5.1 পরিচিতি

আদ্রতা প্রবহমান প্রকৃতিতে সার্বজনীন। বিশাল, দূরবর্তী ছায়াগাছ, সূক্ষ্ম অদৃশ্য অণু, মানুষ এবং প্রাণী সবাই বিভিন্ন উৎস থেকে আদ্রতা ক্ষেত্রের সম্পৃক্ত। পৃথিবীর আদ্রতা মানব বিবর্তনের আগেই ছিল। আদ্রতা শব্দটি গ্রিকের একটি দ্বীপের নাম থেকে আসে যার নাম ম্যাগ্নেসিয়া, যেখানে প্রায় $600 \mathrm{BC}$ খ্রিস্টপূর্ব প্রায় আদ্রতা মূত্র সঞ্চয় পাওয়া যায়নি।

পূর্ববর্তী অধ্যায়ে আমরা জেনেছিলাম যে চলমান শক্তি বা বীজবীজ আদ্রতা ক্ষেত্র তৈরি করে। এই আবিষ্কারটি প্রাচীন দশকের প্রথম দশকে ঘটেছিল এবং এটি ওযার্স্টেড, আম্পিয়ার, বিয়োত এবং সাভার্তের মতো ব্যক্তিদের কাছে অধিকারী হয়েছিল।

বর্তমান অধ্যায়ে আমরা আদ্রতা নিজেই একটি বিষয় হিসেবে একটি দৃষ্টিভঙ্গি নিয়ে আলোচনা করব। আদ্রতার সম্পর্কে কিছু সাধারণভাবে জানা ধারণাগুলি হল:

(i) পৃথিবী আদ্রতা ক্ষেত্রের সাথে আচরণ করে যেখানে আদ্রতা ক্ষেত্র প্রায়শই ভৌগোলিক দক্ষিণ থেকে উত্তরে নির্দেশ করে।

(ii) একটি বার আদ্রতা স্বায়ত্তশাসিত হলে এটি উত্তর-দক্ষিণ দিকে নির্দেশ করে। ভৌগোলিক উত্তরে নির্দেশ করা পিন বলে আদ্রতা বারের উত্তর ধনুক বা উত্তর ধনুক বলে এবং ভৌগোলিক দক্ষিণে নির্দেশ করা পিন বলে দক্ষিণ ধনুক।

(iii) দুটি আদ্রতা যখন নিকটবর্তী হয় তখন নিউটন বা দক্ষিণ ধনুকের সাথে প্রতিশত শক্তি ঘটে। বিপরীতভাবে, একটি আদ্রতার নিউটন ধনুক আর অন্যটির দক্ষিণ ধনুকের মধ্যে আকর্ষণের শক্তি ঘটে।

(iv) আমরা আদ্রতা বারের নিউটন বা দক্ষিণ ধনুক আলাদা করতে পারি না। যদি একটি বার আদ্রতা দুটি অংশে ভাগ করা হয়, তবে আমরা আরেকটি আদ্রতা বার পাই যার কিছুটা কম শক্তি থাকে। বীজ শক্তির মতো, আলাদা আদ্রতা নিউটন এবং দক্ষিণ ধনুক যাকে আদ্রতা একক বলা হয় তা বিদ্যমান নেই।

(v) আয়রন এবং এর অ্যালয়ের মাধ্যমে আদ্রতা তৈরি করা যায়।

আমরা একটি বার আদ্রতার বর্ণনা এবং এর বাহিরের আদ্রতা ক্ষেত্রে আচরণ শুরু করব। আমরা গাউসের আদ্রতা ক্ষেত্রের নিয়ম বর্ণনা করব। এরপর আমরা পৃথিবীর আদ্রতা ক্ষেত্রের বিষয়টি নিয়ে আলোচনা করব। এরপর আমরা পদার্থগুলি তাদের আদ্রতা গুণগত বৈশিষ্ট্যের ভিত্তিতে কীভাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যায় তা বর্ণনা করব। আমরা প্যারাম্যাগনেটিজম, ডায়াম্যাগনেটিজম এবং ফেরোম্যাগনেটিজম বর্ণনা করব। শেষে আমরা ইলেক্ট্রোম্যাগনেট এবং স্থায়ী আদ্রতার বিষয়টি নিয়ে আলোচনা করব।

5.2 বার আদ্রতা

আকৃতি 5.1 একটি বার আদ্রতার চারপাশে ভাসমান আয়রন ফিলিংসের সজ্জা। এই সজ্জা আদ্রতা ক্ষেত্র রেখাগুলির সাথে মিলে যায়। এই সজ্জা দেখায় যে বার আদ্রতা একটি আদ্রতা দ্বিধবোধের বস্তু।

বিখ্যাত ভৌত বৈজ্ঞানী আল্বার্ট আইনসাইনের একটি প্রারম্ভিক স্মৃতি ছিল যে একজন আত্মীয় দ্বারা তাকে উৎসর্গীত করা একটি আদ্রতার সাথে। আইনসাইন আদ্রতার সাথে আকৃষ্ট হয়েছিল এবং এর সাথে অনন্তকাল খেলেছিল। তিনি ভাবতে থাকেন যে আদ্রতা কীভাবে একটি স্প্রিং বা তার দ্বারা সংযুক্ত নয় এমন এমন কিছু বস্তুতে কাজ করতে পারে যেমন কোলা বা পিন।

আমরা আমাদের অধ্যয়ন শুরু করব যখন একটি গ্লাস প্লেটের উপর একটি ছোট বার আদ্রতার উপর ভাসমান আয়রন ফিলিংস ছড়িয়ে দেওয়া হয়। আয়রন ফিলিংসের সজ্জা আকৃতি 5.1ে দেখানো হয়েছে। আয়রন ফিলিংসের সজ্জা দেখায় যে আদ্রতা বারের দুটি ধনুক আছে যেমন একটি বীজ দ্বিধবোধের ধনুক এর ধনুকের মতো। পরিচিতি বিভাগে উল্লেখ করা হয়েছে, একটি ধনুক উত্তর ধনুক বলে এবং অন্যটি দক্ষিণ ধনুক। স্বায়ত্তশাসিত হলে এই ধনুকগুলি প্রায়শই ভৌগোলিক উত্তর এবং দক্ষিণ ধনুকের দিকে নির্দেশ করে। একই ধরনের আয়রন ফিলিংস একটি বীজ বহন করা সোলিনয়েডের চারপাশে দেখা যায়।

5.2.1 আদ্রতা ক্ষেত্র রেখা

আয়রন ফিলিংসের সজ্জা আমাদের আদ্রতা ক্ষেত্র রেখা আঁকতে দেয়। এটি বার আদ্রতা এবং বীজ বহন করা সোলিনয়েডের জন্য আকৃতি 5.2ে দেখানো হয়েছে। তুলনার জন্য অধ্যায় 1, আকৃতি 1.17(d) দেখুন। বীজ দ্বিধবোধের বীজ ক্ষেত্র রেখাগুলিও আকৃতি 5.2(c)ে প্রদর্শিত হয়েছে। আদ্রতা ক্ষেত্র রেখাগুলি আদ্রতা ক্ষেত্রের একটি দৃশ্যমান এবং স্বাভাবিক বোঝাপড়া। এদের গুণগত বৈশিষ্ট্য হল:

(i) একটি আদ্রতা বার বা সোলিনয়েডের আদ্রতা ক্ষেত্র রেখাগুলি অবিরাম এবং বন্ধ লুপ গঠন করে। এটি বীজ দ্বিধবোধের মতো নয় যেখানে এই ক্ষেত্র রেখাগুলি ধনুক থেকে শুরু হয় এবং ধনুকে শেষ হয় বা অসীমতায় প্রবেশ করে।

আকৃতি 5.2 (a) একটি বার আদ্রতা, (b) একটি বীজ বহন করা সোলিনয়েড এবং (c) বীজ দ্বিধবোধের ক্ষেত্র রেখা। দূর দূরে, ক্ষেত্র রেখাগুলি খুবই একই হয়। আকৃতি (i) এবং (ii) দ্বারা চিহ্নিত লম্বা গাউসিয়ান উপস্থিতি।

(ii) একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে ক্ষেত্র রেখার স্পর্শক দ্বারা দেওয়া হয় যে বিন্দুটিতে সর্বোচ্চ আদ্রতা ক্ষেত্রের $\mathbf{B}$ দিক।

(iii) এক একক এলাকায় কতগুলি ক্ষেত্র রেখা কেটে যায় তা বেশি হলে আদ্রতা ক্ষেত্রের $\mathbf{B}$ তীব্রতা বেশি হয়। আকৃতি 5.2(a) এ, B অঞ্চল ii এ অঞ্চল(i) এর চেয়ে বেশি।

(iv) আদ্রতা ক্ষেত্র রেখাগুলি একে অপরের সাথে ছেদ করে না, কারণ যদি এগুলি ছেদ করে তবে ছেদ বিন্দুতে আদ্রতা ক্ষেত্রের দিক একক হবে না।

আদ্রতা ক্ষেত্র রেখাগুলি আমরা বিভিন্ন উপায়ে আঁকতে পারি। একটি উপায় হল একটি ছোট আদ্রতা কম্পাস নীল বিভিন্ন অবস্থানে রাখা এবং এর অবস্থান নোট করা। এটি আমাদের মন্ত্রণালয়ের বিভিন্ন বিন্দুতে আদ্রতা ক্ষেত্রের দিকের ধারণা দেয়।

5.2.2 বার আদ্রতা একটি সমতুল্য সোলিনয়েড হিসেবে

আকৃতি 5.3 (a) একটি সোলিনয়েডের অক্ষীয় ক্ষেত্রের গণনা যাতে এটির সাথে বার আদ্রতার সাথে একইভাবে দেখায়। (b) একটি সমতুল্য আদ্রতা ক্ষেত্রে একটি আদ্রতা নীল। এই সজ্জাটি যে B বা আদ্রতা নীলের আদ্রতা দ্বিধবোধ নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়।

পূর্ববর্তী অধ্যায়ে আমরা ব্যাখ্যা করেছি যে একটি বীজ চালনার কীভাবে আদ্রতা দ্বিধবোধ হিসেবে আচরণ করে (অধ্যায় 4.10)। আমরা আম্পিয়ারের ধারণাটি উল্লেখ করেছি যে সব আদ্রতা প্রবহমান চলাচল দ্বারা ব্যাখ্যা করা যায়।

বার আদ্রতা এবং সোলিনয়েডের আদ্রতা ক্ষেত্র রেখাগুলির সাদৃশ্য দেখায় যে বার আদ্রতা একটি বড় সংখ্যক চলাচল চলাচলের সাথে একটি সোলিনয়েডের সাথে তুলনা করা যায়। বার আদ্রতা দুটি অংশে কাটা একটি সোলিনয়েড কাটার মতো। আমরা দুটি ছোট সোলিনয়েড পাই যার আদ্রতা গুণগত বৈশিষ্ট্য কম থাকে। ক্ষেত্র রেখাগুলি অবিরাম থাকে, একটি তীর থেকে সোলিনয়েডের তীরে প্রস্থান করে অন্যটির তীরে প্রবেশ করে। এই তুলনা নিশ্চিত করতে একটি ছোট কম্পাস নীল একটি বার আদ্রতা এবং একটি বীজ বহন করা সোলিনয়েডের আশেপাশে সরানো যায় এবং নীলের বিকৃতিগুলি উভয় ক্ষেত্রেই একই হয় তা দেখা যায়।

এই তুলনা আরও দৃঢ় করতে আমরা আকৃতি 5.3 (a) এ দেখানো একটি সোলিনয়েডের অক্ষীয় ক্ষেত্র গণনা করব। আমরা দেখাব যে দূর দূরে এই অক্ষীয় ক্ষেত্র বার আদ্রতার ক্ষেত্রের সাথে একই হয়।

$$ \begin{equation*} B=\frac{\mu_{0}}{4 \pi} \frac{2 m}{r^{3}} \tag{5.1} \end{equation*} $$

এটি একটি বার আদ্রতার দূর অক্ষীয় আদ্রতা ক্ষেত্র যা পরীক্ষামূলকভাবে পাওয়া যায়। তাই, বার