তড়িৎ এর গভীরে

তড়িৎ এর গভীরে

(প্রথম পর্ব)

- Zahir Sadik

তড়িৎ ও তড়িৎপ্রবাহ কে সঠিকভাবে বুঝতে হলে সবার আগে বুঝতে হবে বিভব। বিভব সম্পর্কে ধারণা যত সুস্পষ্ট থাকবে, তড়িৎ ততই আমাদের অধীন হবে৷ দুই পর্বের এই লেখার প্রথম পর্বে আমি বিভবের  সাধারণ ধারণা নিয়ে আলোচনা করবো।

 সাধারণভাবে চিন্তা করা যাক। ধরি এখানে A একটি ধনাত্মক আধান যা একটি ক্ষেত্র সৃষ্টি করেছে অর্থাৎ এই বৃত্তাকার অঞ্চলটিতেই এই আধানের প্রভাব বিদ্যমান। এই বৃত্তাকার ক্ষেত্রের ভিতরে কোন ধনাত্মক আধান প্রবেশ করলে সেটি বিকর্ষণ অনুভব করবে এবং কোন ঋণাত্মক আধান প্রবেশ করলে সেটি আকর্ষণ অনুভব করবে। কিন্তু এই অঞ্চলের বাইরে A আধানটির কোন প্রভাব নেই ।

এখন আরেকটি ধনাত্মক আধানযুক্ত কণা 'B' কে যদি এই ক্ষেত্রের ভিতর প্রবেশ করাতে চাই তাহলে সেটা ক্ষেত্রের সীমানাতেই বিকর্ষণ অনুভব করবে এবং এই ক্ষেত্রের অভ্যন্তরে যেতে পারবে না। তাই এই B কণাটিকে ক্ষেত্রটির কোন স্থানে নিতে চাইলে A কণা প্রদত্ত বিকর্ষণ বলের বিপরীত দিকে একটি অধিক শক্তিশালী বল (F) প্রয়োগ করতে হবে ।

এই বল প্রয়োগ করে ক্ষেত্রের অভ্যন্তরে  B কণাটিকে 's' দূরত্ব অতিক্রম করিয়ে যদি ‘V1' বিন্দুতে নিয়ে আসা যায় তাহলে কৃতকাজ হবে

W = Fs

যদি ধরে নেই যে, B কণাটির আধাণ ছিলো q তাহলে,
q আধান কে V1 বিন্দুতে নিতে কৃতকাজ  W
অতএব,
 1(একক) আধান কে V1 বিন্দুতে নিতে কৃতকাজ  W/|q|
( |q| কারণ এককের আধানের মানের জন্য হিসাব করতে হবে)

অর্থাৎ, V1 বিন্দুতে একটি একক আধান কে নিয়ে আসতে ক্ষেত্র উৎপাদনকারী কণা কতৃক প্রদত্ত বলের বিপরীতে (W/q) পরিমাণ কাজ করতে হবে। এই কৃতকাজ W/q কে বলা হয় ঐ V1 বিন্দুর বিভব।
তবে এখানে আরও কিছু বিষয় চিন্তা করতে হবে।

১। যদি ‘B' কণাটির আধান q না হয়ে (-q) অর্থাৎ ঋণাত্মক হত? ঋণাত্মক আধানটি ক্ষেত্রের ভিতরে প্রবেশ করার সাথে সাথে A আধান কর্তৃক আকৃষ্ট হত এবং এক সময়ে B কণাটি A কণায় পতিত হত। কিন্তু B কণাটি A কণার ক্ষেত্রে প্রবেশ করার পর থেকেই যদি আকর্ষণ বলের বিরুদ্ধে এমন একটি বল প্রয়োগ করা যেতে থাকে যেন B কণাটি A কণায় পতিত না হয়ে V1 বিন্দুতে যেয়ে স্থির হয়? তখন B কণাটির জন্য V1 বিন্দুতে বিভব কি হবে?

এখানে লক্ষ্য করো যে যেদিকে বল প্রয়োগ করা হচ্ছে সরণ হচ্ছে তার বিপরীত দিকে। তাই এক্ষেত্রে কাজ হবে ঋণাত্মক। কৃতকাজ যদি -W পরিমাণ হয়ে থাকে তবে বিভব হবে,

V= -W/|-q|

বা,    V=-W/q ; যা ঋণাত্বক

অর্থাৎ A আধানটি ধণাত্মক আর B আধানটি ঋণাত্মক হলে V1 বিন্দুতে বিভব হচ্ছে ঋণাত্মক। এটি ঋণাত্মক বিভবের ধারণা।

২। এবার একটু উল্টো বিষয় ভাবা যাক। যদি A আধানটি নিজেই ঋণাত্মক হতো এবং একটি ঋণাত্মক ক্ষেত্র তৈরী করত? তবে সেই ক্ষেত্রের অভ্যন্তরে কোন বিন্দুতে অন্য একটি ঋণাত্মক আধানকে আনতে ধনাত্বক কাজ সম্পন্ন করতে হত এবং বিভব হত ধণাত্মক। আবার সেই ঋণাত্বক ক্ষেত্রের অভ্যন্তরে কোন বিন্দুতে ধণাত্মক আধান আনতে কৃতকাজ হত ঋণাত্মক। ফলে বিভব হত ঋণাত্মক।

সর্বোপরি, বলা যায় যে ক্ষেত্র চার্জ আর আগত চার্জ অভিন্ন হলে ঐ আগত চার্জের জন্য ঐ ক্ষেত্রের কোন বিন্দুতে বিভব হবে ধনাত্মক। আর ক্ষেত্র চার্জ ও আগত চার্জের ধর্ম ভিন্ন হলে ঐ আগত চার্জের জন্য ঐ ক্ষেত্রের কোন বিন্দুতে বিভব হবে ঋণাত্মক।