চুম্বকস্থিতিবিদ্যার সংজ্ঞা, বৈশিষ্ট্য ও পার্থক্য

চুম্বকস্থিতিবিদ্যায় সীমানা শর্ত#

চুম্বকস্থিতিবিদ্যায়, বিভিন্ন পদার্থের মধ্যবর্তী তলগুলিতে চৌম্বক ক্ষেত্রের আচরণ বর্ণনা করতে সীমানা শর্তগুলি ব্যবহৃত হয়। এই শর্তগুলি প্রয়োজনীয় যাতে নিশ্চিত করা যায় যে চৌম্বক ক্ষেত্রটি সীমানা জুড়ে অবিচ্ছিন্ন এবং চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্বের ডাইভারজেন্স শূন্য।

পারফেক্ট কন্ডাক্টর#

একটি পারফেক্ট কন্ডাক্টর হল এমন একটি পদার্থ যার অসীম পরিবাহিতা রয়েছে। এর অর্থ হল একটি পারফেক্ট কন্ডাক্টরের অভ্যন্তরে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র শূন্য। একটি পারফেক্ট কন্ডাক্টরের জন্য সীমানা শর্ত হল:

$$\mathbf{B}\cdot\hat{n}=0$$

যেখানে $\mathbf{B}$ হল চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্ব, $\hat{n}$ হল কন্ডাক্টরের পৃষ্ঠের প্রতি একক স্বাভাবিক ভেক্টর, এবং $\cdot$ ডট গুণফল নির্দেশ করে। একটি পারফেক্ট কন্ডাক্টরের জন্য, চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্ব সর্বদা কন্ডাক্টরের পৃষ্ঠের সাথে স্বাভাবিক (লম্ব) হয়।

পারফেক্ট চৌম্বক পদার্থ#

একটি পারফেক্ট চৌম্বক পদার্থ হল এমন একটি পদার্থ যার অসীম পারমিয়াবিলিটি রয়েছে। এর অর্থ হল একটি পারফেক্ট চৌম্বক পদার্থের অভ্যন্তরে চৌম্বক ক্ষেত্র সমরূপ (ইউনিফর্ম)। একটি পারফেক্ট চৌম্বক পদার্থের জন্য সীমানা শর্ত হল:

$$\mathbf{B}_1\cdot\hat{n}=\mathbf{B}_2\cdot\hat{n}$$

যেখানে $\mathbf{B}_1$ এবং $\mathbf{B}_2$ হল তলের উভয় পাশের চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্ব, এবং $\hat{n}$ হল তলের প্রতি একক স্বাভাবিক ভেক্টর। পারফেক্ট চৌম্বক পদার্থের জন্য, চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্ব সীমানা জুড়ে অবিচ্ছিন্ন থাকে।

ইম্পারফেক্ট কন্ডাক্টর#

একটি ইম্পারফেক্ট কন্ডাক্টর হল এমন একটি পদার্থ যার সসীম পরিবাহিতা রয়েছে। একটি ইম্পারফেক্ট কন্ডাক্টরের জন্য সীমানা শর্ত হল: কোন পৃষ্ঠ তড়িৎ প্রবাহ ঘনত্ব নেই।

$$\mathbf{J}_s=\sigma(\mathbf{E}+\mathbf{v}\times\mathbf{B})$$

যেখানে $\mathbf{J}_s$ হল পৃষ্ঠ তড়িৎ প্রবাহ ঘনত্ব, $\sigma$ হল পদার্থের পরিবাহিতা, $\mathbf{E}$ হল বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, $\mathbf{v}$ হল পদার্থের বেগ, এবং $\mathbf{B}$ হল চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্ব।

ইম্পারফেক্ট চৌম্বক পদার্থ#

একটি ইম্পারফেক্ট চৌম্বক পদার্থ হল এমন একটি পদার্থ যার সসীম পারমিয়াবিলিটি রয়েছে। একটি ইম্পারফেক্ট চৌম্বক পদার্থের জন্য সীমানা শর্ত হল:

$$\mathbf{B}_1\cdot\hat{n}-\mathbf{B}_2\cdot\hat{n}=\mu_0\mathbf{M}\cdot\hat{n}$$

যেখানে $\mathbf{B}_1$ এবং $\mathbf{B}_2$ হল তলের উভয় পাশের চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্ব, $\mu_0$ হল শূন্যস্থানের পারমিয়াবিলিটি, $\mathbf{M}$ হল পদার্থের চুম্বকায়ন, এবং $\hat{n}$ হল তলের প্রতি একক স্বাভাবিক ভেক্টর।

চুম্বকস্থিতিবিদ্যায় ব্যবহৃত পরিভাষা#

চুম্বকস্থিতিবিদ্যা হল স্থির অবস্থায় চৌম্বক ক্ষেত্রের অধ্যয়ন, যেখানে চৌম্বক ক্ষেত্র সময়ের সাথে পরিবর্তিত হয় না। চুম্বকস্থিতিবিদ্যায় ব্যবহৃত কিছু গুরুত্বপূর্ণ পরিভাষা নিচে দেওয়া হল:

• চৌম্বক ক্ষেত্র: একটি চৌম্বক ক্ষেত্র হল একটি চুম্বক বা তড়িৎ-বহনকারী পরিবাহীর চারপাশের একটি অঞ্চল যেখানে এর চৌম্বকীয় প্রভাব সনাক্ত করা যায়। এটি চৌম্বক ক্ষেত্র রেখার মাধ্যমে উপস্থাপন করা হয়, যা চৌম্বক ক্ষেত্রের দিক ও শক্তি দেখায়।

• চৌম্বক ক্ষেত্র শক্তি (H): চৌম্বক ক্ষেত্র শক্তি, যা H দ্বারা চিহ্নিত, একটি বিন্দুতে চৌম্বক ক্ষেত্রের তীব্রতার পরিমাপ। এটি একটি তড়িৎ-বহনকারী পরিবাহী বা একটি স্থায়ী চুম্বক দ্বারা উৎপন্ন চৌম্বক ক্ষেত্র হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। H-এর এসআই একক হল অ্যাম্পিয়ার প্রতি মিটার (A/m)।

• চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্ব (B): চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্ব, যা B দ্বারা চিহ্নিত, একটি নির্দিষ্ট ক্ষেত্রে চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তি ও দিকের পরিমাপ। এটি একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে একটি চলমান আধান দ্বারা অনুভূত বল হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। B-এর এসআই একক হল টেসলা (T)।

• পারমিয়াবিলিটি (μ): পারমিয়াবিলিটি হল একটি পদার্থের মধ্য দিয়ে চৌম্বক ক্ষেত্র রেখা যেতে দেওয়ার ক্ষমতার পরিমাপ। এটি চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্ব (B) এবং চৌম্বক ক্ষেত্র শক্তি (H)-এর অনুপাত হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। পারমিয়াবিলিটির এসআই একক হল হেনরি প্রতি মিটার (H/m)।

• আপেক্ষিক পারমিয়াবিলিটি $(μ_r)$: আপেক্ষিক পারমিয়াবিলিটি হল একটি পদার্থের পারমিয়াবিলিটি এবং শূন্যস্থানের পারমিয়াবিলিটি $(μ_0)$-এর অনুপাত। এটি একটি মাত্রাবিহীন রাশি যা নির্দেশ করে যে একটি পদার্থ শূন্যস্থানের তুলনায় কত বেশি পারমিয়েবল।

• চৌম্বক সংবেদনশীলতা $(χ_m)$: চৌম্বক সংবেদনশীলতা হল একটি পদার্থ কতটা চুম্বকিত হতে পারে তার মাত্রার পরিমাপ। এটি একটি পদার্থের চুম্বকায়ন (M) এবং প্রয়োগকৃত চৌম্বক ক্ষেত্র শক্তি (H)-এর অনুপাত হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। চৌম্বক সংবেদনশীলতার এসআই একক মাত্রাবিহীন।

• চুম্বকায়ন (M): চুম্বকায়ন হল একটি পদার্থের প্রতি একক আয়তনে চৌম্বক ভ্রামকের পরিমাপ। এটি একটি পদার্থের ভিতরে থাকা সমস্ত চৌম্বক দ্বিমেরুর চৌম্বক ভ্রামকের ভেক্টর যোগফল হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। চুম্বকায়নের এসআই একক হল অ্যাম্পিয়ার প্রতি মিটার (A/m)।

• চৌম্বক ভ্রামক: চৌম্বক ভ্রামক হল একটি চৌম্বক দ্বিমেরুর শক্তি ও দিকের পরিমাপ। এটি চৌম্বক মেরু শক্তি এবং মেরুদ্বয়ের মধ্যকার দূরত্বের গুণফল হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। চৌম্বক ভ্রামকের এসআই একক হল অ্যাম্পিয়ার-মিটার বর্গ $(A⋅m^2)$।

• চৌম্বক মেরু: চৌম্বক মেরু হল একটি চুম্বকের সেই অঞ্চল যেখানে চৌম্বক ক্ষেত্র সবচেয়ে শক্তিশালী। এগুলি স্থিরতড়িৎবিদ্যায় ধনাত্মক ও ঋণাত্মক আধানের অনুরূপ।

• চৌম্বক দ্বিমেরু: একটি চৌম্বক দ্বিমেরু হল সমান শক্তি কিন্তু বিপরীত মেরুত্ব বিশিষ্ট একজোড়া চৌম্বক মেরু, যাদের মধ্যে একটি ছোট দূরত্ব রয়েছে। এটি একটি চুম্বকের সরলতম রূপ।

• চুম্বকত্বের জন্য গাউসের সূত্র: চুম্বকত্বের জন্য গাউসের সূত্র বলে যে কোনো বদ্ধ পৃষ্ঠের মধ্য দিয়ে মোট চৌম্বক ফ্লাক্স শূন্য। এই সূত্রটি স্থিরতড়িৎবিদ্যার গাউসের সূত্রের অনুরূপ, যা বলে যে কোনো বদ্ধ পৃষ্ঠের মধ্য দিয়ে মোট বৈদ্যুতিক ফ্লাক্স আবদ্ধ আধানের সমানুপাতিক।

• অ্যাম্পিয়ারের সূত্র: অ্যাম্পিয়ারের সূত্র একটি তড়িৎ-বহনকারী পরিবাহীর চারপাশের চৌম্বক ক্ষেত্রকে পরিবাহীর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তড়িৎ প্রবাহের সাথে সম্পর্কিত করে। এটি বিও-স্যাভার্ট সূত্রের অনুরূপ, যা একটি চলমান আধানের কারণে সৃষ্ট চৌম্বক ক্ষেত্র দেয়।

• লেঞ্জের সূত্র: লেঞ্জের সূত্র বলে যে একটি পরিবাহীতে প্ররোচিত তড়িচ্চালক বল (EMF)-এর মেরুত্ব এমন হয় যে এটি পরিবাহীর মধ্য দিয়ে চৌম্বক ফ্লাক্সের পরিবর্তনের বিরোধিতা করে। এই সূত্রটি একটি পরিবাহীতে প্ররোচিত তড়িৎ প্রবাহের দিক নির্ণয় করতে ব্যবহৃত হয়।

• ফ্যারাডের আবেশ সূত্র: ফ্যারাডের আবেশ সূত্র বলে যে একটি পরিবর্তনশীল চৌম্বক ক্ষেত্র একটি পরিবাহীতে একটি তড়িচ্চালক বল (EMF) প্ররোচিত করে। এই সূত্রটি জেনারেটর এবং ট্রান্সফরমারের মতো অনেক বৈদ্যুতিক যন্ত্রের ভিত্তি।

এগুলি চুম্বকস্থিতিবিদ্যায় ব্যবহৃত কিছু মূল পরিভাষা। চৌম্বক ক্ষেত্র এবং পদার্থের সাথে তাদের মিথস্ক্রিয়ার আচরণ অধ্যয়ন ও বোঝার জন্য এই পরিভাষাগুলি বোঝা অপরিহার্য।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী#

১. চৌম্বক ক্ষেত্র এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মধ্যে পার্থক্য কী?

একটি চৌম্বক ক্ষেত্র হল একটি চুম্বক বা বৈদ্যুতিক প্রবাহের চারপাশের স্থানের একটি অঞ্চল যেখানে চৌম্বক বল সনাক্ত করা যায়। একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র হল একটি আহিত বস্তুর চারপাশের স্থানের একটি অঞ্চল যেখানে বৈদ্যুতিক বল সনাক্ত করা যায়।

২. চৌম্বক ক্ষেত্র শক্তির একক কী?

চৌম্বক ক্ষেত্র শক্তির একক হল টেসলা (T)। একটি টেসলা এক নিউটন প্রতি মিটার প্রতি অ্যাম্পিয়ারের সমান।

৩. একটি স্থায়ী চুম্বক এবং একটি তড়িচ্চুম্বকের মধ্যে পার্থক্য কী?

একটি স্থায়ী চুম্বক হল এমন একটি পদার্থ যা একটি বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুপস্থিতিতেও তার চৌম্বক বৈশিষ্ট্য ধরে রাখে। একটি তড়িচ্চুম্বক হল একটি যন্ত্র যা একটি পরিবাহীর মধ্য দিয়ে বৈদ্যুতিক প্রবাহ পাঠিয়ে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে।

৪. চুম্বকস্থিতিবিদ্যার কিছু প্রয়োগ কী কী?

চুম্বকস্থিতিবিদ্যার বিস্তৃত প্রয়োগ রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে:

• চৌম্বক অনুরণন চিত্রণ (এমআরআই)
• চৌম্বক উত্তোলন (ম্যাগলেভ) ট্রেন
• চৌম্বক কম্পাস
• বৈদ্যুতিক মোটর ও জেনারেটর
• চৌম্বকীয় রেকর্ডিং যন্ত্র