লরেঞ্জ বল
চৌম্বক ক্ষেত্র চলমান আধানকে ঠেলতে পারে, কিন্তু কেবল পাশে — তার বেগ ও ক্ষেত্র দুটোরই লম্ব দিকে। এই পার্শ্বীয় ঠেলা কখনো আধানকে দ্রুত বা ধীর করে না; এটি কেবল পথ বাঁকায়, ক্ষেত্র স্থির থাকলে বৃত্তে বেঁকিয়ে দেয়।
সূত্র
F = q · v · B
- F — বল (N): আধানের ওপর পার্শ্বীয় চৌম্বক ঠেলা
- q — আধান (C): কণার বহনকৃত তড়িৎ আধানের পরিমাণ
- v — বেগ (m/s): আধান কত দ্রুত চলে, এখানে ক্ষেত্রের লম্বভাবে
- B — চুম্বক ক্ষেত্র (T): যে চৌম্বক ক্ষেত্রের ভেতর দিয়ে আধান চলছে তার প্রাবল্য
সমাধান করা উদাহরণ
2 কুলম্ব আধানের একটি কণা 3 মি/সে দ্রুতিতে, 5 টেসলার চৌম্বক ক্ষেত্রের লম্বভাবে চলে। এটি কত বল অনুভব করে?
- q = 2 C
- v = 3 m/s
- B = 5 T
- F = q · v · B
- F = 2 C · 3 m/s · 5 T
F = 30 N
নিজেকে পরীক্ষা করুন
একই 2 কুলম্ব আধান এখন 3 মি/সে দ্রুতিতে শক্তিশালীতর 10 টেসলা ক্ষেত্রের ভেতর দিয়ে চলে। এর ওপর বল কত?
- 30 N
- 15 N
- সঠিক উত্তর: 60 N
ঠিক! ক্ষেত্র দ্বিগুণ করলে বল দ্বিগুণ হয়: 2 কুলম্ব × 3 মিটার প্রতি সেকেন্ড × 10 টেসলা = 60 নিউটন।
একটি ধনাত্মক আধান পাতার ভেতরের দিকে নির্দেশিত চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্যে ডানে চলে। চৌম্বক বল একে কোন দিকে ঠেলে?
- সঠিক উত্তর: উপরের দিকে
- নিচের দিকে
- সামনে, যে দিকে এমনিতেই চলছে
সঠিক! ডান-হাত নিয়মে, পাতার ভেতরের দিকে ক্ষেত্রে ডানে চলমান ধনাত্মক আধান ঊর্ধ্বমুখী বল পায়।
যেখানে এটি দেখবেন
পুরনো দিনের CRT টেলিভিশন চৌম্বক ক্ষেত্র দিয়ে ইলেকট্রন রশ্মি চালনা করত — প্রতি সেকেন্ডে হাজার হাজারবার আধানিত কণা বাঁকিয়ে পর্দায় ছবি আঁকত। উত্তরের মেরুপ্রভা সেই একই পদার্থবিজ্ঞানের গ্রহ-মাপের রূপ: সূর্য থেকে আসা আধানিত কণাগুলো পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্ররেখা ধরে সর্পিল পথে এগিয়ে চলে, বাঁক নেওয়ামাত্র দীপ্তি ছড়ায়।
সাধারণ ভুল
মূল সূক্ষ্ম বিষয়টি হলো চৌম্বক বল কোনো কাজ করে না: F = q · v · B বেগের লম্ব দিকে ঠেলে, তাই এটি পথ বাঁকাতে পারে কিন্তু আধানকে কখনো দ্রুত বা ধীর করতে পারে না। দিক ভুলে যাওয়া আরেকটি ঘাপলা — বলটি বেগ ও ক্ষেত্র দুটোরই লম্ব দিকে থাকে (ডান হাত: আঙুলগুলো বেগের দিকে রাখুন, ক্ষেত্রের দিকে বাঁকান, বুড়ো আঙুল বলের দিক দেখায়)। 3 m/s বেগে চলমান একটি ধনাত্মক আধান 10 T ক্ষেত্র পেরোলে পাশের দিকে 2 C × 3 m/s × 10 T = 60 N বল অনুভব করে।
এটি কীভাবে সংযুক্ত
প্রবাহ ক্ষেত্র তৈরি করে আর ক্ষেত্র চলমান আধানকে ঠেলে — তড়িৎ-চুম্বকত্বের ফিডব্যাক-জোড়ের এই দুটি অর্ধ, মাঝখানে এক পাঠের ব্যবধান। এরপরের ফ্যারাডের সূত্র তৃতীয়টি যোগ করে: বদলানো ক্ষেত্র এমন এক ভোল্টেজ তৈরি করে যা একাই প্রবাহ চালিয়ে দেয়। এই পার্শ্বীয়, দ্রুতি-অটল ঠেলাটিই মোটরকে ঘোরায়, আর এজন্যই ত্বরকে আধানিত কণারা বৃত্তাকার পথে ছোটে।