১.১ পৰিচয়

আমাৰ সকলোৰে এনে অভিজ্ঞতা আছে যে শুকান বতৰত বিশেষকৈ সিন্থেটিক কাপোৰ বা চুৱেটাৰ খুলোঁতে চিটিকনি শুনা বা জ্বলজ্বলীয়া দেখা পোৱা হয়। পলিয়েষ্টাৰ ছাৰীৰ দৰে মহিলাৰ কাপোৰত ই প্ৰায় অনিবাৰ্য। এই ঘটনাৰ কোনো ব্যাখ্যা বিচাৰিবলৈ কেতিয়াবা চেষ্টা কৰিছিলানে? বৈদ্যুতিক প্ৰৱাহৰ আন এটা সাধাৰণ উদাহৰণ হৈছে বজ্ৰপাত যি আমি বতাহৰ ধুমুহাৰ সময়ত আকাশত দেখো। গাড়ীৰ দুৱাৰ খোলোতে বা আসনৰ পৰা সৰি পৰাৰ পিছত বাছৰ লোৰ বাৰ ধৰোতেও আমি বৈদ্যুতিক শকৰ অনুভূতি পাইছো। এই অভিজ্ঞতাৰ কাৰণ হৈছে আমাৰ শৰীৰৰ মাজেৰে বৈদ্যুতিক আধানৰ প্ৰৱাহ, যিবোৰ অন্তৰক পৃষ্ঠ ঘঁহাৰ ফলত জমা হৈছিল। আপুনি হয়তো শুনিছে যে ই স্থিৰ বিদ্যুৎ উৎপাদনৰ বাবে হয়। এইটোৱেই হৈছে আমি এই আৰু পৰৱৰ্তী অধ্যায়ত আলোচনা কৰিবলৈ ওলোৱা বিষয়। স্থিৰ মানে সময়ৰ সৈতে নচলা বা নসলনি হোৱা যিকোনো বস্তু। স্থিৰ আধানৰ পৰা উদ্ভৱ হোৱা বল, ক্ষেত্ৰ আৰু বিভৱৰ অধ্যয়নৰ সৈতে ইলেক্ট্ৰষ্টেটিক্সে (স্থিৰবিদ্যুৎ বিজ্ঞান) ব্যৱহাৰ কৰে।

১.২ বৈদ্যুতিক আধান

ঐতিহাসিকভাৱে, এম্বাৰক উল বা ৰেচমৰ কাপোৰেৰে ঘঁহিলে পাতল বস্তুক আকৰ্ষণ কৰা সত্যৰ আৱিষ্কাৰৰ কৃতিত্ব খ্ৰীষ্টপূৰ্ব ৬০০ চনৰ দৰে গ্ৰীচৰ মাইলেটাছৰ থেলেছক দিয়া হয়। বিদ্যুৎ (electricity) নামটো গ্ৰীক শব্দ ইলেক্ট্ৰনৰ পৰা আহৰণ কৰা হৈছে যাৰ অৰ্থ এম্বাৰ। তেনে বহুতো জোড়া পদাৰ্থৰ বিষয়ে জনা গৈছিল যিবোৰ ঘঁহিলে খৰি, পিথ বল আৰু কাগজৰ টুকুৰাৰ দৰে পাতল বস্তুক আকৰ্ষণ কৰিব পাৰে। এনে প্ৰভাৱ অনুভৱ কৰিবলৈ আপুনি ঘৰতে নিম্নলিখিত কাৰ্যকলাপ কৰিব পাৰে। বগা কাগজৰ দীঘল পাতল ফালি কাটি লওক আৰু হালধীয়াকৈ ইস্ত্ৰি কৰক। টিভি স্ক্ৰীন বা কম্পিউটাৰ মনিটৰৰ ওচৰলৈ নিয়ক। আপুনি দেখিব যে ফালিবোৰ স্ক্ৰীনলৈ আকৰ্ষিত হয়। প্ৰকৃততে সিহঁত কিছু সময়ৰ বাবে স্ক্ৰীনত লাগি থাকে।

ই লক্ষ্য কৰা হৈছিল যে যদি উল বা ৰেচমৰ কাপোৰেৰে ঘঁহা দুডাল কাঁচৰ দণ্ড ইটোৰ সিটোৰ ওচৰলৈ অনা হয়, তেতিয়া সিহঁতে ইটোৱে সিটোক বিকৰ্ষণ কৰে [চিত্ৰ ১.১(ক)]। যি দুডাল উল বা ৰেচম কাপোৰৰ টুকুৰাৰে দণ্ডবোৰ ঘঁহা হৈছিল, সিহঁতেও ইটোৱে সিটোক বিকৰ্ষণ কৰে। কিন্তু কাঁচৰ দণ্ড আৰু উলে ইটোৱে সিটোক আকৰ্ষণ কৰে। একেদৰে, মেকুৰীৰ নোমেৰে ঘঁহা দুডাল প্লাষ্টিকৰ দণ্ডই ইটোৱে সিটোক বিকৰ্ষণ কৰে [চিত্ৰ ১.১(খ)] কিন্তু নোমক আকৰ্ষণ কৰে। আনহাতে, প্লাষ্টিকৰ দণ্ডই কাঁচৰ দণ্ডক আকৰ্ষণ কৰে [চিত্ৰ ১.১(গ)] আৰু যি ৰেচম বা উলৰ দ্বাৰা কাঁচৰ দণ্ড ঘঁহা হৈছিল তাক বিকৰ্ষণ কৰে। কাঁচৰ দণ্ডই নোমক বিকৰ্ষণ কৰে। যদি নোমেৰে ঘঁহা প্লাষ্টিকৰ দণ্ডক ৰেচম বা নাইলনৰ সূতাৰে ওলোমাই ৰখা দুটা সৰু পিথ বল (আজিকালি আমি পলিষ্টিৰিন বল ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰো) স্পৰ্শ কৰোৱা হয়, তেতিয়া বল দুটাই ইটোৱে সিটোক বিকৰ্ষণ কৰে [চিত্ৰ ১.১(ঘ)] আৰু দণ্ডৰ দ্বাৰাও বিকৰ্ষিত হয়। যদি পিথ বলবোৰ ৰেচমেৰে ঘঁহা কাঁচৰ দণ্ডৰে স্পৰ্শ কৰোৱা হয় তেন্তে একে ধৰণৰ প্ৰভাৱ পোৱা যায় [চিত্ৰ ১.১(ঙ)]। এক আকৰ্ষণীয় লক্ষণ হৈছে যে কাঁচৰ দণ্ডেৰে স্পৰ্শ কৰা পিথ বল এটাই প্লাষ্টিকৰ দণ্ডেৰে স্পৰ্শ কৰা আন এটা পিথ বলক আকৰ্ষণ কৰে [চিত্ৰ ১.১(চ)]।

এই আপাতদৃষ্টিত সহজ সত্যবোৰ বছৰজুৰিৰ প্ৰচেষ্টা আৰু সাৱধানী পৰীক্ষা আৰু সিহঁতৰ বিশ্লেষণৰ পৰা প্ৰতিষ্ঠিত হৈছিল। বিভিন্ন বিজ্ঞানীৰ দ্বাৰা বহুতো সাৱধানী অধ্যয়নৰ পিছত ইয়াক সিদ্ধান্তত উপনীত হোৱা হৈছিল যে বৈদ্যুতিক আধান নামৰ সত্তাটোৰ মাত্ৰ দুবিধ আছিল। আমি কওঁ যে কাঁচ বা প্লাষ্টিকৰ দণ্ড, ৰেচম, নোম আৰু পিথ বলৰ দৰে দেহবোৰ বিদ্যুতায়িত হয়। ঘঁহাৰ ফলত সিহঁতে এটা বৈদ্যুতিক আধান লাভ কৰে। পিথ বলৰ ওপৰত কৰা পৰীক্ষাবোৰে ইংগিত দিছিল যে দুবিধ বিদ্যুতায়ন আছে আৰু আমি দেখো যে (i) একে আধানে বিকৰ্ষণ কৰে আৰু (ii) বিপৰীত আধানে ইটোৱে সিটোক আকৰ্ষণ কৰে। পৰীক্ষাবোৰে ইয়াও প্ৰদৰ্শন কৰিছিল যে স্পৰ্শৰ ফলত আধানবোৰ দণ্ডৰ পৰা পিথ বললৈ স্থানান্তৰিত হয়। কোৱা হয় যে পিথ বলবোৰ বিদ্যুতায়িত বা স্পৰ্শৰ দ্বাৰা আহিত হয়। দুবিধ আধানক পৃথক কৰা ধৰ্মটোক আধানৰ পোলাৰিটি (মেৰুত্ব) বোলে।

যেতিয়া কাঁচৰ দণ্ডক ৰেচমেৰে ঘহা হয়, দণ্ডটোৱে এবিধ আধান লাভ কৰে আৰু ৰেচমটোৱে দ্বিতীয় বিধৰ আধান লাভ কৰে। বিদ্যুতায়িত হ’বলৈ ঘঁহা যিকোনো জোড়া বস্তুৰ বাবে এইটো সত্য। এতিয়া যদি বিদ্যুতায়িত কাঁচৰ দণ্ডটো যিটো ৰেচমৰ সৈতে ঘঁহা হৈছিল, তাৰ সৈতে স্পৰ্শ কৰোৱা হয়, তেতিয়া সিহঁতে আৰু ইটোৱে সিটোক আকৰ্ষণ নকৰে। বিদ্যুতায়িত হোৱাৰ দৰে সিহঁতে আন পাতল বস্তুকো আকৰ্ষণ বা বিকৰ্ষণ নকৰে।

এইদৰে, ঘঁহাৰ পিছত লাভ কৰা আধানবোৰ আহিত দেহবোৰ স্পৰ্শ কৰোৱাৰ সময়ত হেৰাই যায়। এই লক্ষণবোৰৰ পৰা আপুনি কি সিদ্ধান্তত উপনীত হ’ব পাৰে? ই কেৱল আমাক কয় যে বস্তুবোৰে লাভ কৰা বিপৰীত আধানে ইটোৱে সিটোৰ প্ৰভাৱ নিষ্ক্ৰিয় বা বাতিল কৰি দিয়ে। সেয়েহে, আমেৰিকান বিজ্ঞানী বেঞ্জামিন ফ্ৰেংকলিনে আধানবোৰক ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক বুলি নামকৰণ কৰিছিল। আমি জানো যে যেতিয়া আমি এটা ধনাত্মক সংখ্যাৰ লগত একে পৰিমাণৰ ঋণাত্মক সংখ্যা যোগ কৰো, যোগফল শূন্য হয়। আধানবোৰক ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক বুলি নামকৰণ কৰাত এই দৰ্শনটোৱে কাম কৰিছিল বুলি ভাবিব পাৰি। পৰম্পৰাগতভাৱে, কাঁচৰ দণ্ড বা মেকুৰীৰ নোমৰ আধানক ধনাত্মক বুলি কোৱা হয় আৰু প্লাষ্টিকৰ দণ্ড বা ৰেচমৰ আধানক ঋণাত্মক বুলি কোৱা হয়। যদি কোনো বস্তুৱে বৈদ্যুতিক আধান ধাৰণ কৰে, তেন্তে তাক বিদ্যুতায়িত বা আহিত বুলি কোৱা হয়। যেতিয়া ইয়াৰ কোনো আধান নাথাকে তেতিয়া ইয়াক বৈদ্যুতিকভাৱে নিষ্ক্ৰিয় বুলি কোৱা হয়।

শৰীৰত আধান সনাক্ত কৰিবলৈ এটা সৰল সঁজুলি হৈছে সোণৰ পাতৰ ইলেক্ট্ৰস্কোপ [চিত্ৰ ১.২(ক)]। ইয়াত এটা উলম্ব ধাতুৰ দণ্ড এটা বাকচৰ ভিতৰত থাকে, যাৰ তলৰ মূৰত দুটা পাতল সোণৰ পাত সংলগ্ন থাকে। যেতিয়া আহিত বস্তু এটাই দণ্ডটোৰ ওপৰৰ ধাতুৰ নবটো স্পৰ্শ কৰে, আধান পাতবোৰলৈ বৈ যায় আৰু সিহঁতে বিচ্ছিন্ন হয়। বিচ্ছিন্নতাৰ মাত্ৰাটো আধানৰ পৰিমাণৰ সূচক।

কিয় পদাৰ্থৰ দেহবোৰে আধান লাভ কৰে বুজিবলৈ চেষ্টা কৰক। আপুনি জানে যে সকলো পদাৰ্থ পৰমাণু আৰু/বা অণুৰে গঠিত। সাধাৰণতে পদাৰ্থবোৰ বৈদ্যুতিকভাৱে নিষ্ক্ৰিয় হ’লেও, সিহঁতে আধান ধাৰণ কৰে; কিন্তু সিহঁতৰ আধানবোৰ সম্পূৰ্ণৰূপে সমতুল্য। অণুবোৰ একেলগে ধৰি ৰখা বলবোৰ, এটা কঠিন পদাৰ্থত পৰমাণুবোৰ একেলগে ধৰি ৰখা বলবোৰ, আঠাৰ আঠালো বল, পৃষ্ঠটানৰ সৈতে জড়িত বলবোৰ, সকলোৱেই মূলতঃ বৈদ্যুতিক প্ৰকৃতিৰ, আহিত কণাবোৰৰ মাজৰ বলৰ পৰা উদ্ভৱ হৈছে। এইদৰে বৈদ্যুতিক বল সৰ্বব্যাপী আৰু ই আমাৰ জীৱনৰ সৈতে জড়িত প্ৰায় প্ৰতিটো ক্ষেত্ৰকে সামৰি লয়। সেয়েহে এনে বলৰ বিষয়ে আমি অধিক শিকাটো অতি প্ৰয়োজনীয়।

নিষ্ক্ৰিয় দেহ এটাক বিদ্যুতায়িত কৰিবলৈ, আমি এবিধ আধান যোগ বা আঁতৰাব লাগিব। যেতিয়া আমি কওঁ যে দেহ এটা আহিত, আমি সদায় এই অত্যধিক আধান বা আধানৰ ঘাটিলৈ উল্লেখ কৰো। কঠিন পদাৰ্থত, ইলেক্ট্ৰনবোৰৰ কিছুমান, পৰমাণুত কম দৃঢ়ভাৱে বন্ধা হৈ থকা হেতুকে, সেই আধানবোৰ যিবোৰ এটা দেহৰ পৰা আনটোলৈ স্থানান্তৰিত হয়। এটা দেহ এইদৰে ইয়াৰ কিছুমান ইলেক্ট্ৰন হেৰুৱাই ধনাত্মকভাৱে আহিত হ’ব পাৰে। একেদৰে, এটা দেহ ইলেক্ট্ৰন লাভ কৰি ঋণাত্মকভাৱে আহিত হ’ব পাৰে। যেতিয়া আমি কাঁচৰ দণ্ডক ৰেচমেৰে ঘহো, দণ্ডৰ পৰা কিছুমান ইলেক্ট্ৰন ৰেচম কাপোৰলৈ স্থানান্তৰিত হয়। এইদৰে দণ্ডটো ধনাত্মকভাৱে আহিত হয় আৰু ৰেচমটো ঋণাত্মকভাৱে আহিত হয়। ঘঁহাৰ প্ৰক্ৰিয়াত নতুন আধান সৃষ্টি নহয়। লগতে স্থানান্তৰিত হোৱা ইলেক্ট্ৰনৰ সংখ্যাটো পদাৰ্থৰ দেহটোৰ মুঠ ইলেক্ট্ৰনৰ সংখ্যাৰ এক অতি সৰু ভগ্নাংশ।

১.৩ পৰিবাহী আৰু অন্তৰক

কিছুমান পদাৰ্থৰ মাজেৰে বিদ্যুৎ প্ৰৱাহ সহজে যাবলৈ দিয়ে, আনবোৰে নিদিয়ে। যিবোৰে সহজে বিদ্যুৎ প্ৰৱাহ যাবলৈ দিয়ে তাক পৰিবাহী বোলে। সিহঁতৰ বৈদ্যুতিক আধান (ইলেক্ট্ৰন) আছে যিবোৰ পদাৰ্থৰ ভিতৰত চলাচল কৰিবলৈ তুলনামূলকভাৱে মুক্ত। ধাতু, মানুহ আৰু প্ৰাণীৰ দেহ আৰু পৃথিৱী পৰিবাহী। কাঁচ, চীনামাটি, প্লাষ্টিক, নাইলন, কাঠৰ দৰে অধিকাংশ অধাতুৱে সিহঁতৰ মাজেৰে বিদ্যুৎ প্ৰৱাহৰ বাবে উচ্চ ৰোধ আগবঢ়ায়। তাক অন্তৰক বোলে। অধিকাংশ পদাৰ্থ ওপৰত উল্লেখ কৰা দুটা শ্ৰেণীৰ এটাত পৰে*।

যেতিয়া কিছুমান আধান পৰিবাহী এটালৈ স্থানান্তৰিত কৰা হয়, ই সহজে পৰিবাহীটোৰ সমগ্ৰ পৃষ্ঠত বিতৰিত হয়। বিপৰীতভাৱে, যদি কিছুমান আধান অন্তৰক এটাত ৰখা হয়, ই একে ঠাইতে থাকে। ইয়াৰ কাৰণ কি পৰৱৰ্তী অধ্যায়ত আপুনি শিকিব।

পদাৰ্থবোৰৰ এই ধৰ্মটোৱে আপোনাক কয় যে কিয় নাইলন বা প্লাষ্টিকৰ চুলি আঁচনি এটাই শুকান চুলি আঁচোতে বা ঘঁহাৰ ফলত বিদ্যুতায়িত হয়, কিন্তু চামুচৰ দৰে ধাতুৰ বস্তু নহয়। ধাতুৰ আধানবোৰ বিদ্যুৎৰ পৰিবাহী হোৱা হেতুকে আমাৰ শৰীৰৰ মাজেৰে মাটিলৈ চুই যায়। কিন্তু, যদি কাঠ বা প্লাষ্টিকৰ হেণ্ডেল থকা ধাতুৰ দণ্ড এডাল ইয়াৰ ধাতুৰ অংশ স্পৰ্শ নকৰাকৈ ঘহা হয়, ই আহিত হোৱাৰ চিন দেখুৱায়।

১.৪ বৈদ্যুতিক আধানৰ মৌলিক ধৰ্ম

আমি দেখিছো যে দুবিধ আধান আছে, অৰ্থাৎ ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক আৰু সিহঁতৰ প্ৰভাৱবোৰে ইটোৱে সিটোক বাতিল কৰাৰ প্ৰৱণতা দেখুৱায়। ইয়াত, আমি এতিয়া বৈদ্যুতিক আধানৰ আন কিছুমান ধৰ্ম বৰ্ণনা কৰিম।

যদি আহিত দেহবোৰৰ আকাৰ সিহঁতৰ মাজৰ দূৰত্বৰ তুলনাত অতি সৰু হয়, আমি সিহঁতক বিন্দু আধান হিচাপে গণ্য কৰো। দেহটোৰ সকলো আধানৰ বিষয়বস্তু স্থানৰ এটা বিন্দুত কেন্দ্ৰীভূত হৈছে বুলি ধৰা হয়।

১.৪.১ আধানৰ সংযোজনশীলতা

আমি এতিয়ালৈকে আধানৰ পৰিমাণগত সংজ্ঞা দিয়া নাই; আমি পৰৱৰ্তী অংশত ইয়াক অনুসৰণ কৰিম। আমি পৰীক্ষামূলকভাৱে ধৰি ল’ম যে ইয়াক কৰিব পাৰি আৰু আগবাঢ়িম। যদি এটা ব্যৱস্থাত দুটা বিন্দু আধান $\mathrm{q_1}$ আৰু $\mathrm{q_2}$ থাকে, ব্যৱস্থাটোৰ মুঠ আধান কেৱল বীজগণিতীয়ভাৱে $\mathrm{q_1}$ আৰু $\mathrm{q_2}$ যোগ কৰি পোৱা যায়, অৰ্থাৎ আধানবোৰ বাস্তৱ সংখ্যাৰ দৰে যোগ হয় বা সিহঁত দেহ এটাৰ ভৰৰ দৰে স্কেলাৰ। যদি এটা ব্যৱস্থাত n সংখ্যক আধান $\mathrm{q_1}$, $\mathrm{q_2}$, $\mathrm{q_3}$, …, qn থাকে, তেন্তে ব্যৱস্থাটোৰ মুঠ আধান হ’ল $\mathrm{q_1}$ + $\mathrm{q_2}$ + $\mathrm{q_3}$ + … + qn। আধানৰ পৰিমাণ আছে কিন্তু দিশ নাই, ভৰৰ দৰে। কিন্তু, ভৰ আৰু আধানৰ মাজত এটা পাৰ্থক্য আছে। দেহ এটাৰ ভৰ সদায় ধনাত্মক হয় আনহাতে আধান ধনাত্মক বা ঋণাত্মক হ’ব পাৰে। ব্যৱস্থা এটাত আধান যোগ কৰোতে উপযুক্ত চিন ব্যৱহাৰ কৰিব লাগিব। উদাহৰণস্বৰূপে, +1, +2, –3, +4 আৰু –5 (কিছুমান স্বেচ্ছাচাৰী এককত) পাঁচটা আধান থকা ব্যৱস্থা এটাৰ মুঠ আধান হ’ল (+1) + (+2) + (–3) + (+4) + (–5) = –1 একে এককত।

১.৪.২ আধান সংৰক্ষিত হয়

আমি ইতিমধ্যে ইংগিত দিছো যে দেহবোৰ ঘঁহাৰ দ্বাৰা আহিত হ’লে, এটা দেহৰ পৰা আনটোলৈ ইলেক্ট্ৰন স্থানান্তৰ হয়; নতুন আধান সৃষ্টি বা ধ্বংস নহয়। বৈদ্যুতিক আধানৰ কণাবোৰৰ চিত্ৰই আমাক আধান সংৰক্ষণৰ ধাৰণাটো বুজিবলৈ সক্ষম কৰায়। যেতিয়া আমি দুটা দেহ ঘহো, এটা দেহে আধানত যি লাভ কৰে আনটো দেহে হেৰুৱায়। অনেক আহিত দেহৰে গঠিত বিচ্ছিন্ন ব্যৱস্থা এটাৰ ভিতৰত, দেহবোৰৰ মাজৰ মিথস্ক্ৰিয়াৰ বাবে, আধানবোৰ পুনৰ বিতৰিত হ’ব পাৰে কিন্তু ই পোৱা যায় যে বিচ্ছিন্ন ব্যৱস্থাটোৰ মুঠ আধান সদায় সংৰক্ষিত হয়। আধান সংৰক্ষণ প্ৰয়োগিকভাৱে প্ৰতিষ্ঠিত হৈছে।

যিকোনো বিচ্ছিন্ন ব্যৱস্থাৰ দ্বাৰা বাহিত নিট আধান সৃষ্টি বা ধ্বংস কৰাটো সম্ভৱ নহয় যদিও আধান বহন কৰা কণাবোৰ প্ৰক্ৰিয়া এটাত সৃষ্টি বা ধ্বংস হ’ব পাৰে। কেতিয়াবা প্ৰকৃতিয়ে আহিত কণা সৃষ্টি কৰে: নিউট্ৰন এটা প্ৰটন আৰু ইলেক্ট্ৰনলৈ ৰূপান্তৰিত হয়। এইদৰে সৃষ্টি হোৱা প্ৰটন আৰু ইলেক্ট্ৰনৰ সমান আৰু বিপৰীত আধান থাকে আৰু সৃষ্টিৰ আগতে আৰু পিছত মুঠ আধান শূন্য।

১.৪.৩ আধানৰ কোৱাণ্টায়জন

প্ৰয়োগিকভাৱে ই স্থাপন কৰা হৈছে যে সকলো মুক্ত আধান e দ্বাৰা সূচিত কৰা আধানৰ মৌলিক এককৰ পূৰ্ণাংক গুণিতক। এইদৰে দেহ এটাৰ আধান q সদায়

$$ q=n e $$

দ্বাৰা দিয়া হয়, য’ত n যিকোনো পূৰ্ণাংক, ধনাত্মক বা ঋণাত্মক। আধানৰ এই মৌলিক এককটো হৈছে ইলেক্ট্ৰন বা প্ৰটনে বহন কৰা আধান। পৰম্পৰাগতভাৱে, ইলেক্ট্ৰনৰ আধান ঋণাত্মক বুলি ধৰা হয়; সেয়েহে ইলেক্ট্ৰনৰ আধান –e হিচাপে লিখা হয় আৰু প্ৰটনৰ আধান +e হিচাপে লিখা হয়।

বৈদ্যুতিক আধান সদায় e ৰ পূৰ্ণাংক গুণিতক হোৱা সত্যক আধানৰ কোৱাণ্টায়জন বুলি কোৱা হয়। পদাৰ্থ বিজ্ঞানত বহুতো পৰিস্থিতি আছে য’ত কিছুমান ভৌতিক ৰাশি কোৱাণ্টাইজড হয়। আধানৰ কোৱাণ্টায়জন প্ৰথমে ইংৰাজ প্ৰয়োগবাদী ফাৰাডেৰ দ্বাৰা আৱিষ্কৃত ইলেক্ট্ৰলাইছিছৰ প্ৰয়োগিক সূত্ৰৰ দ্বাৰা প্ৰস্তাৱিত হৈছিল। ইয়াক প্ৰয়োগিকভাৱে ১৯১২ চনত মিলিকানে প্ৰদৰ্শন কৰিছিল।

আন্তৰ্জাতিক পদ্ধতি (SI) এককত, আধানৰ এককক কুলম্ব বোলা হয় আৰু C চিহ্নৰ দ্বাৰা সূচিত কৰা হয়। কুলম্বক বৈদ্যুতিক প্ৰৱাহৰ এককৰ ভিত্তিত সংজ্ঞায়িত কৰা হয় যিটো আপুনি পৰৱৰ্তী অধ্যায়ত শিকিব। এই সংজ্ঞাৰ ভিত্তিত, এক কুলম্ব হৈছে আধান ১ ছেকেণ্ডত এডাল তাৰৰ মাজেৰে বৈ যোৱা যদি প্ৰৱাহ ১ A (এম্পিয়াৰ) হয় (শ্ৰেণী ১১ৰ পদাৰ্থ বিজ্ঞান পাঠ্যপুথিৰ অধ্যায় ১ চাওক, অংশ I)। এই ব্যৱস্থাত, আধানৰ মৌলিক এককৰ মান হৈছে

$$ e=1.602192 \times 10^{-19} \mathrm{C} $$

এইদৰে, –1C আধানত প্ৰায় 6 × 10^18 টা ইলেক্ট্ৰন থাকে। স্থিৰবিদ্যুতত, এই ডাঙৰ পৰিমাণৰ আধান কেতিয়াবাহে দেখা পোৱা যায় আৰু সেয়েহে আমি সৰু একক ব্যৱহাৰ কৰো 1 µC (মাইক্ৰ’ কুলম্ব) = 10^–6 C বা 1 mC (মিলি কুলম্ব) = 10^–3 C।

যদি প্ৰটন আৰু ইলেক্ট্ৰনবোৰ বিশ্বত একমাত্ৰ মৌলিক আধান হয়, সকলো পৰ্যবেক্ষণযোগ্য আধান e ৰ পূৰ্ণাংক গুণিতক হ’ব লাগিব। এইদৰে, যদি দেহ এটাত n1 সংখ্যক ইলেক্ট্ৰন আৰু n2 সংখ্যক প্ৰটন থাকে, দেহটোৰ মুঠ আধানৰ পৰিমাণ হ’ল n2 × e + n1 × (–e) = (n2 – n1) e। n1 আৰু n2 পূৰ্ণাংক হোৱা হেতুকে, সিহঁতৰ পাৰ্থক্যও পূৰ্ণাংক। এইদৰে যিকোনো দেহৰ আধান সদায় e ৰ পূৰ্ণাংক গুণিতক আৰু e ৰ এককত বৃদ্ধি বা হ্ৰাস কৰিব পাৰি।

তথাপিও, e এককৰ মাত্ৰাটো অতি সৰু কাৰণ সূক্ষ্মদৃষ্টি স্তৰত, আমি কেইটামান mC ৰ আধানৰ সৈতে ব্যৱহাৰ কৰো। এই মাত্ৰাত দেহ এটাৰ আধান e ৰ এককত বৃদ্ধি বা হ্ৰাস হ’ব পাৰে এই সত্য দেখা নাযায়। এই দিশত, আধানৰ দানাদাৰ প্ৰকৃতি হেৰাই যায় আৰু ই অবিৰত যেন লাগে।

এই পৰিস্থিতিটো বিন্দু আৰু ৰেখাৰ জ্যামিতিক ধাৰণাৰ সৈতে তুলনা কৰিব পাৰি। দূৰৰ পৰা চোৱা এডাল বিন্দুযুক্ত ৰেখাই আমাক অবিৰত যেন লাগে কিন্তু বাস্তৱত অবিৰত নহয়। ইটোৰ সিটোৰ ওচৰত থকা বহুতো বিন্দুৱে সাধাৰণতে অবিৰত ৰেখাৰ ধাৰণা দিয়ে, একেলগে লোৱা বহুতো সৰু আধানে অবিৰত আধান বিতৰণ যেন লাগে।

সূক্ষ্মদৃষ্টি স্তৰত, এজনে e আধানৰ পৰিমাণৰ তুলনাত অতি ডাঙৰ আধানৰ সৈতে ব্যৱহাৰ কৰে। যিহেতু e = 1.6 × 10^–19 C, 1 mC ৰ দৰে পৰিমাণৰ আধানত ইলেক্ট্ৰনিক আধানৰ 10^13 গুণৰ দৰে কিছুমান থাকে। এই মাত্ৰাত, আধান কেৱল e ৰ এককত বৃদ্ধি বা হ্ৰাস হ’ব পাৰে এই সত্য আধানই অবিৰত মান ল’ব পাৰে বুলি কোৱাৰ পৰা বেলেগ নহয়। এইদৰে, সূক্ষ্মদৃষ্টি স্তৰত, আধানৰ কোৱাণ্টায়জনৰ কোনো প্ৰায়োগিক পৰিণতি নাথাকে আৰু ইয়াক উপেক্ষা কৰিব পাৰি। কিন্তু, অণুদৃষ্টি স্তৰত, য’ত জড়িত আধানবোৰ কেইটামান দহ বা শ শ e ৰ ক্ৰমৰ, অৰ্থাৎ সিহঁতক গণনা কৰিব পাৰি, সিহঁত পৃথক গুটি হিচাপে দেখা দিয়ে আৰু আধানৰ কোৱাণ্টায়জন উপেক্ষা কৰিব নোৱাৰি। ই হৈছে মাত্ৰাৰ পৰিমাণ যি জড়িত তাকেই অতি গুৰুত্বপূৰ্ণ।

উদাহৰণ ১.১ যদি $10^9$ টা ইলেক্ট্ৰন প্ৰতি ছেকেণ্ডত এটা দেহৰ পৰা আন দেহলৈ যায়, আন দেহটোত $1 \mathrm{C}$ মুঠ আধান পাবলৈ কিমান সময়ৰ প্ৰয়োজন?

সমাধান এক ছেকেণ্ডত $10^9$ টা ইলেক্ট্ৰন দেহটোৰ পৰা ওলাই যায়। সেয়েহে এক ছেকেণ্ডত দিয়া আধান হ’ল $1.6 \times 10^{-19} \times 10^9 \mathrm{C}=1.6 \times 10^{-10} \mathrm{C}$।

$1 \mathrm{C}$ আধান জমা কৰিবলৈ প্ৰয়োজনীয় সময় তেতিয়া $1 \mathrm{C} \div\left(1.6 \times 10^{-10} \mathrm{C} / \mathrm{s}\right)$ $=6.25 \times 10^9 \mathrm{~s}=6.25 \times 10^9 \div(365 \times 24 \times$ 3600) বছৰ $=198$ বছৰ হিচাপে অনুমান কৰিব পাৰি। এইদৰে এক কুলম্ব আধান সংগ্ৰহ কৰিবলৈ, যি দেহৰ পৰা $10^9$ টা ইলেক্ট্ৰন প্ৰতি ছেকেণ্ডত ওলাই যায়, আমাক প্ৰায় ২০০ বছৰৰ প্ৰয়োজন হ’ব। সেয়েহে, এক কুলম্ব হৈছে বহুতো প্ৰায়োগিক উদ্দেশ্যৰ বাবে এক অতি ডাঙৰ একক।

তথাপিও, পদাৰ্থ এটাৰ এক ঘন চেণ্টিমিটাৰ টুকুৰাত থকা ইলেক্ট্ৰনৰ সংখ্যা প্ৰায় কিমান তাক জানাটোও গুৰুত্বপূৰ্ণ। $1 \mathrm{~cm}$ বাহুৰ তামৰ ঘন টুকুৰা এটাত প্ৰায় $2.5 \times 10^{24}$ টা ইলেক্ট্ৰন থাকে।

উদাহৰণ ১.২ এক কাপ পানীত কিমান ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক আধান থাকে?

সমাধান ধৰি লওক যে এক কাপ পানীৰ ভৰ $250 \mathrm{~g}$। পানীৰ আণৱিক ভৰ $18 \mathrm{~g}$। এইদৰে, পানীৰ এক ম’ল ($\left(=6.02 \times 10^{23}\right.$ অণু) হ’ল $18 \mathrm{~g}$। সেয়েহে এক কাপ পানীত থকা অণুৰ সংখ্যা হ’ল $(250 / 18) \times 6.02 \times 10^{23}$।

পানীৰ প্ৰতিটো অণুত দুটা হাইড্ৰজেন পৰমাণু আৰু এটা অক্সিজেন পৰমাণু থাকে, অৰ্থাৎ ১০টা ইলেক্ট্ৰন আৰু ১০টা প্ৰটন। সেয়েহে মুঠ ধনাত্মক আৰু মুঠ ঋণাত্মক আধানৰ একে পৰিমাণ থাকে। ই সমান $(250 / 18) \times 6.02 \times 10^{23} \times 10 \times 1.6 \times 10^{-19} \mathrm{C}=1.34 \times 10^7 \mathrm{C}$

১.৫ কুলম্বৰ সূত্ৰ

কুলম্বৰ সূত্ৰ হৈছে দুটা বিন্দু আধানৰ মাজৰ বলৰ বিষয়ে পৰিমাণগত বক্তব্য। যেতিয়া আহিত দেহবোৰৰ ৰৈখিক আকাৰ সিহঁতক পৃথক কৰা দূৰত্বতকৈ বহুত সৰু হয়, আকাৰটো উপেক্ষা কৰিব পাৰি আৰু আহিত দেহবোৰক বিন্দু আধান হিচাপে গণ্য কৰা হয়। কুলম্বে দুটা বিন্দু আধানৰ মাজৰ বল জোখ মাপ কৰিছিল আৰু দেখিছিল যে ই আধানবোৰৰ মাজৰ দূৰত্বৰ বৰ্গৰ ব্যস্তানুপাতিকভাৱে সলনি হয় আৰু দুটা আধানৰ পৰিমাণৰ গুণফলৰ প্ৰত্যক্ষ অনুপাতিক আছিল আৰু দুটা আধান সংযোগকাৰী ৰেখাৰ বৰাবৰ ক্ৰিয়া কৰিছিল। এইদৰে, যদি দুটা বিন্দু আধান $\mathrm{q_1}$, $\mathrm{q_2}$ শূন্যত r দূৰত্বেৰে পৃথক কৰা হয়, সিহঁতৰ মাজৰ বলৰ (F) পৰিমাণ

$$ \begin{equation*} F=k \frac{\mid q _{1} q _{2} \mid}{r^{2}} \tag{1.1} \end{equation*} $$

দ্বাৰা দিয়া হয়।

কুলম্বে কেনেকৈ তেওঁৰ পৰীক্ষাৰ পৰা এই সূত্ৰলৈ আহিছিল? কুলম্বে দুটা আহিত ধাতৱ গোলকৰ মাজৰ বল জোখ মাপ কৰিবলৈ টৰ্শন বেলেঞ্চ* ব্যৱহাৰ কৰিছিল। যেতিয়া দুটা গোলকৰ মাজৰ পৃথকীকৰণ প্ৰতিটো গোলকৰ ব্যাসাৰ্ধতকৈ বহুত ডাঙৰ হয়, আহিত গোলকবোৰক বিন্দু আধান হিচাপে গণ্য কৰিব পাৰি। কিন্তু, আৰম্ভণিতে গোলকবোৰৰ আধান অজ্ঞাত আছিল। তেন্তে তেওঁ কেনেকৈ Eq. (1.1)ৰ দৰে এটা সম্পৰ্ক আৱিষ্কাৰ কৰিব পাৰিলে? কুলম্বে নিম্নলিখিত সহজ উপায়টো ভাবিছিল: ধৰি লওক ধাতৱ গোল