GPS হলো আধুনিক যুগের একটি অত্যন্ত কার্যকর নেভিগেশন ব্যবস্থা, যা স্যাটেলাইট ও রেডিও তরঙ্গের মাধ্যমে পৃথিবীর যেকোনো স্থানের অবস্থান নির্ধারণে সাহায্য করে। এটি যোগাযোগ, পরিবহন, সামরিক ও দৈনন্দিন জীবনের নানা ক্ষেত্রে অপরিহার্য হয়ে উঠেছে।

• GPS এর পূর্ণরূপ Global Positioning System।

• এটি একটি স্যাটেলাইটভিত্তিক নেভিগেশন সিস্টেম, যা পৃথিবীর কক্ষপথে ঘূর্ণায়মান স্যাটেলাইটের মাধ্যমে কাজ করে।

• GPS স্যাটেলাইটগুলো L-band microwave frequencies (১–২ GHz)-এ রেডিও তরঙ্গ ব্যবহার করে সিগন্যাল পাঠায়।

• এর মাধ্যমে ব্যবহারকারীরা অবস্থান (Location), নেভিগেশন (Navigation) এবং সময় (Time) সম্পর্কিত তথ্য পান।

• পৃথিবীর যেকোনো স্থান থেকে নিজস্ব অবস্থান নির্ণয় করা যায় এবং যেকোনো বস্তুর অবস্থানও সঠিকভাবে জানা সম্ভব।

অন্যান্য তরঙ্গ ও ব্যবহার:

• আল্ট্রাভায়োলেট (UV): জীবাণুনাশক, পানি বিশুদ্ধকরণ ও চিকিৎসা সরঞ্জাম জীবাণুমুক্তকরণে ব্যবহৃত হয়।

• এক্স-রে (X-ray): চিকিৎসায় হাড় ও অভ্যন্তরীণ অঙ্গের ছবি তুলতে ব্যবহৃত হয়।

• ইনফ্রারেড (Infrared): রিমোট কন্ট্রোল, নাইট ভিশন ক্যামেরা এবং তাপ সনাক্তকরণে ব্যবহৃত হয়।

তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ এমন এক প্রকার তরঙ্গ যেখানে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র (Electric Field) ও চৌম্বক ক্ষেত্রের (Magnetic Field) periodic oscillation একে অপরের লম্বভাবে অবস্থান করে এবং তা স্থান দিয়ে ছড়িয়ে পড়ে।

এর জন্য কোনো মাধ্যমের প্রয়োজন হয় না, অর্থাৎ এটি medium free propagation করতে সক্ষম।

• তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ তখন সৃষ্টি হয় যখন বৈদ্যুতিক ও চৌম্বক ক্ষেত্র পর্যায়ক্রমে দোলায়িত হয় এবং এদের গতি স্থানান্তরিত হয়ে একধরনের তরঙ্গ সৃষ্টি করে।

• এই তরঙ্গ ছড়ানোর জন্য কোনো medium দরকার হয় না, তাই একে যান্ত্রিক তরঙ্গের মতো ধরা যায় না।

• উদাহরণ হিসেবে বলা যায়: আলোর তরঙ্গ, গামা রশ্মি, মাইক্রোওয়েভ ইত্যাদি।

• এরা সর্বদা আলোর বেগে (3 × 10⁸ m/s) চলাচল করে।

• যদি তরঙ্গ t = 0 সময়ে উৎপন্ন হয় এবং কোনো বাঁধা ছাড়া মুক্ত স্থানে (Free Space) ছড়াতে থাকে, তবে এটি একই বেগ অর্থাৎ speed of light-এ চলতে থাকে।

• বিভিন্ন প্রকার তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের মধ্যে মূল পার্থক্য হলো তরঙ্গদৈর্ঘ্য (wavelength), কিন্তু মুক্ত স্থানে তাদের speed সর্বদা সমান থাকে।

অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:

• খ) শব্দ একটি যান্ত্রিক তরঙ্গ (Mechanical Wave)। এটি সৃষ্টি হয় বস্তুকণার কম্পনের কারণে এবং ছড়াতে হলে একটি স্থিতিস্থাপক মাধ্যম (Elastic Medium) প্রয়োজন হয়। শব্দ তরঙ্গের গতি মাধ্যমের ওপর নির্ভর করে:

  • বায়ুতে (gas) এর গতি তুলনামূলক কম।

  • তরলে (liquid) এর গতি বেশি।

  • কঠিন পদার্থে (solid) এর গতি সর্বাধিক।
    শব্দ তরঙ্গেরও অন্যান্য তরঙ্গের মতো reflection, refraction এবং diffraction হতে পারে।

• গ) প্রায় সব তরঙ্গেরই প্রতিফলন (reflection) ও প্রতিসরণ (refraction) হওয়ার ক্ষমতা থাকে।

• ঘ) তরঙ্গ বেগ বলতে বোঝায় একক সময়ে তরঙ্গ যে দূরত্ব অতিক্রম করে। তরঙ্গ বেগ হলো কম্পাঙ্ক (frequency, f) ও তরঙ্গদৈর্ঘ্যের (wavelength, λ) গুণফল, অনুপাত নয়।
  অর্থাৎ: v = f × λ

ঊনবিংশ শতাব্দীর শেষের দিকে আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানে এক যুগান্তকারী অগ্রগতি সাধিত হয়, যা তড়িৎচুম্বকীয় তত্ত্ব ও বেতার যোগাযোগ প্রযুক্তির বিকাশের মাধ্যমে মানবসভ্যতায় বৈপ্লবিক পরিবর্তন আনে।

• ১৮৬৪ সালে বিখ্যাত পদার্থবিজ্ঞানী জেমস ক্লার্ক ম্যাক্সওয়েল (James Clerk Maxwell) আলোর তড়িৎচুম্বকীয় তত্ত্বের (Electromagnetic Theory of Light) ধারণা দেন।

• তিনি প্রথম তড়িৎ ক্ষেত্র (Electric field) ও চুম্বক ক্ষেত্র (Magnetic field)-কে একত্রিত করে প্রমাণ করেন যে আলো মূলত একটি তাড়িতচুম্বকীয় তরঙ্গ।

• পরবর্তীতে জার্মান পদার্থবিজ্ঞানী হেনরিখ হার্টজ (Heinrich Hertz) পরীক্ষার মাধ্যমে ম্যাক্সওয়েলের তত্ত্বটি প্রমাণিত করেন, যা তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের অস্তিত্বকে বাস্তবে তুলে ধরে।

• ১৮৯৬ সালে গুলিয়েলমো মার্কোনি (Guglielmo Marconi) এই তাড়িতচুম্বকীয় তরঙ্গ ব্যবহার করে দূরবর্তী স্থানে সংকেত প্রেরণের পদ্ধতি আবিষ্কার করেন, যা আধুনিক বেতার যোগাযোগের ভিত্তি স্থাপন করে।

• একই সময়ে বাঙালি বিজ্ঞানী আচার্য জগদীশ চন্দ্র বসুও তাড়িতচুম্বকীয় তরঙ্গ নিয়ে গুরুত্বপূর্ণ গবেষণা ও পরীক্ষা-নিরীক্ষা পরিচালনা করেন।

• তিনি পরবর্তীতে বেতার যন্ত্র (Wireless apparatus) উদ্ভাবন করেন এবং প্রমাণ করেন যে বেতার তরঙ্গের মাধ্যমে তথ্য বা সংকেত প্রেরণ সম্ভব।

• এইসব আবিষ্কার আধুনিক যোগাযোগ প্রযুক্তির পথপ্রদর্শক হিসেবে কাজ করেছে এবং রেডিও, টেলিভিশন, মোবাইল ও স্যাটেলাইট যোগাযোগের ভিত্তি স্থাপন করেছে।