বৈদ্যুতিক আধান

বৈদ্যুতিক আধান#

বৈদ্যুতিক আধান হল পদার্থের একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য যা বৈদ্যুতিক বিভবের পরিমাণ বর্ণনা করে। একটি বস্তুর বৈদ্যুতিক আধান সংস্পর্শ, ঘর্ষণ বা আবেশের মাধ্যমে অন্য একটি বস্তুতে স্থানান্তরিত হতে পারে।

বৈদ্যুতিক আধান কী?#

বৈদ্যুতিক আধান হল পদার্থের একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য যা ইলেকট্রনের উপস্থিতি বা অনুপস্থিতির কারণে উদ্ভূত হয়। ইলেকট্রন হল উপ-পরমাণু কণা যা ঋণাত্মক বৈদ্যুতিক আধান বহন করে, অন্যদিকে প্রোটন ধনাত্মক বৈদ্যুতিক আধান বহন করে। নিউট্রন, তৃতীয় ধরনের উপ-পরমাণু কণা, কোনও বৈদ্যুতিক আধান বহন করে না।

একটি বস্তুর বৈদ্যুতিক আধান নির্ধারিত হয় এতে থাকা ইলেকট্রন এবং প্রোটনের সংখ্যা দ্বারা। যদি একটি বস্তুর ইলেকট্রন এবং প্রোটনের সংখ্যা সমান হয়, তবে তাকে নিরপেক্ষ বলা হয়। যদি একটি বস্তুর প্রোটনের চেয়ে বেশি ইলেকট্রন থাকে, তবে তাকে ঋণাত্মক আধানযুক্ত বলা হয়। যদি একটি বস্তুর ইলেকট্রনের চেয়ে বেশি প্রোটন থাকে, তবে তাকে ধনাত্মক আধানযুক্ত বলা হয়।

বৈদ্যুতিক আধান বিভিন্ন উপায়ে সৃষ্টি করা যেতে পারে, যার মধ্যে রয়েছে ঘর্ষণ, সংস্পর্শ এবং আবেশ। যখন দুটি বস্তুকে একসাথে ঘষা হয়, তখন ইলেকট্রন এক বস্তু থেকে অন্য বস্তুতে স্থানান্তরিত হতে পারে, যার ফলে বিপরীত আধান সৃষ্টি হয়। যখন দুটি আধানযুক্ত বস্তুকে একে অপরের সংস্পর্শে আনা হয়, তখন বস্তুগুলির মধ্যে ইলেকট্রন প্রবাহিত হতে পারে, যার ফলে আধানগুলি নিরপেক্ষ হয়ে যায়। যখন একটি আধানযুক্ত বস্তুকে একটি আধানহীন বস্তুর কাছে আনা হয়, তখন আধানযুক্ত বস্তুর বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র আধানহীন বস্তুটিকে মেরুকৃত হতে প্ররোচিত করতে পারে, যার অর্থ আধানহীন বস্তুর ইলেকট্রনগুলি তাদের স্বাভাবিক অবস্থান থেকে সরে যায়।

বৈদ্যুতিক আধানগুলি একে অপরের সাথে তড়িৎচুম্বকীয় বলের মাধ্যমে মিথস্ক্রিয়া করে, যেমন ইলেকট্রন এবং প্রোটন।

একটি বস্তুর বৈদ্যুতিক আধান হল পদার্থের একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য যার দৈনন্দিন জীবনে বিস্তৃত প্রয়োগ রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, বৈদ্যুতিক আধান ব্যাটারি, ক্যাপাসিটর এবং ট্রানজিস্টরে ব্যবহৃত হয়। বৈদ্যুতিক আধান বিদ্যুৎ উৎপন্ন করতে, বৈদ্যুতিক মোটর চালাতে এবং দূরবর্তী স্থানে ডেটা প্রেরণ করতেও ব্যবহৃত হয়।

বৈদ্যুতিক আধানের উদাহরণ

• বজ্রপাত: বজ্রপাত একটি প্রাকৃতিক ঘটনা যা ঘটে যখন বায়ুমণ্ডলে বৈদ্যুতিক আধানের সঞ্চয় হয়। যখন বৈদ্যুতিক আধান খুব বেশি হয়ে যায়, তখন তা বজ্রপাতের আকারে মুক্তি পায়।
• স্থির বিদ্যুৎ: স্থির বিদ্যুৎ হল একটি বস্তুতে বৈদ্যুতিক আধানের সঞ্চয়। ঘর্ষণ, সংস্পর্শ বা আবেশের কারণে স্থির বিদ্যুৎ হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যখন আপনি একটি বেলুন আপনার চুলে ঘষেন, বেলুনটি ঋণাত্মক আধানযুক্ত হয় এবং আপনার চুল ধনাত্মক আধানযুক্ত হয়।
• ব্যাটারি: ব্যাটারি হল এমন যন্ত্র যা বৈদ্যুতিক আধান সঞ্চয় করে। ব্যাটারিতে দুটি ইলেকট্রোড থাকে, একটি ধনাত্মক ইলেকট্রোড এবং একটি ঋণাত্মক ইলেকট্রোড। ধনাত্মক ইলেকট্রোডটি ব্যাটারির ধনাত্মক টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত থাকে, এবং ঋণাত্মক ইলেকট্রোডটি ব্যাটারির ঋণাত্মক টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত থাকে। যখন একটি সার্কিট ব্যাটারির সাথে সংযুক্ত করা হয়, তখন ইলেকট্রন ঋণাত্মক ইলেকট্রোড থেকে ধনাত্মক ইলেকট্রোডে প্রবাহিত হয়, যার ফলে একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ সৃষ্টি হয়।
• ক্যাপাসিটর: ক্যাপাসিটর হল এমন যন্ত্র যা বৈদ্যুতিক আধান সঞ্চয় করে। ক্যাপাসিটরে দুটি ধাতব প্লেট থাকে যা একটি অন্তরক দ্বারা পৃথক করা থাকে। যখন ক্যাপাসিটরে একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন ইলেকট্রন এক প্লেট থেকে অন্য প্লেটে প্রবাহিত হয়, যার ফলে প্লেটগুলির মধ্যে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সৃষ্টি হয়। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি বৈদ্যুতিক আধান সঞ্চয় করে।
• ট্রানজিস্টর: ট্রানজিস্টর হল ইলেকট্রনিক যন্ত্র যা ইলেকট্রনিক সংকেতকে পরিবর্ধন বা সুইচ করতে পারে। ট্রানজিস্টরগুলি অর্ধপরিবাহী উপকরণ দিয়ে তৈরি, যা এমন উপকরণ যার বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবাহী এবং অন্তরকের মধ্যে থাকে। ট্রানজিস্টরগুলি অর্ধপরিবাহী উপকরণের মাধ্যমে ইলেকট্রনের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে কাজ করে।

বৈদ্যুতিক আধান পরিমাপ#

বৈদ্যুতিক আধান হল পদার্থের একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য যা একটি বস্তুর বিদ্যমান বৈদ্যুতিক বিভবের পরিমাণ বর্ণনা করে। এটি কুলম্ব (C) এককে পরিমাপ করা হয়, যা ফরাসি পদার্থবিদ চার্লস-অগাস্টিন ডি কুলম্বের নামে নামকরণ করা হয়েছে। বৈদ্যুতিক আধান পরিমাপের মধ্যে একটি বস্তু বা সিস্টেমে বিদ্যমান আধানের পরিমাণ নির্ণয় করা জড়িত। বৈদ্যুতিক আধান পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত কয়েকটি পদ্ধতি এখানে দেওয়া হল:

১. ইলেকট্রোস্কোপ: একটি ইলেকট্রোস্কোপ হল একটি সরল যন্ত্র যা বৈদ্যুতিক আধানের উপস্থিতি এবং মেরুত্ব সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। এটি একটি ধাতব রড নিয়ে গঠিত যার এক প্রান্তে একটি হালকা ওজনের পরিবাহী বস্তু, যেমন একটি পাত বা একটি বল, সংযুক্ত থাকে। যখন ইলেকট্রোস্কোপটিকে একটি আধানযুক্ত বস্তুর কাছে আনা হয়, তখন আধানগুলির মধ্যে স্থির তড়িৎ বলের কারণে পরিবাহী বস্তুটি নড়ে। নড়াচড়ার দিকটি আধানের মেরুত্ব নির্দেশ করে।

২. স্থির তড়িৎ ভোল্টমিটার: একটি স্থির তড়িৎ ভোল্টমিটার একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে দুটি বিন্দুর মধ্যে বৈদ্যুতিক বিভব পার্থক্য পরিমাপ করে। এটি দুটি স্থির ধাতব প্লেটের মধ্যে স্থগিত একটি চলমান ধাতব ফলক নিয়ে গঠিত। যখন প্লেটগুলির মধ্যে একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন ফলকটি একটি স্থির তড়িৎ বল অনুভব করে যা তাকে নড়তে বাধ্য করে। ফলকের বিচ্যুতির পরিমাণ ভোল্টেজের সমানুপাতিক, যা বৈদ্যুতিক বিভব পার্থক্য পরিমাপ করতে দেয়।

৩. ফ্যারাডে আইস পেইল পরীক্ষা: ফ্যারাডে আইস পেইল পরীক্ষা হল একটি বস্তুর আধান পরিমাপের একটি ক্লাসিক পদ্ধতি। এতে একটি ধাতব পাত্র (আইস পেইল) একটি অন্তরক সুতো থেকে ঝুলিয়ে এবং এটি একটি ইলেকট্রোস্কোপের সাথে সংযুক্ত করা জড়িত। যখন একটি আধানযুক্ত বস্তুকে পাত্রের কাছে আনা হয়, তখন আধানটি পাত্রে স্থানান্তরিত হয়, যার ফলে ইলেকট্রোস্কোপটি বিচ্যুত হয়। বিচ্যুতির পরিমাণ ব্যবহার করে বস্তুর আধান গণনা করা হয়।

৪. প্রবাহ পরিমাপ: বৈদ্যুতিক আধান একটি পরিবাহীর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত বৈদ্যুতিক প্রবাহ পরিমাপ করেও পরিমাপ করা যেতে পারে। প্রবাহ হল আধান প্রবাহের হার, এবং এটি অ্যাম্পিয়ার (A) এককে পরিমাপ করা হয়। সময়ের সাথে প্রবাহকে সমাকলন করে, স্থানান্তরিত মোট আধান নির্ধারণ করা যেতে পারে। এই পদ্ধতিটি সাধারণত বৈদ্যুতিক সার্কিট এবং পরিমাপে ব্যবহৃত হয়।

৫. চার্জ-কাপলড ডিভাইস (CCD): CCD হল অর্ধপরিবাহী যন্ত্র যা ডিজিটাল ক্যামেরা এবং ইমেজিং সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়। তারা আলোকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করে বৈদ্যুতিক আধান পরিমাপ করে। একটি CCD-এর প্রতিটি পিক্সেল একটি ক্ষুদ্র ক্যাপাসিটর নিয়ে গঠিত যা এর উপর পড়া আলোর তীব্রতার সমানুপাতিক আধান সঞ্চয় করে। সঞ্চিত আধানটি তারপর পড়ে নেওয়া হয় এবং একটি চিত্র তৈরি করতে ডিজিটাল ডেটায় রূপান্তরিত হয়।

এগুলি হল বৈদ্যুতিক আধান পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত কিছু পদ্ধতি। পদ্ধতির পছন্দ নির্দিষ্ট প্রয়োগ এবং প্রয়োজনীয় নির্ভুলতার স্তরের উপর নির্ভর করে। বৈদ্যুতিক আধান বোঝা এবং পরিমাপ করা পদার্থবিদ্যা, বৈদ্যুতিক প্রকৌশল এবং ইলেকট্রনিক্স সহ বিভিন্ন ক্ষেত্রে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

বৈদ্যুতিক আধানের বৈশিষ্ট্য#

১. আধানের কোয়ান্টায়ন: বৈদ্যুতিক আধান কোয়ান্টায়িত, অর্থাৎ এটি পৃথক এককে আসে। আধানের মৌলিক একক হল একটি ইলেকট্রনের আধান, যা প্রায় -১.৬০২ x ১০^-১৯ কুলম্ব (C)। অন্যান্য সমস্ত আধান এই প্রাথমিক আধানের গুণিতক।

২. আধানের সংরক্ষণশীলতা: একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমে মোট বৈদ্যুতিক আধান স্থির থাকে। এর অর্থ হল আধান সৃষ্টি বা ধ্বংস করা যায় না, তবে এটি এক বস্তু থেকে অন্য বস্তুতে স্থানান্তরিত হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যখন বিপরীত আধানযুক্ত দুটি বস্তু সংস্পর্শে আসে, তখন ইলেকট্রন এক বস্তু থেকে অন্য বস্তুতে প্রবাহিত হতে পারে, উভয় বস্তুর আধান পরিবর্তন করে।

৩. আধানের প্রকার: বৈদ্যুতিক আধান দুই প্রকার: ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক। ধনাত্মক আধান প্রোটনের সাথে যুক্ত, যখন ঋণাত্মক আধান ইলেকট্রনের সাথে যুক্ত। প্রোটন পরমাণুর নিউক্লিয়াসে পাওয়া যায়, যখন ইলেকট্রন নিউক্লিয়াসকে প্রদক্ষিণ করে। একটি পরমাণুতে প্রোটন এবং ইলেকট্রনের সংখ্যা তার সামগ্রিক আধান নির্ধারণ করে। যদি একটি পরমাণুতে প্রোটন এবং ইলেকট্রনের সংখ্যা সমান হয়, তবে তা নিরপেক্ষ। যদি এতে ইলেকট্রনের চেয়ে বেশি প্রোটন থাকে, তবে তা ধনাত্মক আধানযুক্ত। যদি এতে প্রোটনের চেয়ে বেশি ইলেকট্রন থাকে, তবে তা ঋণাত্মক আধানযুক্ত।

৪. আকর্ষণ এবং বিকর্ষণ: সমজাতীয় আধান পরস্পরকে বিকর্ষণ করে, যখন বিপরীত আধান পরস্পরকে আকর্ষণ করে। এটি তড়িৎচুম্বকত্বের মৌলিক নীতি। দুটি আধানের মধ্যে বল আধানগুলির গুণফলের সরাসরি সমানুপাতিক এবং তাদের মধ্যকার দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক। এই সম্পর্কটি কুলম্বের সূত্র নামে পরিচিত।

৫. পরিবাহী এবং অন্তরক: বৈদ্যুতিক আধান পরিবহনের ক্ষমতার উপর ভিত্তি করে উপকরণগুলিকে পরিবাহী এবং অন্তরকে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। পরিবাহী হল এমন উপকরণ যা সহজেই তাদের মধ্য দিয়ে বৈদ্যুতিক আধান প্রবাহিত হতে দেয়, যখন অন্তরক তা দেয় না। ধাতুগুলি বিদ্যুতের ভাল পরিবাহী, যখন রাবার এবং প্লাস্টিক ভাল অন্তরক।

৬. বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র: একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র হল একটি আধানযুক্ত বস্তুর চারপাশের স্থানের একটি অঞ্চল যেখানে অন্যান্য আধানযুক্ত বস্তু একটি বল অনুভব করে। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র আধানযুক্ত বস্তুর কাছাকাছি শক্তিশালী এবং দূরে দুর্বল হয়। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের দিকটি হল সেই দিক যেখানে একটি ধনাত্মক পরীক্ষামূলক আধান একটি বল অনুভব করবে।

৭. বৈদ্যুতিক বিভব: বৈদ্যুতিক বিভব হল স্থানের একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে প্রতি একক আধানের বৈদ্যুতিক বিভব শক্তির পরিমাণ। এটি ভোল্ট (V) এককে পরিমাপ করা হয়। বৈদ্যুতিক বিভব একটি ধনাত্মক আধান থেকে দূরে বিন্দুতে বেশি এবং একটি ধনাত্মক আধানের কাছাকাছি বিন্দুতে কম।

বৈদ্যুতিক আধানের এই বৈশিষ্ট্যগুলি তড়িৎচুম্বকত্বের ভিত্তি গঠন করে, যা প্রকৃতির মৌলিক শক্তিগুলির মধ্যে একটি। এগুলি বিভিন্ন ঘটনায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, যার মধ্যে রয়েছে বৈদ্যুতিক সার্কিটের আচরণ, বিদ্যুৎ উৎপাদন এবং আধানযুক্ত কণাগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া।

কুলম্বের সূত্র#

কুলম্বের সূত্র, ফরাসি পদার্থবিদ চার্লস-অগাস্টিন ডি কুলম্বের নামে নামকরণ করা হয়েছে, দুটি আধানযুক্ত কণার মধ্যে স্থির তড়িৎ আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বল বর্ণনা করে। এটি তড়িৎচুম্বকত্বের মৌলিক সূত্রগুলির মধ্যে একটি এবং বিভিন্ন বৈদ্যুতিক ঘটনা বোঝার ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

বিবৃতি:

দুটি বিন্দু আধানের মধ্যে স্থির তড়িৎ বলের মাত্রা আধানগুলির মাত্রার গুণফলের সরাসরি সমানুপাতিক এবং তাদের মধ্যকার দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক। বলটি আকর্ষণাত্মক হবে যদি আধানগুলির চিহ্ন বিপরীত হয় এবং বিকর্ষণাত্মক হবে যদি তাদের চিহ্ন একই হয়।

গাণিতিকভাবে, কুলম্বের সূত্রটি নিম্নরূপ প্রকাশ করা হয়:

$$ F = k \frac{q_1 q_2}{r^2} $$

যেখানে:

• $F$ নিউটন (N) এককে স্থির তড়িৎ বলকে উপস্থাপন করে।
• $k$ হল স্থির তড়িৎ ধ্রুবক, SI এককে প্রায় $8.988 × 10^9 N m^2/C^2$ এর সমান।
• $q_1$ এবং $q_2$ হল কুলম্ব (C) এককে আধানগুলির মাত্রা।
• r হল মিটার (m) এককে আধানগুলির মধ্যকার দূরত্ব।

উদাহরণ:

১. আকর্ষণ বল: দুটি ধনাত্মক আধানযুক্ত কণা বিবেচনা করুন, $q_1 = +5$ μC এবং $q_2 = +3$ μC, r = 2 মিটার দূরত্ব দ্বারা পৃথক। তাদের মধ্যে স্থির তড়িৎ বল নিম্নরূপ গণনা করা হয়:

$$F = (8.988 × 10^9 N m^2/C^2) \times \frac{(5 × 10^{-6} C) \times (3 × 10^{-6} C)}{(2 m)^2}$$ $$\Rightarrow F ≈ 6.74 × 10^{-3} N$$

বলটি ধনাত্মক, যা দুটি ধনাত্মক আধানের মধ্যে একটি আকর্ষণ বল নির্দেশ করে।

২. বিকর্ষণ বল: এখন, দুটি ঋণাত্মক আধানযুক্ত কণা বিবেচনা করুন, q1 = -4 μC এবং q2 = -2 μC, r = 3 মিটার দূরত্ব দ্বারা পৃথক। তাদের মধ্যে স্থির তড়িৎ বল হল:

$$F = (8.988 × 10^9 N m^2/C^2) \times \frac{(-4 × 10^{-6} C) \times (-2 × 10^{-6} C)}{(3 m)^2}$$ $$\Rightarrow F ≈ 2.22 × 10^{-3} N$$

বলটি ধনাত্মক, যা দুটি ঋণাত্মক আধানের মধ্যে একটি বিকর্ষণ বল নির্দেশ করে।

৩. একটি পরীক্ষামূলক আধানের উপর বল: কুলম্বের সূত্র একটি আধানযুক্ত বস্তুর সান্নিধ্যে স্থাপিত একটি পরীক্ষামূলক আধান দ্বারা অনুভূত বল নির্ধারণ করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যদি একটি ধনাত্মক পরীক্ষামূলক আধান q0 প্রথম উদাহরণ থেকে ধনাত্মক আধানযুক্ত কণা q1 এর কাছে আনা হয়, তবে এটি q0 এবং q1 এর সমানুপাতিক একটি আকর্ষণ বল অনুভব করবে।

কুলম্বের সূত্র স্থির তড়িৎ বোঝার জন্য মৌলিক এবং পদার্থবিদ্যা, প্রকৌশল এবং রসায়ন সহ বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়। এটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, ক্যাপাসিটর এবং অন্যান্য বৈদ্যুতিক উপাদান বিশ্লেষণের ভিত্তি প্রদান করে।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন – FAQs#

বৈদ্যুতিক আধান কী?

বৈদ্যুতিক আধান হল পদার্থের একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য যা একটি বস্তুর বিদ্যমান বৈদ্যুতিক বিভব শক্তির পরিমাণ বর্ণনা করে। এটি কুলম্ব (C) এককে পরিমাপ করা হয়, এবং এটি ধনাত্মক বা ঋণাত্মক হতে পারে। ধনাত্মক আধান প্রোটনের সাথে যুক্ত, যখন ঋণাত্মক আধান ইলেকট্রনের সাথে যুক্ত।

একটি বস্তুর বৈদ্যুতিক আধান এতে থাকা প্রোটন এবং ইলেকট্রনের সংখ্যা দ্বারা নির্ধারিত হয়। যদি একটি বস্তুর ইলেকট্রনের চেয়ে বেশি প্রোটন থাকে, তবে এর একটি ধনাত্মক আধান থাকবে। যদি একটি বস্তুর প্রোটনের চেয়ে বেশি ইলেকট্রন থাকে, তবে এর একটি ঋণাত্মক আধান থাকবে। যদি একটি বস্তুর প্রোটন এবং ইলেকট্রনের সংখ্যা সমান হয়, তবে তা নিরপেক্ষ হবে।

বৈদ্যুতিক আধানগুলি তড়িৎচুম্বকীয় বলের মাধ্যমে একে অপরের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। এই বলটি প্রকৃতির চারটি মৌলিক শক্তির মধ্যে একটি, এবং এটি আধানযুক্ত কণাগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার জন্য দায়ী। তড়িৎচুম্বকীয় বলই বস্তুগুলিকে একে অপরকে আকর্ষণ বা বিকর্ষণ করতে বাধ্য করে।

দৈনন্দিন জীবনে বৈদ্যুতিক আধানের অনেক উদাহরণ রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, যখন আপনি একটি বেলুন আপনার চুলে ঘষেন, বেলুনটি ঋণাত্মক আধানযুক্ত হয় এবং আপনার চুল ধনাত্মক আধানযুক্ত হয়। এটি কারণ আপনার চুল থেকে ইলেকট্রনগুলি বেলুনে স্থানান্তরিত হয়। যখন আপনি বেলুনটি আপনার চুলের কাছে নিয়ে আসেন, তখন বিপরীত আধানগুলি একে অপরকে আকর্ষণ করে এবং বেলুনটি আপনার চুলে আটকে যায়।

বৈদ্যুতিক আধানের আরেকটি উদাহরণ হল বজ্রপাত। বজ্রপাত হল বিদ্যুতের একটি নিঃসরণ যা একটি মেঘ এবং মাটির মধ্যে, বা দুটি মেঘের মধ্যে ঘটে। বজ্রপাত মেঘে বৈদ্যুতিক আধানের সঞ্চয়ের কারণে ঘটে। যখন আধান খুব বেশি হয়ে যায়, তখন তা বজ্রপাতের আকারে মুক্তি পায়।

বৈদ্যুতিক আধান হল পদার্থের একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য যা আমাদের দৈনন্দিন জীবনের অনেক দিকেই গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। বস্তুগুলির মধ্যে সরল মিথস্ক্রিয়া থেকে শুরু করে বজ্রপাতের শক্তিশালী শক্তি পর্যন্ত, বৈদ্যুতিক আধান আমাদের চারপাশে সর্বত্র রয়েছে।

পরমাণুর মধ্যে বৈদ্যুতিক আধানগুলি কীভাবে বিতরণ করা হয়?

পরমাণুর মধ্যে বৈদ্যুতিক আধানগুলি নির্দিষ্ট অঞ্চলে বিতরণ করা হয় যাকে ইলেকট্রন শেল বা শক্তি স্তর বলা হয়। এই শেলগুলি পরমাণুর নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘনকেন্দ্রিকভাবে সাজানো থাকে, প্রতিটি শেলে নির্দিষ্ট সংখ্যক ইলেকট্রন থাকে। শেলের সংখ্যা এবং প্রতিটি শেলে ইলেকট্রনের সংখ্যা মৌলের পারমাণবিক সংখ্যার উপর নির্ভর করে।

এখানে পরমাণুর মধ্যে বৈদ্যুতিক আধানগুলি কীভাবে বিতরণ করা হয় তার আরও বিশদ ব্যাখ্যা দেওয়া হল:

১. পরমাণুর নিউক্লিয়াস: পরমাণুর নিউক্লিয়াস পরমাণুর কেন্দ্রে অবস্থিত এবং এতে ধনাত্মক আধানযুক্ত প্রোটন এবং নিরপেক্ষ নিউট্রন থাকে। নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যা মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা নির্ধারণ করে এবং এর রাসায়নিক পরিচয় সংজ্ঞায়িত করে।

২. ইলেকট্রন শেল: নিউক্লিয়াসকে ঘিরে ইলেকট্রন শেল থাকে, যা এমন অঞ্চল যেখানে ইলেকট্রনগুলি নিউক্লিয়াসকে প্রদক্ষিণ করে। প্রতিটি শেলকে একটি প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা (n) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যা সাতটি পরিচিত ইলেকট্রন শেলের জন্য 1 থেকে 7 পর্যন্ত হয়।

৩. ইলেকট্রন উপশেল: প্রতিটি ইলেকট্রন শেল আরও উপশেলে বিভক্ত, যা বিভিন্ন আকৃতি এবং অভিযোজন দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। উপশেলগুলি s, p, d, এবং f অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। s উপশেলটি গোলাকার, p উপশেলটির তিনটি ডাম্বেল-আকৃতির অরবিটাল রয়েছে, d উপশেলটির পাঁচটি জটিল-আকৃতির অরবিটাল রয়েছে, এবং f উপশেলটির সাতটি আরও জটিল অরবিটাল রয়েছে।

৪. ইলেকট্রন বিন্যাস: ইলেকট্রন শেল এবং উপশেলের মধ্যে ইলেকট্রনের বিন্যাসকে ইলেকট্রন বিন্যাস বলা হয়। ইলেকট্রনগুলি তাদের শক্তি স্তরের ভিত্তিতে একটি নির্দিষ্ট ক্রমে উপশেলগুলি পূরণ করে। সর্বনিম্ন শক্তি স্তরগুলি প্রথমে পূরণ করা হয়, তারপরে উচ্চতর শক্তি স্তরগুলি।

৫. ইলেকট্রন যুগ্মীকরণ: প্রতিটি উপশেলের মধ্যে, ইলেকট্রনগুলি বিপরীত স্পিন সহ যুগ্ম গঠনের প্রবণতা রাখে। এই যুগ্মীকরণ পরমাণুর সামগ্রিক শক্তি হ্রাস করে। প্রতিটি অরবিটাল বিপরীত স্পিন সহ সর্বাধিক দুটি ইলেকট্রন ধারণ করতে পারে।

৬. যোজ্যতা ইলেকট্রন: একটি পরমাণুর সর্ববহিঃস্থ শেলে থাকা ইলেকট্রনগুলিকে যোজ্যতা ইলেকট্রন বলা হয়। এই ইলেকট্রনগুলি রাসায়নিক বন্ধন এবং মৌলের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণের জন্য দায়ী।

উদাহরণস্বরূপ, কার্বন পরমাণু বিবেচনা করুন:

• কার্বনের পারমাণবিক সংখ্যা 6, যার অর্থ এর নিউক্লিয়াসে 6টি প্রোটন রয়েছে।
• কার্বনের তিনটি ইলেকট্রন শেল রয়েছে (n = 1, 2, 3)।
• প্রথম শেল (n = 1) এর একটি s উপশেল রয়েছে এবং এটি দুটি ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ।
• দ্বিতীয় শেল (n = 2) এর একটি s উপশেল এবং তিনটি p উপশেল রয়েছে। s উপশেলটি দুটি ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ, এবং p উপশেলগুলি প্রতিটি দুটি ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ, যার ফলে দ্বিতীয় শেলে মোট চারটি ইলেকট্রন থাকে।
• তৃতীয় শেল (n = 3) কার্বনে খালি।

সংক্ষেপে, পরমাণুর মধ্যে বৈদ্যুতিক আধানগুলি নিউক্লিয়াসের চারপাশে ইলেকট্রন শেলে বিতরণ করা হয়। এই শেলগুলিতে ইলেকট্রনের বিন্যাস নির্দিষ্ট নিয়ম এবং শক্তি স্তর বিন্যাস অনুসরণ করে, যা মৌলের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে।

ধনাত্মক আধানযুক্ত উপ-পরমাণু কণাগুলিকে কী বলা হয়?

ধনাত্মক আধানযুক্ত উপ-পরমাণু কণাগুলিকে প্রোটন বলা হয়। প্রোটন হল তিনটি প্রধান ধরনের উপ-পরমাণু কণার মধ্যে একটি, নিউট্রন এবং ইলেকট্রনের সাথে। প্রোটন পরমাণুর নিউক্লিয়াসে পাওয়া যায়, যা পরমাণুর কেন্দ্রীয় কোর যা এর বেশিরভাগ ভর ধারণ করে।

একটি পরমাণুতে প্রোটনের সংখ্যা তার পারমাণবিক সংখ্যা নির্ধারণ করে, যা প্রতিটি মৌলের জন্য অনন্য। উদাহরণস্বরূপ, একটি প্রোটনযুক্ত সমস্ত পরমাণু হাইড্রোজেন পরমাণু, দুটি প্রোটনযুক্ত সমস্ত পরমাণু হিলিয়াম পরমাণু, ইত্যাদি।

প্রোটনের একটি ধনাত্মক বৈদ্যুতিক আধান থাকে, যা একটি ইলেকট্রনের ঋণাত্মক বৈদ্যুতিক আধানের সমান মাত্রার। এই ধনাত্মক আধানই পরমাণুতে ইলেকট্রনগুলিকে নিউক্লিয়াসের চারপাশে কক্ষপথে ধরে রাখে। প্রোটনের ধনাত্মক আধান এবং ইলেকট্রনের ঋণাত্মক আধানের মধ্যে আকর্ষণই পরমাণুগুলিকে স্থিতিশীল রাখে।

এখানে ধনাত্মক আধানযুক্ত উপ-পরমাণু কণার কিছু উদাহরণ দেওয়া হল:

• প্রোটন: প্রোটন সমস্ত পরমাণুর নিউক্লিয়াসে পাওয়া যায়। তাদের একটি ধনাত্মক বৈদ্যুতিক আধান এবং প্রায় 1 পারমাণবিক ভর একক (amu) ভর রয়েছে।
• পজিট্রন: পজিট্রন হল ইলেকট্রনের প্রতিকণা। তাদের ইলেকট্রনের মতো একই ভর রয়েছে, কিন্তু তাদের একটি ধনাত্মক বৈদ্যুতিক আধান রয়েছে। পজিট্রন তৈরি হয় যখন উচ্চ-শক্তির ফোটন পদার্থের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে।
• আলফা কণা: আলফা কণা হল হিলিয়াম নিউক্লিয়াস। এগুলি দুটি প্রোটন এবং দুটি নিউট্রন একসাথে আবদ্ধ থাকে। আলফা কণা কিছু তেজস্ক্রিয় মৌল, যেমন ইউরেনিয়াম এবং প্লুটোনিয়াম দ্বারা নির্গত হয়।

ধনাত্মক আধানযুক্ত উপ-পরমাণু কণাগুলি বিদ্যুৎ, চুম্বকত্ব এবং পারমাণবিক বিক্রিয়ার মতো অনেক শারীরিক ঘটনায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

কখন একটি বৈদ্যুতিক আধান ঋণাত্মক হবে?

বৈদ্যুতিক আধান হল পদার্থের একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য যা একটি কণায় সঞ্চিত বৈদ্যুতিক বিভব শক্তির পরিমাণ বর্ণনা করে। আধানগুলি ধনাত্মক বা ঋণাত্মক হতে পারে। একটি ঋণাত্মক বৈদ্যুতিক আধান ইলেকট্রনের আধিক্যের সাথে যুক্ত, যখন একটি ধনাত্মক আধান ইলেকট্রনের ঘাটতির সাথে যুক্ত।

এখানে কখন একটি বৈদ্যুতিক আধান ঋণাত্মক হবে তার কিছু উদাহরণ দেওয়া হল:

• ইলেকট্রন: ইলেকট্রন হল উপ-পরমাণু কণা যা একটি ঋণাত্মক বৈদ্যুতিক আধান বহন করে। এগুলি সমস্ত পরমাণুতে পাওয়া যায় এবং মৌলগুলির রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের জন্য দায়ী।
• আয়ন: আয়ন হল পরমাণু বা অণু যা ইলেকট্রন হারিয়েছে বা অর্জন করেছে, যার ফলে একটি নেট ধনাত্মক বা ঋণাত্মক আধান হয়। ঋণাত্মক আয়ন তৈরি হয় যখন একটি পরমাণু বা অণু এক বা একাধিক ইলেকট্রন অর্জন করে।
• আধানযুক্ত কণা: আধানযুক্ত কণা হল এমন কণা যার একটি নেট বৈদ্যুতিক আধান রয়েছে। এর মধ্যে প্রোটন, নিউট্রন এবং অন্যান্য উপ-পরমাণু কণা অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে।

দৈনন্দিন জীবনে, আমরা ঋণাত্মক বৈদ্যুতিক আধানের অনেক উদাহরণের সম্মুখীন হই। উদাহরণস্বরূপ, একটি ব্যাটারির ঋণাত্মক টার্মিনালটি ঋণাত্মক ইলেকট্রোডের সাথে সংযুক্ত থাকে, যা হল যেখানে ইলেকট্রনগুলি ব্যাটারিতে প্রবাহিত হয়। একইভাবে, একটি পাওয়ার আউটলেটের ঋণাত্মক টার্মিনালটি ঋণাত্মক তারের সাথে সংযুক্ত থাকে, যা হল যেখানে ইলেকট্রনগুলি আউটলেটে প্রবাহিত হয়।

বৈদ্যুতিক আধান বোঝা পদার্থবিদ্যা এবং রসায়নের অনেক দিক বোঝার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। বৈদ্যুতিক আধানের বৈশিষ্ট্য বোঝার মাধ্যমে, আমরা পদার্থের আচরণ এবং বিভিন্ন বস্তুর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া আরও ভালভাবে বুঝতে পারি।

কেন একটি বৈদ্যুতিক আধান একটি স্কেলার রাশি?

একটি বৈদ্যুতিক আধান একটি স্কেলার রাশি কারণ এর কেবল মাত্রা আছে কিন্তু কোনও দিক নেই। এর অর্থ হল একটি বৈদ্যুতিক আধান ধনাত্মক বা ঋণাত্মক হতে পারে, কিন্তু এর সাথে কোনও নির্দিষ্ট দিক যুক্ত নেই।

উদাহরণস্বরূপ, যদি আপনার দুটি ধনাত্মক আধান থাকে, তবে তারা তাদের আধানের গুণফলের সমানুপাতিক এবং তাদের মধ্যকার দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক একটি বল দিয়ে একে অপরকে বিকর্ষণ করবে। যাইহোক, এই বলের দিকটি আধানগুলির আপেক্ষিক অবস্থানের উপর নির্ভর করবে। যদি আধানগুলি সরাসরি একে অপরের বিপরীতে থাকে, তবে বলটি তাদের সংযোগকারী রেখা বরাবর সরাসরি হবে। যাইহোক, যদি আধানগুলি একে অপরের সাথে একটি কোণে থাকে, তবে বলটি তাদের সংযোগকারী রেখার সাথে একটি কোণে থাকবে।

বিপরীতে, একটি ভেক্টর রাশির মাত্রা এবং দিক উভয়ই রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, বেগ একটি ভেক্টর রাশি কারণ এর গতি এবং দিক উভয়ই রয়েছে। যদি আপনি উত্তর দিকে প্রতি সেকেন্ডে 10 মিটার গতিতে চলছেন, তবে আপনার বেগ হল প্রতি সেকেন্ডে 10 মিটার উত্তর।

বৈদ্যুতিক আধান হল পদার্থের একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য। সমস্ত পদার্থ পরমাণু দিয়ে তৈরি, এবং পরমাণুগুলি প্রোটন, নিউট্রন এবং ইলেকট্রন দিয়ে তৈরি। প্রোটনের একটি ধনাত্মক বৈদ্যুতিক আধান থাকে, ইলেকট্রনের একটি ঋণাত্মক বৈদ্যুতিক আধান থাকে, এবং নিউট্রনের কোনও বৈদ্যুতিক আধান থাকে না। একটি পরমাণুর মোট বৈদ্যুতিক