোক তরঙ্গ শোষণের ফলেই রেজোন্যান্স প্রতিপ্রভা সৃষ্টি হতে দেখা যায়।

উদাহরণ: যদি মারকারী বাষ্পের উপর 253.7nm তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের আলো ফেলা হয় , তাহলে মারকারী পরমাণুগুলো এ আলো শোষণ করে উদ্দীপিত হয়। চাপ যদি যথেষ্ট কম হয় তাহলে উদ্দীপিত এ মারকারী পরমাণুগুলো 253.7mm তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের প্রতিপ্রভা প্রদান করে এবং নিম্নস্তরে ফিরে আসে।

সুবেদীকৃত প্রতিপ্ৰভা |Sensitized fluorescence


অনেক বস্তু আছে যারা প্রতিপ্রভা প্রদর্শন করে না। কিন্তু যদি তাদেরকে কোন প্রতিপ্রভ বা স্বত:দীও বস্তুর (fluorescent substance) এর সাথে মিশ্রিত করে মিশ্রণের উপর আলোক আপতিত করা হয় তখন অপ্রতিভ বস্তুটি (non - fluorescent substance) প্রতিপ্রভা প্রদর্শন করে। এ ঘটনাকে সুবেদীকৃত প্রতি প্রভা (ensitized luorescence) বলে। যেমনঃ থ্যালিয়াম একটি অপ্রতিপ্রতভ (non - fluorescent substance) মৌল। কিন্তু ইহাকে মারকারী বাষ্পের সাথে মিশ্রিত করে মিশ্রনের উপর 253 : 7nm তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের আলোক আপতিত করলে থ্যালিয়াম প্রতিপ্রভা প্রদর্শন করে।

প্রতিপ্রভার প্রয়োগ| Applications of fluorescence


প্রতিপ্রভা- এবং এর উপর ভিত্তি করে গড়ে উঠা কৌশলসমূহকে একত্রে ফ্লোরিমেটি (Fluorimetry) বলে। প্রতিপ্রভার বিভিন্ন ধরনের ব্যবহারের মধ্যে নিম্নলিখিতসমূহ উল্লেখযোগ্য।

১। নিউক্লিয়ার গবেষণার ক্ষেত্রে ফ্লোরিমেট্রির একটি গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহার হল লবণে ইউরেনিয়ামের উপস্থিতি নির্ণয়, নিউক্লিয়ার গবেষণায় এ কৌশল ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে।

২। অজৈব বিশ্লেষণে সাধারণত : অজৈব আয়নসমূহ প্রতিপ্রভা দেখায় না। দেখা যায় কিছু অজৈব জয়ন জৈব অপ্রতিপ্ৰভ বা অস্বতঃদীপ্ত বস্তুর সাথে প্রতিপ্রত বা স্বত:দীপ্ত কিলেট গঠন করে। এ কৌশল বিভিন্ন অবস্থান্তর মৌলের উপস্থিতি নির্ণয়ে যথেষ্ট সহায়ক। কয়েকটি উদাহরণ নিচে দেয়া হল:

a. Pt গ্রুপের অন্যান্য মৌলের উপস্থিতিতে রূখেনিয়ামের পরিমাণ নির্ণয়। মৌলটির পরিমাণ 03-2.0pg / ml হয়।
b. সংকরে Al আয়নের পরিমাণ নির্ণয়।
c. স্টিলে বোরনের পরিমাণ নির্ণয় । ইয়োমিন ,
d. ক্যাডমিয়ামের পরিমাণ নির্ণয় ।
e. কালিসিয়ামের পরিমাণ নির্ণয়

৩। খাদ্য নমুনায় ভিটামিন B এবং B2 এর পরিমাণ নির্ণয় ও ভিটামিন B হল থায়োমিন এবং ভিটামিন B2 হল রিবোফ্লেভিন। থায়োমিন অপ্রতিপ্রতভা বা অস্বতঃদীপ্ত বস্তু কিন্তু এর জারিত উৎপাদ অর্থাৎ খায়োক্রোম নীল বর্ণের প্রতি প্রদর্শন করে । রিবোফ্লোভিন প্রতিপ্রত বা স্বতঃনীত হয় কিন্তু এর জারিত উৎপান অপ্রতিহত বা অস্বতঃ দীপ্ত।
৪। খাদ্য দ্রব্যের অবস্থা নিরূপণ ও খাদ্য দ্রব্যের অবস্থা নিরূপণে প্রতিভা ব্যবহৃত হয়। যেমনঃ নতুন ডিমে দৃশ্যমান আলোক আপতিত হলে গোলাপী বর্ণের প্রতিপ্রভা সৃষ্টি হয় কিন্তু নষ্ট ডিম থেকে নীল বর্ণের প্রতিপ্রভা সৃষ্টি হয়।
৫। জাল দলিলপত্র নিরূপণ ও নকল এবং আসল দলিলপত্রে ব্যবহৃত বিভিন্ন কালি থেকে নির্গত দৃশ্যমান আলোর প্রতিপ্রভা থেকে জাল দলিলপত্র নির্ণয় সম্ভব।
৬। জৈব যৌগের বিশ্লেষণে সিগারেটের ধোয়ায়, বায়ু দূষকের ঘনমাত্রায় এবং মোটরগাড়ীর ধোঁয়ায় বিদ্যমান অ্যারোমেটিক যৌগ নির্ণয় করা যায় এবং প্রতিপ্রভা কৌশল ব্যবহার করে ইহাদের পরিমাণ নির্ণয় করা যায়।

৭। পরিমাণগত বিশ্লেষণে দৃশ্যমান আলো আপতিত হলে বিভিন্ন বস্তু থেকে নির্গত বৈশিষ্ট্যপূর্ণ প্রতিপ্রভা পরিমাণগত বিশ্লেষণে এদের ব্যবহার ভাল ফলাফল দেয়। মাদকদ্রব্য এবং রং বিশ্লেষণে, টেক্সটাইল এবং পেপার মিলে, ঔষধ কারখানায় এবং ব্যাকটেরিয়া অধ্যায়নে বৈশিষ্ট্যপূর্ণ প্রতিপ্রভা কৌশল ব্যবহৃত হয়।

৮। প্রতিপ্ৰভা নির্দেশক ও বিভিন্ন বস্তুর প্রতিপ্রভার তীব্রতা এবং বর্ণ বস্তুটির দ্রবনের pH এর উপর নির্ভর করে। এদেরকে প্রতিপ্রভা নির্দেশক বলে। সাধারণতঃ অম্ল ক্ষারক টাইট্রেশনের ক্ষেত্রে এ নির্দেশকগুলো ব্যবহৃত হয়। উত্তেজনার উৎস বন্ধ করে দেওয়ার পরও বেশ কিছু সময় যাবৎ উত্তেজিত অণু বা পরমাণু দ্বারা আলোক নিক্ষেপণ কে অনু প্রভা বলে (Phosphorescence) বলে। যে সকল পদার্থ অনুপ্রভা প্রদর্শন করে তাদেরকে অনুপ্রভি পদার্থ (Phosphorescent substances) বলে অনুপ্রভাকে বিলম্বিত প্রতিপ্রভাও (delayed fluorescence) হয়। প্রতিপ্রভার সাথে অনুপ্রভার মূল পার্থক্য হল উত্তেজনার উৎস সরিয়ে নিলে প্রতিপ্রভা বন্ধন হয়ে যায় কিন্তু সমস্ত কিছু সময় যাবৎ চলতে থাকে। তবে অনুপ্রভায় আলোক বিকিরণের হার খুবই ধীর ।

অনুপ্রভা ও অনুপ্রভি পদার্থের উদাহরণ (Examples of phosphorescence phosphorescent substances):

অবতার বিভিন্ন উদাহরণের মধ্যে নিম্নলিখিত গুলো গুরুত্বপূর্ণ। যেমনঃ
১। জিংক সালফাইড
২। মৃৎক্ষার ধাতুর সালফাইডসমূহ
৩। গলিত বোরিক এসিডে বা গ্লিসারলে দ্রবীভূত অবস্থায় বিভিন্ন রং অনুপ্রভা প্রদর্শন করে।
৪। কিছু জৈব যৌগ জারিত হওয়ার সময় হালকা আলো অনুপ্রভা রূপে নির্গত করে।

অনুপ্রভার ব্যাখ্যা |Explanation of phosphorescence

অতি বেগুনী এবং দৃশ্যমান আলোর দ্বারা অনুপ্রভা সৃষ্টি হয়। কঠিন পদার্থসমূহ সাধারণত: অনুপ্রভা দেখায়। আপতিত আলো এবং বিকিরিত আলোর বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের বৈশিষ্ট্য ভিন্ন ভিন্ন হয়। কালক্ষেপণের পরিমাণ অণুপ্রতীত বস্তুর ধরনের উপর নির্ভর করে। অনুপ্রভা সাধারণতঃ কয়েক সেকেন্ড স্থায়ী হয়। অনুপ্রভায় উত্তেজিত অণু বা পরমাণুর উত্তেজিত ইলেকট্রন উচ্চ শক্তি স্তর হতে সরাসরি মূল স্তরে নেমে আসে না। বরং মধ্যবর্তী কোন এক স্তরে কিছুক্ষন অবস্থান করে এবং ধীরে ধীরে প্রভা বিচ্ছুরণ করে। মধ্যবর্তী ঐ স্বরকে ক্ষনস্থায়ী উত্তেজিত অবস্থা (metastable state) বলা হয়।

Next Post Previous Post
No Comment
Add Comment
comment url