প্রযুক্তি

কিভাবে মাইক্রোওয়েব খাবার গরম করে?

রান্না করার মাধ্যম হিসেবে মাইক্রোওয়েভ ওভেনের জনপ্রিয়তা দিন দিন বাড়ছে। বিমান, জাহাজ কিংবা ট্রেনের কিচেন, বড় বড় রেস্টুরেন্টতো বটেই, এখনকার যেকোনাে আধুনিক রান্নাঘরেও জায়গা করে নিয়েছে মাইক্রোওয়েভ ওভেন। প্রতিবছর প্রায় তিন কোটি নতুন মাইক্রোওয়েভ ওভেন বিক্রি হয় পৃথিবীজুড়ে মানুষের খাবার রান্না করার জন্য। অথচ যে মানুষটি এই মাইক্রোওয়েভ ওভেন উদ্ভাবন করেছিলেন, সেই পারসি স্পেনসারের ছােটবেলায় খাবার জুটত না। মা বাবা-আত্মীয়স্বজন কেউ ছিল না তার। এতিমখানায় কেটেছে শৈশব। তাঁর কথায় আসার আগে মাইক্রোওভেন সম্পর্কে আরও কিছু কথা বলে নেওয়া যাক। মাত্র কয়েক মিনিটেই রান্না হয়ে যায় মাইক্রোওভেনে। রান্না করা খাবার গরম করতে সময় লাগে মাত্র কয়েক সেকেন্ড। এই ওভেনে আগুন জ্বালাতে হয় না, গ্যাস লাগে না, এমনকি খাবার বা পানীয় গরম হলেও মাইক্রোওয়েভ ওভেনটি গরম হয় না। স্বাভাবিক ভােল্টেজের বিদ্যুৎ সরবরাহ ছাড়া আর কিছুই লাগে না এই ওভেনের। তাহলে রান্না করার মূল যে তাপশক্তি, সেটা আসছে কোত্থেকে?

সেটা আসছে মাইক্রোওয়েভ থেকে। মাইক্রোওয়েভ হলাে ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ওয়েভ বা তড়িৎচৌম্বক তরঙ্গের অংশ। টেলিভিশন সম্প্রচার, রাডার (RaDaR–Radio Detection and Ranging) , মুঠোফোন ইত্যাদি সব আধুনিক প্রযুক্তির যােগাযােগের মাধ্যম হিসেবে যে তরঙ্গ ব্যবহার করা হয়, সেটা হলাে মাইক্রোওয়েভ। একটু অবাক হওয়ার মতাে লাগছে না ব্যাপারটা? কোথায় মুঠোফোন, রাডার, কিংবা টেলিভিশন, আর কোথায় রান্না করার মেশিন।

আসলে তড়িৎচৌম্বক তরঙ্গের ব্যাপারটাই অবাক হওয়ার মতাে। মহাবিশ্বের নক্ষত্রগুলাে থেকে যে শক্তি বেরিয়ে আসে, তা বিদ্যুৎচুম্বক তরঙ্গ আকারে আসে। বিদ্যুৎচুম্বক ত্যক্ত প্রবাহের জন্য কোনাে মাধ্যমের দরকার হয় না।

দৃশ্যমান আলাের বাইরে তড়িৎচৌম্বক তরঙ্গের বিশাল বিস্তৃতির কোনাে অংশই আমরা খালি চোখে দেখতে পাই না। অনেক লম্বা তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বেতার তরঙ্গ থেকে শুরু করে অনেক ছােট তরঙ্গদেঘ্যের এক্স-রে কিংবা গামা-রে পর্যন্ত তড়িৎচৌম্বক তরঙ্গের বিস্তৃতি। তরঙ্গের শক্তি ও তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সম্পর্ক পরস্পর বিপরীতানুপাতিক। অর্থাৎ একটির মান বাড়লে অন্যটির মান কমে যায়। তরঙ্গদৈর্ঘ্য আর কম্পাঙ্কও একে অপরের বিপ্রতীপ। অর্থাৎ তরঙ্গদৈর্ঘ্য বেশি হলে কম্পাঙ্ক কম হয় এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য কম হলে কম্পাঙ্ক বেশি। হয়। যে তরঙ্গের কম্পাঙ্ক যত বেশি, তাদের শক্তিও তত বেশি। দৃশ্যমান আলাের কম্পাঙ্কের চেয়ে বেশি কম্পাঙ্কের তরঙ্গ এত বেশি শক্তিশালী যে চিকিৎসাবিজ্ঞানে এদের ব্যাপক ব্যবহার দেখা যায়। এক্স-রে, গামা-রে ইত্যাদি খুবই উচ্চ কম্পাঙ্কের তড়িৎচৌম্বক তরঙ্গ। বেতার তরঙ্গ দৃশ্যমান আলাের চেয়ে অনেক কম শক্তিশালী এবং এদের কম্পাঙ্কও অনেক কম। তাই এদের তরঙ্গদৈর্ঘ্য অনেক বড়। বেতার তরঙ্গ জ্যোতির্বিদ্যায় খুব কার্যকরভাবে ব্যবহৃত হয়। কারণ, দৃশ্যমান আলাে যেখানে মেঘ বা ধূলিকণা ভেদ করে যেতে পারে না, সেখানে বেতার তরঙ্গ সহজেই সবকিছু ভেদ করে চলে যেতে পারে। রেডিও, টেলিভিশন, রাডার, মুঠোফোন ইত্যাদি প্রযুক্তিতে সিগন্যাল পাঠানাের মাধ্যম হলাে বেতার তরঙ্গ। ৩০০ মেগাহার্টজ থেকে ৩০০ গিগাহার্টজ পর্যন্ত কম্পাঙ্গের বেতার তরঙ্গকে মাইক্রোওয়েভ বলা হয়। এদের তরঙ্গদৈর্ঘ্য ১ মিটার থেকে ১ মিলিমিটার পর্যন্ত হতে পারে।

বেতার তরঙ্গ কাজে লাগিয়ে রাডারপ্রযুক্তি উদ্ভাবন করেছেন ব্রিটিশ পদার্থবিজ্ঞানী রবার্ট ওয়াটসন-ওয়াট ১৯৩৫ সালে, দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময়। ১৯৩৪ সালে ব্রিটিশ গােয়েন্দাদের কাছে খবর আসে যে জার্মানির নাৎসি বিজ্ঞানীরা বেতার তরঙ্গ থেকে এমন মারণ-রশ্মি বা ডেথ-রে ‘ তৈরি করেছে, যেগুলাে দিয়ে যেকোনাে বিমান ভূপাতিত করে ফেলা যায়। ব্রিটিশ মিলিটারিরা খুব ভয় পেয়ে গেল। তাদের এয়ার ডিফেন্স সায়েন্টিফিক কমিটির চেয়ারম্যান দেখা করলেন ন্যাশনাল ফিজিক্যাল ল্যাবরেটরির প্রধান বিজ্ঞানী রবার্ট ওয়াটসন-ওয়াটের সঙ্গে। জিজ্ঞেস করলেন ব্রিটিশ বিজ্ঞানীদের পক্ষে ডেথ-রে তৈরি করা সম্ভব কি না। পুরাে ব্যাপারটা শুনে বিজ্ঞানী ওয়াটসন-ওয়াট বুঝতে পারলেন যে যুদ্ধকালীন বিপক্ষের মনােবল কমিয়ে দেওয়ার জন্য অনেক রকমের গুজব তৈরি করা হয়। ডেথ-রের ব্যাপারটাও সায়েন্স ফিকশন থেকে ধার করা একটা অসম্ভব ধারণা। কারণ বেতার তরঙ্গ থেকে বিমান বিধ্বস্ত করার মতাে শক্তি তৈরি করা সম্ভব নয়। তার মানে জার্মানরা ডেথরে তৈরি করেনি। বিজ্ঞানী ওয়াটসন-ওয়াট গবেষণা করে দেখলেন যে বেতার তরঙ্গ ব্যবহার করে শত্রুপক্ষের বিমানের গতিপথ শনাক্ত করা সম্ভব।

বেতার তরঙ্গ তড়িৎচৌম্বক তরঙ্গের অংশ। শূন্য মাধ্যমে এর গতিবেগ সেকেন্ডে তিন লাখ কিলােমিটার। বায়ুমণ্ডলে এই গতিবেগ কিছুটা কমে গেলেও তা সবচেয়ে গতিশীল বিমানের চেয়েও অনেক বেশি গতিশীল। বেতার তরঙ্গ ধাতব পদার্থের ভেতর দিয়ে যেতে পারে না। ধাতব পদার্থের গায়ে লেগে তা ফিরে আসে বা প্রতিফলিত হয়। কিন্তু অধাতব পদার্থ যেমন | কাচ বা প্লাস্টিকের ভেতর দিয়ে সহজে চলে যেতে পারে। কিন্তু যাওয়ার সময় তার শক্তির কিছুটা শােষিত হয়ে যায়। কী পরিমাণ শক্তি শােষিত হবে, তা কোন পদার্থের ভেতর দিয়ে যাচ্ছে, তার ওপর নির্ভর করে। কোনাে উৎস থেকে বেতার তরঙ্গ পাঠালে তা যদি কোনাে বিমানের গায়ে লেগে প্রতিফলিত হয়ে ফিরে আসে, তবে যেতে-আসতে যে সময় নেবে, সেই সময়ের হিসাব এবং বেতার তরঙ্গের গতির হিসাব থেকে বিমানটির দূরত্ব এবং কী বেগে অগ্রসর হচ্ছে, তা জানা সম্ভব। ব্রিটিশরা এই প্রযুক্তির নাম দিয়েছিল Radio Direction Finding বা RDF। দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময় যুক্তরাষ্ট্র ব্রিটিশদের মিত্রপক্ষ হিসেবে আমেরিকান মিলিটারিরাও এই প্রযুক্তি ব্যাপকভাবে ব্যবহার করতে শুরু করে। আমেরিকানরা এর নাম দেয় Radio Detection and Ranging (RADARI) দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময় অনেক রাডারস্টেশন স্থাপন করা হয়েছিল। রাডারের জন্য যে মাইক্রোওয়েভ লাগে, তা তৈরি করা হচ্ছিল মাল্টি ক্যাভিটি-ম্যাগনেট্রন থেকে। এই মাল্টি ক্যাভিটি-ম্যাগনেট্রন উদ্ভাবন করেছিলেন সােভিয়েত পদার্থবিজ্ঞানী আলেক্সেরেভ এবং মালিয়ারফ, রাডার উদ্ভাবনের পরের বছর ১৯৩৬ সালে। দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময় জার্মান সাবমেরিনের পেরিস্কোপ কোথায় আছে খুঁজে বের করার জন্য আমেরিকান নৌবাহিনীর রাডার টেকনিশিয়ান টিমে কাজ করছিলেন পারসি স্পেনসার। একদিন রাডারের ম্যাগনেট্রন নিয়ে কাজ করার সময় হঠাৎ খেয়াল করে  দেখলেন যে তার পকেটে রাখা চকলেট গলতে শুরু করেছে।

অথচ রুমের তাপমাত্রা খুব কম। তাহলে কি মাইক্রোওয়েভ  থেকে তাপ তৈরি হচ্ছে?

ম্যাগনেট্রনের সামনে ভুট্টার প্যাকেট রাখার কয়েক মিনিটের মধ্যেই ভুট্টার খই ফুটতে শুরু করল। একটা ডিম রাখার পর দেখা গেল ডিমটা বােমার মতাে বিস্ফোরিত হয়ে গেল। তার মানে মাইক্রোওয়েভ দিয়ে রান্না করা সম্ভব। মাইক্রোওয়েভ ওভেনের পরিকল্পনা মাথায় এল পারসি স্পেনসারের। স্পেনসারের শৈশব কেটেছে অনাহারে অর্ধাহারে আমেরিকার মেইন রাজ্যের একটি এতিমখানায়। লেখাপড়া তেমন কিছুই করতে পারেননি। ১২ বছর বয়সে কাজ নিতে হয়েছে একটি কারখানায়। কয়েক বছর পর যােগ দিলেন আমেরিকান নৌবাহিনীতে। সেখানে তিনি ওয়ার্কশপে টেকনিক্যাল কিছু কাজ শেখার সুযােগ পান। সেখান থেকে তিনি টেকনিশিয়ান হিসেবে যােগ দেন আমেরিকান ডিফেন্সের জন্য অস্ত্রশস্ত্র ও ইলেকট্রনিকস তৈরির প্রধান কোম্পানি। রেথিয়নে। রেথিয়ন কোম্পানি দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময় মিত্রবাহিনীর জন্য রাডার স্থাপন করেছে। মাইক্রোওয়েভ ওভেনের ধারণা ও পরিকল্পনা পারসি স্পেনসারের। কিন্তু তিনি যেহেতু রেথিয়ন কোম্পানির সামান্য কর্মচারী, ১৯৪৫ সালে মাইক্রোওয়েভ ওভেন উদ্ভাবনের পেটেন্ট পেল রেথিয়ন কোম্পানি। ১৯৪৭ সালে পৃথিবীর প্রথম মাইক্রোওয়েভ ওভেন।

বাজারে এল, যার উচ্চতা ছিল সাড়ে পাঁচ ফুট, আর ওজন ৩৪০ কেজি; নাম ছিল র্যাডারেঞ্জ। ৩০০০ ওয়াট ক্ষমতার বিদ্যুৎ লাগত এর জন্য।

মাইক্রোওয়েভ ওভেন তাপ উৎপন্ন করে কীভাবে?

মূলত ধাতব বাক্সের ভেতর থাকে ম্যাগনেট্রন। সেখান থেকে মাইক্রোওয়েভ উৎপন্ন হয়। সেই মাইক্রোওয়েভ কাচ, কাগজ, প্লাস্টিক, চিনামাটি ইত্যাদি সহজে ভেদ করে যায়। খাবারের মধ্যে যে পানি থাকে, সেই পানির অণুগুলাে মাইক্রোওয়েভ শােষণ করে মাইক্রোওয়েভের কম্পাঙ্ক সমান কম্পাঙ্কে কাঁপতে শুরু করে। ওভেনে ব্যবহৃত মাইক্রোওয়েভের কম্পাঙ্ক ২ দশমিক ৪৫ গিগাহার্টজ পর্যন্ত হতে পারে। অর্থাৎ পানির। অণুগুলাে সেকেন্ডে ২৪৫ কোটি বার কাঁপে। একটা অণু যখন কাঁপে, তখন তার ঘর্ষণে চারপাশের অণুগুলােও কাঁপতে থাকে। এবং শক্তি একটি থেকে অন্যটিতে ছড়িয়ে যায়। এভাবেই একটি অণুর সঙ্গে অন্য অণুর প্রচণ্ড ঘর্ষণের ফলে প্রচণ্ড তাপের উৎপত্তি হয়। যদি খাবারের মধ্যে কোনাে পানির অণু না থাকে, তাহলে মাইক্রোওভেন তা সহজে গরম করতে পারে না।

গত ৭২বছরে অনেক উন্নত হয়েছে মাইক্রোওয়েভ ওভেন। একদিকে এর শক্তি বেড়েছে, ব্যবহার বেড়েছে, অন্যদিকে এর আয়তন কমেছে, ওজন কমেছে, দামও কমেছে। ২০১১ সালে অতিক্ষুদ্র আকারের মাইক্রোওভেন মঙ্গল গ্রহে পাঠানাে হয়েছে কিউরিসিটি মিশনে, যেখানে মঙ্গল গ্রহের মাটির নমুনা প্রায়। ১০০০ ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড পর্যন্ত উত্তপ্ত করে তার বর্ণালি বিশ্লেষণ। করে দেখা হচ্ছে, সেখানে আসলে কী কী আছে।

আপনার মতামত লিখুন :

ট্যাগ
Back to top button
Close