চুম্বকীয় ক্ষেত্ৰ

চুম্বক ক্ষেত্ৰ হৈছে বৈদ্যুতিক কাৰেণ্ট আৰু চুম্বকীয় পদাৰ্থৰ চৌম্বিক প্ৰভাৱ(magnetic effect)। কোনো এক বিন্দুৰ চুম্বক ক্ষেত্ৰ, দিশ আৰু মান দুইটাৰ ওপৰত নিৰ্ভৰশীল, ইয়াক ভেক্টৰ ক্ষেত্ৰৰ দ্বাৰা প্ৰকাশ কৰা হয়। চুম্বক ক্ষেত্ৰক প্ৰকাশ কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা দুটা ৰাশি হৈছে B আৰু H, য'ত H ক এছ আই পদ্ধতিত এম্পিয়াৰ প্ৰতি মিটাৰ আৰু B ক এছ আই পদ্ধতিত টেছলা আৰু নিউটন প্ৰতি মিটাৰ প্ৰতি এম্পিয়াৰ হিচাপে জোখ কৰা হয়। B ক সাধাৰণতে গতি কৰা অৱস্থাত থকা বৈদ্যুতিক আধানৰ ওপৰত ই প্ৰয়োগ কৰা লৰেঞ্জ বলৰ আধাৰত সংজ্ঞাবদ্ধ কৰা হয়।

গতিবদ্ধ আধান আৰু মৌলিক কণাসমূহৰ স্পিনৰ লগত সংযুক্ত স্বকীয়(intrinsic) চৌম্বিক মমেণ্ট(magnetic moment)ৰ দ্বাৰা চুম্বক ক্ষেত্ৰৰ সৃষ্টি হয়। বিশেষ আপেক্ষিকতাবাদৰ সূত্ৰত বৈদ্যুতিক আৰু চুম্বক ক্ষেত্ৰ বিদ্যুৎচুম্বকীয় টেনছৰৰ দুটা অংগ আৰু দৰ্শকৰ আপেক্ষিক বেগ আৰু আধানৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰি এই টেনছৰ বৈদ্যুতিক আৰু চুম্বকীয় ক্ষেত্ৰলৈ বিভক্ত হোৱাটো নিৰ্ভৰ কৰে। কোৱাণ্টাম বলবিদ্যাত, বিদ্যুৎচুম্বকীয় ক্ষেত্ৰ নিৰৱচ্ছিন্ন কিছু শক্তিৰ টোপোলা হিচাপে থাকে(quantized) আৰু ফটনৰ বিনিময়ৰ দ্বাৰা বিদ্যুৎচুম্বকীয় ঘটনা(interaction)সমূহ হয়।

দৈনন্দিন জীৱনত সাধাৰণতে চুম্বকীয় ক্ষেত্ৰসমূহ স্থায়ী চুম্বকৰ দ্বাৰা স্বৃষ্ট বল হিচাপেহে অনুভূত হয়, যিয়ে ফেৰমেগনেটিক পদাৰ্থ যেনে লোহা, ক'বাল্ট, নিকেল আদিক টানে আৰু বাকী চুম্বকবোৰক আকৰ্ষণ অথবা বিকৰ্ষণ কৰে।

ইলেক্ট্ৰিকেল ইঞ্জিনিয়াৰিং আৰু ইলেক্ট্ৰমেকানিকছত চুম্বক ক্ষেত্ৰৰ বহুল প্ৰয়োগ বিদ্যমান। পৃথিৱীৰ নিজা চুম্বক ক্ষেত্ৰ আছে যাৰ দ্বাৰা দিকনিৰ্ণয় সম্ভৱ আৰু পৃথিৱীৰ বায়ুমণ্ডলক সৌৰ বায়ুৰ পৰা ৰক্ষা কৰিবলৈ ঢাল হিচাপে কাম কৰে। ইলেক্ট্ৰিক মটৰ আৰু জেনেৰেটৰত ঘূৰ্ণীয় চুম্বক ক্ষেত্ৰ ব্যৱহাৰ হয়। হল পৰিঘটনা(Hall Effect)ৰ যোগেদি আমি কোনো পদাৰ্থৰ মাজেৰে যোৱা আহিত কণাৰ তথ্য চুম্বকীয় বলৰ দ্বাৰা লাভ কৰো।

ইতিহাস

যদিও চুম্বক আৰু চুম্বকত্বৰ বিষয়ে আগতেই জনা গৈছিল, ১২৬৯চনত ফ্ৰান্সৰ পণ্ডিত পেট্ৰাছ পেৰিগ্ৰিনাছ দি মাৰিকৰ্টে লোহাৰ বেজীৰ(iron niddle) দ্বাৰা গোলাকাৰ চুম্বক এডালৰ চুম্বক ক্ষেত্ৰখন তৈয়াৰ কৰাৰ পাছৰ পৰাহে চুম্বক ক্ষেত্ৰৰ অধ্যয়ন আৰম্ভ হয়। চুম্বকীয় বলৰেখাবোৰে দুটা বিন্দুত ক্ৰচ(cross) কৰাৰ বাবে পৃথিৱীৰ দুই মেৰু থকা অনুসাৰে তেওঁ সেই বিন্দু দুটাক মেৰু হিচাপে নামাকৃত কৰে। তেওঁৱেই স্পষ্টকৈ প্ৰতিষ্ঠা কৰে যে আচলতে যিমান চেষ্টা কৰি কাটি পেলালেও চুম্বকৰ সদায় উত্তৰ আৰু দক্ষিণ মেৰু থাকিবই।

তিনি দশকৰ পাছত, ৱিলিয়াম গিলবাৰ্টে পৃথিৱীৰ চুম্বকত্বৰ কথা প্ৰকাশ কৰে। ১৬০০ চনত প্ৰকাশিত গিলবাৰ্টৰ দি মেগনেটেৰ দ্বাৰা চুম্বকত্ব এক বিজ্ঞান হিচাপে প্ৰতিষ্ঠা হয়।

১৭৫০ চনত জন মিছেলে প্ৰকাশ কৰে যে চুম্বকেও বিপৰীত বৰ্গ সূত্ৰ(inverse square law) অনুসাৰে চুম্বকীয় মেৰুয়ে আকৰ্ষণ আৰু বিকৰ্ষণ কৰে। ১৭৮৫ চনত চাৰ্লচ অগষ্টিন দি কুলম্বে ইয়াক প্ৰায়োগিকভাৱে প্ৰতিষ্ঠা কৰে আৰু প্ৰকাশ কৰে যে চুম্বকৰ উত্তৰ আৰু দক্ষিণ মেৰু পৃথক কৰিব নোৱাৰি।

১৮১৯ চনত হেন্স খ্ৰীষ্টিয়ান অৰ্ষ্টেডে আৱিষ্কাৰ কৰে যে বৈদ্যুতিক কাৰেণ্টৰ চাৰিওফালে চুম্বক ক্ষেত্ৰৰ সৃষ্টি হয়। ১৮২০ চনত এন্ড্ৰি মাৰি এম্পিয়েৰে আৱিষ্কাৰ কৰে যে দুডাল সমান্তৰ পৰিবাহী তাঁৰে একে দিশত কাৰেণ্ট পৰিবাহ কৰিলে ইডালে সিডালক আকৰ্ষণ কৰে। অৱশেষত ১৮২০ চনত জিন বাপ্টিষ্ট বায়'ট আৰু ফেলিক্স চাভাৰ্টে কাৰেণ্ট পৰিবাহী যিকোনো তাঁৰৰ চাৰিওকাষে থকা চুম্বক ক্ষেত্ৰ আৱিষ্কাৰ কৰি বায়'ট-চাভাৰ্ট সূত্ৰ প্ৰতিষ্ঠা কৰে।

সংজ্ঞা, একক আৰু জোখ মাখ

B ক্ষেত্ৰ

প্ৰায়ে কোনো চুম্বক ক্ষেত্ৰ কোনো গতিযুক্ত আহিত কণাৰ ওপৰত ই প্ৰয়োগ কৰা বলৰ দ্বাৰা সংজ্ঞাবদ্ধ কৰা হয়। স্থিতি বিদ্যুতৰ পৰীক্ষাৰ পৰা জনা যায় যে, কোনো বৈদ্যুতিক ক্ষেত্ৰ E ত কোনো এক আধান q য়ে লাভ কৰা বল হৈছে F = qE। আন কোনো পৰিস্থিতি যেনে, যেতিয়া এক আহিত কণাই বিদ্যুৎ প্ৰবাহী তাঁৰেদি যায়, এই বল সেই কণাৰ বেগৰ ওপৰতো নিৰ্ভৰ কৰে। তেতিয়া সেই কণাৰ ওপৰত বলৰ পৰিমাণ লৰেঞ্জৰ বলৰ সূত্ৰ(Lorentz force law)ৰ দ্বাৰা দিয়া হয়-

$\mathbf {F} =q(\mathbf {E} +\mathbf {v} \times \mathbf {B} ).$

ইয়াত v হৈছে কণাৰ বেগ আৰু × হৈছে ক্ৰচ পূৰণফল। B ৰ দ্বাৰা চুম্বক ক্ষেত্ৰক বুজোৱা হৈছে আৰু ইয়াক কোনো আহিত কণাৰ গতি বুজাবলৈ লৰেঞ্জৰ বলৰ সূত্ৰৰ ভেক্টৰ ক্ষেত্ৰ হিচাপে সংজ্ঞাবদ্ধ কৰা হয়।

আন প্ৰকাৰে, কোনো চুম্বক দ্বিমেৰুত সৃষ্ট টৰ্কৰ দ্বাৰাও চুম্বক ক্ষেত্ৰৰ সংজ্ঞা দিব পাৰি।

H ক্ষেত্ৰ

B ৰ উপৰিও, H কো চুম্বক ক্ষেত্ৰ হিচাপে কোৱা হয়। বায়ুশূণ্য অৱস্থাত, B আৰু H দুয়ো দুয়োৰে সমানুপাতিক আৰু সমানুপাতিক ধ্ৰ ুৱক এককৰ ওপৰত নিৰ্ভৰশীল। কোনো পদাৰ্থৰ অন্তৰ্ভাগত দুয়োটা ৰাশি পৃথক। 'চুম্বক ক্ষেত্ৰ' এই শব্দটোৰ বাবে H ক ৰখা হৈছিল যদিও বৰ্তমানে প্ৰায়ে B ব্যৱহাৰ কৰাও দেখা যায়।

একক

এছ আই এককত, Bক জোখা হয় টেছলা(T) হিচাপে আৰু চুম্বকীয় ফ্লাক্সৰ একক ৱেবাৰ(Wb)। এক ৱেবাৰ/বৰ্গ মিটাৰে এক টেছলা বুজায়। টেছলাৰ এছ আই একক (নিউটন ছেকেণ্ড)/(কুলম্ব মিটাৰ) ৰ সমতুল্য। গছিয়ান ছিজিএছ এককত, Bক জোখা হয় গজ(gauss)( G) হিচাপে। ১ টেছলা= ১০,০০০ গজ। এক নেন'টেছলাক এক গামা বুলিও কোৱা হয়। Hক্ষেত্ৰক এছ আই এককত এম্পিয়াৰ প্ৰতি মিটাৰ(A/m) হিচাপে জোখা হয় আৰু চিজিএছ এককত অৰ্ষ্টেড(Oe) হিচাপে জোখা হয়।

জোখ মাখ

স্থানীয় চুম্বকীয় ক্ষেত্ৰ জোখাৰ বাবে ব্যৱহৃত যন্ত্ৰৰ ভিতৰত মেগনেটমিটাৰ অন্যতম। মেগনেটমিটাৰৰ উল্লেখযোগ্য শ্ৰেণীৰ ভিতৰত আৱেশ মেগনেটমিটাৰে পৰিৱৰ্তিত চুম্বক ক্ষেত্ৰৰ জোখ লয়। ঘূৰ্ণমান কইল মেগনেটমিটাৰ, হল পৰিঘটনা মেগেনেটমিটাৰ, এনএমআৰ মেগনেটমিটাৰ, SQUID মেগনেটমিটাৰ আৰু ফ্লাক্সগেট মেগনেটমিটাৰ।