q পরিমাণ আধান একটি চৌম্বক ক্ষেত্র B এর সাথে সমান্তরালে v বেগে গতিশীল। উক্ত স্থানে একটি তড়িৎক্ষেত্র E থাকলে আধানের উপর ক্রিয়াশীল বল কত হবে?

Updated: 9 months ago
  • qE+v×B
  • qE+v.B
  • qE
  • qE+B
247
ব্যাখ্যাঃ

কোনো আধান \(q\) যদি \(\vec{E}\) তড়িৎক্ষেত্র এবং \(\vec{B}\) চৌম্বকক্ষেত্রে \(\vec{v}\) বেগে গতিশীল থাকে, তাহলে তার উপর ক্রিয়াশীল মোট বলকে লরেন্জ বল (Lorentz force) বলে। এই বল দুটি উপাদানের সমষ্টি:

  1. তড়িৎ বল (Electric Force): একটি আধান \(q\) একটি তড়িৎক্ষেত্র \(\vec{E}\) এর মধ্যে থাকলে তার উপর ক্রিয়াশীল বল হলো \(\vec{F}_E = q\vec{E}\)। এই বল আধানের গতি বা চৌম্বক ক্ষেত্রের উপর নির্ভর করে না।
  2. চৌম্বক বল (Magnetic Force): একটি আধান \(q\) যদি একটি চৌম্বক ক্ষেত্র \(\vec{B}\) এর মধ্যে \(\vec{v}\) বেগে গতিশীল থাকে, তাহলে তার উপর ক্রিয়াশীল বল হলো \(\vec{F}_B = q(\vec{v} \times \vec{B})\)। এই বল আধানের গতিবেগ এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে সম্পর্কযুক্ত।

সুতরাং, আধানের উপর ক্রিয়াশীল মোট লরেন্জ বলের সাধারণ সূত্রটি হলো:
\(\vec{F} = \vec{F}_E + \vec{F}_B\)
\(\vec{F} = q\vec{E} + q(\vec{v} \times \vec{B})\)
\(\vec{F} = q(\vec{E} + \vec{v} \times \vec{B})\)

প্রশ্নে বলা হয়েছে যে, আধানটি চৌম্বক ক্ষেত্র \(\vec{B}\) এর সাথে সমান্তরালে \(\vec{v}\) বেগে গতিশীল। এর অর্থ হলো, \(\vec{v}\) এবং \(\vec{B}\) ভেক্টর দুটি একই দিকে অথবা বিপরীত দিকে ক্রিয়া করছে। অর্থাৎ, এদের মধ্যবর্তী কোণ (\(\theta\)) \(0^\circ\) অথবা \(180^\circ\)।

আমরা জানি, দুটি ভেক্টরের ভেক্টর গুণফল (\(\vec{v} \times \vec{B}\)) এর মান হলো \(|\vec{v}||\vec{B}|\sin\theta\)।
যখন \(\vec{v}\) এবং \(\vec{B}\) সমান্তরাল হয়, তখন \(\theta = 0^\circ\) অথবা \(\theta = 180^\circ\)।
উভয় ক্ষেত্রেই \(\sin\theta = \sin 0^\circ = 0\) অথবা \(\sin 180^\circ = 0\)।
সুতরাং, \(\vec{v} \times \vec{B} = \vec{0}\) হবে।

এখন, চৌম্বক বলের মান দাঁড়ায়:
\(\vec{F}_B = q(\vec{v} \times \vec{B}) = q(\vec{0}) = \vec{0}\)।

অতএব, আধানের উপর ক্রিয়াশীল মোট বল হবে শুধুমাত্র তড়িৎ বলের সমান, কারণ চৌম্বক বল শূন্য:
\(\vec{F} = q\vec{E} + \vec{0} = q\vec{E}\)।

বিকল্পগুলো বিশ্লেষণ:

  • বিকল্প 1: qE+v×B - এটি লরেন্জ বলের সাধারণ সূত্র। প্রদত্ত শর্ত (\(\vec{v} \parallel \vec{B}\)) অনুযায়ী \(\vec{v} \times \vec{B} = \vec{0}\) হওয়ায়, এই সূত্রটিও \(q\vec{E}\) এ রূপান্তরিত হয়। তবে, সরাসরি ফলাফলের বিকল্প থাকলে সেটিই বেশি সঠিক বলে বিবেচিত হয়।
  • বিকল্প 2: qE+v.B - এটি ভুল। চৌম্বক বলের ক্ষেত্রে ভেক্টর গুণফল (cross product) ব্যবহৃত হয়, স্কেলার গুণফল (dot product) নয়। তাছাড়া, একটি ভেক্টরের সাথে একটি স্কেলার রাশি যোগ করা যায় না।
  • বিকল্প 3: qE - এটি প্রদত্ত শর্ত অনুসারে আধানের উপর ক্রিয়াশীল মোট বলের সঠিক এবং সরলীকৃত রূপ।
  • বিকল্প 4: qE+B - এটিও ভুল। তড়িৎক্ষেত্র \(\vec{E}\) এবং চৌম্বক ক্ষেত্র \(\vec{B}\) দুটি ভিন্ন ভৌত রাশি যাদের একক ভিন্ন, তাই সরাসরি যোগ করা যায় না।

অতএব, আধানের উপর ক্রিয়াশীল বল হবে \(q\vec{E}\)।

Satt AI
Satt AI
2 weeks ago

 

নিজে কর : বাজারে পাওয়া যায় এমন একটি দিক নির্দেশক কম্পাস নাও। একটি পরিবাহী তার দিয়ে একে কয়েক পাক জড়িয়ে নাও। এখন তারের দুই প্রান্ত একটি শুষ্ক কোষের দুই প্রান্তে স্পর্শ করাও। পরিবাহীর ভিতর দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ চলছে। কী দেখলে?

  কম্পাসের চুম্বক শলাকাটি তার আগের উত্তর-দক্ষিণ অবস্থান থেকে ঘুরে গেল। আমরা জানি কোনো চুম্বক শলাকা তার সাম্যাবস্থান থেকে তখনই বিচ্যুত হয় যখন এটি একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্যে থাকে।

ওয়েরস্টেডের পরীক্ষা

   কোনো পরিবাহীর ভেতর দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত হলে এর চারপাশে চৌম্বকক্ষেত্রের সৃষ্টি হয়। একে তড়িৎ প্রবাহের চৌম্বক ক্রিয়া বলে । প্রবাহের এই চৌম্বক ক্রিয়া ওয়েরস্টেড 1819 সালে নিম্নোক্ত পরীক্ষার সাহায্যে প্রমাণ করেন। 

চিত্র : ৪.১

  পরীক্ষা : মুক্তভাবে স্থাপিত একটি চুম্বক শলাকা NS-এর কিছু  ওপরে এর দৈর্ঘ্য বরাবর পরিবাহী তার AB স্থাপন করে তারের ভেতর দিয়ে তড়িৎপ্রবাহ চালনা করা হলে চুম্বক শলাকাটি তার সাম্যাবস্থান থেকে বিচ্যুত হয় । চিত্র (৪.১)।

  পরিবাহীতে তড়িৎপ্রবাহের পরিমাণ বাড়ালে চুম্বক শলাকার বিচ্যুতির পরিমাণও বেড়ে যায়। যদি পরিবাহীটিতে প্রবাহের অভিমুখ বিপরীত করে দেওয়া হয়, সেক্ষেত্রেও চুম্বক শলাকার বিচ্যুতি ঘটে- 

    তবে এর ঘুরার দিক আগের ঘুরার দিকের বিপরীত হয়। আবার পরিবাহী তারটি চুম্বক শলাকার নিচে রেখে পরীক্ষাটি সম্পন্ন করাহলেও চুম্বক শলাকার বিচ্যুতি ঘটে। প্রবাহের দিক একই রেখে পরিবাহীটি শলাকার ওপরে | রাখলে শলাকাটি যে দিকে ঘুরে এক্ষেত্রে তার বিপরীত দিকে ঘুরে। পরিবাহীতে প্রবাহ চালনা বন্ধ করা হলে শলাকাটি তার পূর্বের অবস্থানে ফিরে আসে।

     আমরা জানি, মুক্ত অবস্থায় চুম্বক শলাকা ভূ-চুম্বকত্বের প্রভাবে সাম্যাবস্থায় উত্তর-দক্ষিণ বরাবর থাকে। এই চুম্বক শালাকার ওপর যদি অন্য কোনো চৌম্বকক্ষেত্রের প্রভাব থাকে তাহলেই সেটি তার সাম্যাবস্থান থেকে বিচ্যুত হয়। পরিবাহী তারের মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত হলে চুম্বক শলাকাটি বিচ্যুত হয় –এর থেকে বোঝা যায় চুম্বক শলাকা যে স্থানে আছে সেখানে একটি চৌম্বকক্ষেত্রের সৃষ্টি হয়েছে। যতক্ষণ প্রবাহ থাকে ততক্ষণই এই চৌম্বক ক্ষেত্র থাকে। সুতরাং ওয়েরস্টেডের পরীক্ষা থেকে প্রমাণিত হয় যে, তড়িৎপ্রবাহের ফলে এর চারপাশে চৌম্বক ক্ষেত্রের সৃষ্টি হয়। এই পরীক্ষা থেকে আরো বোঝা যায় যে, বিভিন্ন বিন্দুতে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান ও দিক বিভিন্ন হয়। 

Related Question

View All
Updated: 6 months ago
  • ওয়েবার
  • ভোল্ট
  • অ্যাম্পিয়ার
  • টেসলা
284
শিক্ষকদের জন্য বিশেষভাবে তৈরি

১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন
অনলাইন পরীক্ষা তৈরির সফটওয়্যার!

শুধু প্রশ্ন সিলেক্ট করুন — প্রশ্নপত্র অটোমেটিক তৈরি!

প্রশ্ন এডিট করা যাবে
জলছাপ দেয়া যাবে
ঠিকানা যুক্ত করা যাবে
Logo, Motto যুক্ত হবে
অটো প্রতিষ্ঠানের নাম
অটো সময়, পূর্ণমান
প্রশ্ন এডিট করা যাবে
জলছাপ দেয়া যাবে
ঠিকানা যুক্ত করা যাবে
Logo, Motto যুক্ত হবে
অটো প্রতিষ্ঠানের নাম
অটো সময়, পূর্ণমান
অটো নির্দেশনা (এডিটযোগ্য)
অটো বিষয় ও অধ্যায়
OMR সংযুক্ত করা যাবে
ফন্ট, কলাম, ডিভাইডার
প্রশ্ন/অপশন স্টাইল পরিবর্তন
সেট কোড, বিষয় কোড
অটো নির্দেশনা (এডিটযোগ্য)
অটো বিষয় ও অধ্যায়
OMR সংযুক্ত করা যাবে
ফন্ট, কলাম, ডিভাইডার
প্রশ্ন/অপশন স্টাইল পরিবর্তন
সেট কোড, বিষয় কোড
এখনই শুরু করুন ডেমো দেখুন
৫০,০০০+
শিক্ষক
৩০ লক্ষ+
প্রশ্নপত্র
মাত্র ১৫ পয়সায় প্রশ্নপত্র
১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন তৈরি করুন আজই

Complete Exam
Preparation

Learn, practice, analyse and improve

1M+ downloads
4.6 · 8k+ Reviews

Question Analytics

মোট উত্তরদাতা

জন

সঠিক
ভুল
উত্তর নেই