সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন ও সমাধান

আমরা জানি, পদার্থ পরমাণু নামক কতকগুলো ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণার সমন্বয়ে গঠিত। ইলেকট্রন, প্রোটন ও নিউট্রনের সমন্বয়ে পরমাণু গঠিত। একটি পরমাণুতে যে কয়টি প্রোটন থাকে সেই কয়টিই ইলেকট্রন থাকে, যার ফলে পরমাণু চার্জ বা আধান নিরপেক্ষ হয়। কিন্তু যখনই দুটো পদার্থকে ঘর্ষণ করা হয়, তখন একটি পদার্থ থেকে ইলেকট্রন অন্য একটি পদার্থে চলে যেতে পারে। ফলে একটি পদার্থে ইলেকট্রনের আধিক্য এবং অপর পদার্থে ইলেকট্রনের ঘাটতি দেখা দিতে পারে। এতে আধানের উদ্ভব হয়। অর্থাৎ যে পদার্থে ইলেকট্রনের আধিক্য থাকে তাতে ঋণাত্মক (-) আধান এবং যে পদার্থে ইলেকট্রনের ঘাটতি থাকে তাতে ধনাত্মক (+) আধানের উৎপত্তি হয়।

আমরা সবাই বৈদ্যুতিক বাল্বের সাথে পরিচিত। দুটি মোটা তার একটি বায়ুশূন্য বা নিষ্ক্রিয় গ্যাসপূর্ণ বাম্বের বায়ুনিরুদ্ধ মুখের মধ্য দিয়ে ভিতরে প্রবেশ করানো থাকে। বাল্বের ভিতরে তারের দুই প্রান্তের সাথে সরু টাংস্টেনের তারের কুণ্ডলী সংযুক্ত থাকে। এটিকে ফিলামেন্ট বলে। এ বাল্বকে বিদ্যুৎ উৎসের সাথে সংযোগ করলে ফিলামেন্ট প্রচুর তাপ উৎপাদন করে এবং বাল্বের এ ফিলামেন্ট প্রজ্বলিত হয়ে আলো বিকিরণ করতে থাকে।

কৃত্রিম উপায়ে বিভিন্নভাবে চুম্বক প্রস্তুত করা যায়। এ রকম দুটি, পদ্ধতি হলো ঘর্ষণ পদ্ধতি ও বৈদ্যুতিক পদ্ধতি। ঘর্ষণ পদ্ধতি: এ প্রক্রিয়ার জন্য দরকার একটি দণ্ড চুম্বক ও একটি লোহার দন্ড। দণ্ড চুম্বকটি যেকোনো একটি মেরু দ্বারা লোহার দন্ডের এক প্রান্ত থেকে অন্য প্রান্ত পর্যন্ত ঘষে নিতে হবে। এভাবে বার বার করতে হবে।

এভাবেই ঘর্ষণ প্রক্রিয়ায় লোহার দণ্ড চুম্বকে পরিণত করা হয়। যদি চুম্বকটির উত্তর মেরু দ্বারা ঘর্ষণ করা হয় তবে দেখা যাবে, প্রথম যে প্রান্ত থেকে ঘর্ষণ শুরু হবে দন্ডের সেখানে উত্তর মেরু এবং শেষ প্রান্তে দক্ষিণ মেরুর সৃষ্টি হয়েছে।

বৈদ্যুতিক পদ্ধতি: একটি লোহার পেরেক নিতে হবে। এবার বাজারে কিনতে পাওয়া যায় এমন সাধারণ বৈদ্যুতিক তার দিয়ে লোহার পেরেককে পেঁচিয়ে কুন্ডলী তৈরি করতে হবে। এবার তারের দুই প্রান্তকে একটি ব্যাটারির দুই প্রান্তে যুক্ত করতে হবে। এবার একটি আলপিন পেরেকের যে কোনো প্রান্তে আনলে দেখা যাবে পেরেকটি আলপিনকে আকর্ষণ করছে। তড়িৎ প্রবাহ বন্ধ করলে পেরেকটি আলপিনকে আকর্ষণ করে না। এটা থেকে সিদ্ধান্ত নেওয়া যায়, পেরেটি অস্থায়ী চুম্বকে পরিণত হয়েছে।

পরমাণু আধান নিরপেক্ষ। কারণ একটি পরমাণুতে যে পরিমাণ প্রোটন থাকে ঠিক সেই পরিমাণ ইলেকট্রন থাকে। প্রোটন ধনাত্মক চার্জযুক্ত এবং ইলেকট্রন ঋণাত্মক চার্জযুক্ত। তাই পরমাণুতে মোট চার্জ থাকে না। ফলে পরমাণু আধান বা চার্জ নিরপেক্ষ হয়।

প্রতিটি বস্তু বা পদার্থ আধান নিরপেক্ষ থাকে। যখন দুটি বস্তুর মধ্যে ঘর্ষণ হয় তখন একটি বস্তুতে ইলেকট্রন আধিক্য হয় যাকে ঋণাত্মক আহিত বস্তু বলে এবং অন্য বস্তুতে ইলেকট্রন ঘাটতি হয় যাকে ধনাত্মক আহিত বস্তু বলে।

প্রতিটি বস্তু তথা পরমাণু আধান নিরপেক্ষ হয়। প্রতিটি পরমাণুতে সমসংখ্যক প্রোটন ও ইলেকট্রন থাকে। যখন দুটি বস্তুর মধ্যে ঘর্ষণ ঘটানো হয় তখন যে বস্তু ইলেকট্রন আগ্রহী বা আকর্ষী সে বস্তু ইলেকট্রন গ্রহণ করে ঋণাত্মক আহিত বস্তুতে পরিণত হয়। অপরদিকে অন্য বস্তুটির ইলেকট্রন হ্রাস পাওয়ায় প্রোটন আধিক্য হয়। যার জন্য ধনাত্মক চার্জের সৃষ্টি হয়। ফলে নতুন কোনো চার্জ সৃষ্টি হয় না। শুধু স্থানান্তর হয় মাত্র। যেমন-

চার্জ হচ্ছে পদার্থ সৃষ্টিকারী মৌলিক পদার্থের (প্রোটন বা ইলেকট্রন) বৈশিষ্ট্যমূলক ধর্ম। যেমন- প্রোটন ধনাত্মক চার্জযুক্ত, ইলেকট্রন ঋণাত্মক চার্জযুক্ত এবং নিউট্রন চার্জ নিরপেক্ষ।

চার্জের ধর্ম হলো-
১. সমধর্মী আধান পরস্পরকে বিকর্ষণ করে।
২. বিপরীতধর্মী আধান পরস্পরকে আকর্ষণ করে।

ধনাত্মক আহিত দুটি বস্তু হলো-
১. কাঁচের বোতল ও ২. উলের কাপড়।

আমরা জানি, দুটি সমধর্মী চার্জ পরস্পরকে বিকর্ষণ করে এবং দুটি বিপরীতধর্মী চার্জ পরস্পরকে আকর্ষণ করে। যদি দুটি বস্তু ঘর্ষণের ফলে পরস্পরকে বিকর্ষণ করে, তাহলে বুঝতে হবে বস্তু দুটি ঋণাত্মক আধানে আহিত।

দুটি ঋণাত্মক আধানযুক্ত বস্তুর উদাহরণ হলো-
১. প্লাস্টিকের চিরুনি ও ২. সিল্কের কাপড়

সিল্কের কাপড় একটি কাচের বোতলের সাথে ঘর্ষণ করালে সিল্কের কাপড় ঋণাত্মক আধানযুক্ত হয়। কারণ সিল্কের কাপড়ের, ইলেকট্রন গ্রহণের প্রবণতা কাচের বোতলের থেকে বেশি। তাই সিল্কের কাপড়ে ইলেকট্রনের আধিক্য হয়। সিল্পের কাপড়ে ইলেকট্রন আধিক্যের জন্য সিল্কের কাপড় ঋণাত্মক আধানযুক্ত হয়।

যেসকল পদার্থের মধ্য দিয়ে ইলেকট্রন চলাচল করতে পারে তাদেরকে পরিবাহী পদার্থ বলে। যেমন- তামা, লোহা পরিবাহী পদার্থ। এর মধ্য দিয়ে ইলেকট্রন চলাচল করতে পারে। পরিবাহী পদার্থগুলোর মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত হতে পারে।

অ্যালুমিনিয়াম হলো এক ধরনের ধাতব পদার্থ। ধাতব পদার্থগুলোর মধ্য দিয়ে ইলেকট্রন তথা তড়িৎ চলাচল বা প্রবাহিত হতে পারে। এজন্য অ্যালুমিনিয়ামকে পরিবাহী পদার্থ বলা হয়।

সাধারণত অধাতু পদার্থের মধ্য দিয়ে ইলেকট্রন চলাচল করতে পারে না। তাই কার্বন অধাতু বিধায় এটি অপরিবাহী। কিন্তু কার্বনের একটি রূপ হচ্ছে গ্রাফাইট যাতে প্রতিটি কার্বন পরমাণু ষড়ভুজ জালিকা গঠন করে। যা মুক্ত ইলেকট্রন পরিবহন করে। এজন্য গ্রাফাইট পরিবাহী পদার্থ।

প্লাস্টিক হচ্ছে কার্বনের পলিমার যৌগ। আর কার্বন হলো অধাতু। অধাতু ইলেকট্রন পরিবহন করতে পারে না। তাই প্লাস্টিককে অপরিবাহী পদার্থ বলা হয়।

নিচে দুটি অপরিবাহী পদার্থের উদাহরণ দেওয়া হলো-
১. গ্লাস,
২. রাবার।

নিম্ন তাপমাত্রায় যেসব পদার্থ অপরিবাহীর মতো আচরণ করে তবে তাপমাত্রা বাড়ালে পরিবাহীর মতো আচরণ করে তাদের অর্ধপরিবাহী পদার্থ বলে। যেমন- সিলিকন, জার্মেনিয়াম।

পরিবাহী ও অপরিবাহী পদার্থের মধ্যে ২টি পার্থক্য হলো-

যে বিদ্যুৎ সৃষ্টি হয়ে উৎসেই অবস্থান করে প্রবাহিত হয় না তাকে স্থির বিদ্যুৎ বলে। যেমন একটি কাচের বোতল সিল্কের কাপড় দিয়ে ঘষলে যে বিদ্যুৎ সৃষ্টি হয় তা এখানেই থাকে। তা অন্য পদার্থের মধ্য দিয়ে স্থানান্তরিত হয় না।

ঘর্ষণের ফলে সৃষ্ট বিদ্যুৎ যখন পরিবাহীর মধ্যে প্রবাহিত হয়ে অন্য বস্তুতে যায় তখন সেই বিদ্যুৎকে চলবিদ্যুৎ বলে। বিদ্যুৎকে পরিবাহীর মাধ্যমে অন্য বস্তুতে স্থানান্তরের মাধ্যমে চলবিদ্যুৎ সৃষ্টি করা যায়।

পৃথিবী হচ্ছে একটি বিশাল চার্জ ক্ষেত্র। ঘর্ষণের ফলে সৃষ্ট চার্জ হাত বা ধাতব পদার্থের মাধ্যমে মাটিতে চলে যায়। কারণ প্রত্যেক পদার্থ নিরপেক্ষ হতে চায়। এজন্য স্থিরতড়িৎ ক্ষণস্থায়ী।

নিম্নে একটি সরল বর্তনীর চিত্র অঙ্কন করা হলো-

মানুষের চলার জন্য যেমন পথের প্রয়োজন হয় তেমনি বিদ্যুৎ প্রবাহের জন্যও পথের প্রয়োজন হয়। বিদ্যুৎ প্রবাহ চলার পথকে বর্তনী বলে। বর্তনীতে একটি বাল্ব, ব্যাটারি ও চাবি যুক্ত থাকে। ব্যাটারির ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক প্রান্ত হতে সম্পূর্ণ পথই হচ্ছে বর্তনী।

চলতড়িতের চারটি ব্যবহার নিম্নরূপ-
১. বৈদ্যুতিক হিটার, ২. বৈদ্যুতিক বাল্ব, ৩, টর্চ লাইট ও ৪. বৈদ্যুতিক পাখা।

ফিলামেন্ট বৈদ্যুতিক বাল্বে থাকে। দুটি মোটা তার একটি বায়ুশূন্য বা নিষ্ক্রিয় গ্যাসপূর্ণ বান্ধের বায়ুনিরুদ্ধ মুখের মধ্য দিয়ে ভিতরে প্রবেশ করানো হয়। বান্ধের ভিতরে তারের দুই প্রান্তের সাথে সরু টাংস্টেনের তারের কুন্ডলী থাকে, যাকে ফিলামেন্ট বলা হয়।

বৈদ্যুতিক হিটারে অপরিবাহী পদার্থের একটি গোল চাকতি থাকে। চাকতিতে নাইক্রোম তারের কুন্ডলী থাকে। বিদ্যুৎ প্রবাহ চালনা করলে তারটি গরম হয় এবং উত্তপ্ত হয়ে তাপ বিকিরণ করে।

যে সমস্ত বস্তু চৌম্বক পদার্থকে (লোহা, নিকেল, কোবাল্ট) আকর্ষণ করে এবং যাদের দিক নির্দেশ করার ক্ষমতা আছে তাদেরকে চুম্বক বলে। চুম্বক পদার্থের ২টি মেরু আছে যা উত্তর মেরু ও দক্ষিণ মেরু নামে পরিচিত।

চুম্বকের ধর্ম হলো-
১. দুটি সমমেরু চুম্বক পরস্পরকে বিকর্ষণ করে।
২. দুটি বিপরীতমেরু চুম্বক পরস্পরকে আকর্ষণ করে।

যেসকল পদার্থকে চুম্বক আকর্ষণ করে তাকে চৌম্বক পদার্থ বলে। যেমন লোহা, নিকেল, কোবাল্ট। চুম্বক এই পদার্থগুলোকে আকর্ষণ করে। তাই এদেরকে চৌম্বক পদার্থ বলা হয়।

চৌম্বক পদার্থের চারটি উদাহরণ হলো-১. লোহা, ২. কোবাল্ট, ৩. নিকেল ও ৪. ইস্পাত।

অচৌম্বক পদার্থের চারটি উদাহরণ হলো-১. তামা, ২. অ্যালুমিনিয়াম, ৩. কাঠ, ৪. রৌপ্য।

একটি চৌম্বক পদার্থ যেমন লোহাকে চুম্বকে পরিণত করা যায় দুইটি পদ্ধতিতে-
১. দণ্ড চুম্বকের সাথে ঘর্ষনের মাধ্যমে এবং
২. বৈদ্যুতিক পদ্ধতিতে।

একটি লোহার দণ্ড বা পেরেককে একটি বৈদ্যুতিক তার দিয়ে পেঁচিয়ে কুন্ডলী তৈরি করা হয়। এই কুণ্ডলীকে একটি ব্যাটারির সাথে যুক্ত করলে তড়িৎ প্রবাহিত হবে। তারপর একটি আলপিন পেরেকের যেকোনো প্রান্তে আনলে দেখা যাবে পেরেকটি আলপিনকে আকর্ষণ করছে। এভাবে লোহার দন্ডকে চুম্বকে পরিণত করা যায়।

একটি দণ্ড চুম্বককে সুতার সাথে ঝুলিয়ে দিলে স্থির অবস্থায় তা সব সময় উত্তর-দক্ষিণে মুখ করে থাকবে। পৃথিবীর সব জায়গায় ভূ-চুম্বকের প্রভাব আছে। আর তাই দণ্ড চুম্বকের দুই মেরু পৃথিবীর দুই মেরুকে নির্দেশ করে। তারা পরস্পরকে আকর্ষণ করে। তাই বলা যায় পৃথিবী একটি বিরাট চৌম্বকক্ষেত্র।

যার মধ্যে দিয়ে ইলেকট্রনসমূহ এক পরমাণু থেকে অন্য পরমাণুতে সহজেই চলাচল করতে পারে তাকে পরিবাহী পদার্থ বলে।

যেসব পদার্থের মধ্যে পরমাণুর ইলেকট্রনসমূহ সহজে চলাচল করতে পারে না তাদেরকে অপরিবাহী পদার্থ বলে।

যে পদার্থ নিম্ন তাপমাত্রায় অপরিবাহীর মতো আচরণ করে তাকে অর্ধ-পরিবাহী পদার্থ বলে।

বিদ্যুৎ যখন কোনো পদার্থের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়ে এক স্থান থেকে অন্য স্থানে বা এক বস্তু থেকে অন্য বস্তুতে চলে যায় তখন তাকে চলবিদ্যুৎ বলে।

বিদ্যুৎ উৎসের ধনাত্মক প্রান্ত থেকে ঋণাত্মক প্রান্তে বিদ্যুৎ প্রবাহের জন্য সম্পূর্ণ পথকে বিদ্যুৎ বর্তনী বলে।

টর্চের ব্যাটারিতে স্থির বিদ্যুৎ থাকে।

চুম্বক যে সকল পদার্থকে আকর্ষণ করে এবং যাদের চুম্বকে পরিণত করা সম্ভব তাদের চৌম্বক পদার্থ বলে।

চুম্বকের দুই প্রান্ত অর্থাৎ দুই মেরুতে চুম্বকের শক্তি সবচেয়ে বেশি থাকে।

যেসব পদার্থের মধ্য দিয়ে খুব সহজেই বিদ্যুৎ প্রবাহ চলতে পারে তাদেরকে পরিবাহী বলে। ধাতুসমূহ বিদ্যুৎ পরিবাহী। কারণ 'ধাতুসমূহের সর্বশেষ কক্ষপথে মুক্ত ইলেকট্রন থাকে, যা স্বাধীনভাবে চলাচল করতে পারে। আর এ মুক্ত ইলেকট্রনগুলোই বিদ্যুৎ পরিবহনে অংশগ্রহণ করে। এ মুক্ত ইলেকট্রনগুলোর উপস্থিতির কারণে ধাতু বিদ্যুৎ পরিবাহী।

বিদ্যুৎ প্রবাহের সময় বর্তনীর কোনো জায়গা খোলা থাকলে অর্থাৎ সংযোগ বিচ্ছিন্ন থাকলে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয় না। বর্তনীকে তখন খোলা বর্তনী বলে। বর্তনীতে একটি চাবি বা সুইচ ব্যবহার করে সেটি খোলা বা পূর্ণ বর্তনীতে রূপান্তর করা যায়। যখন সুইচ অন করা হয় তখন বর্তনী পূর্ণ হয়ে যায়। আর যখন সুইচ অফ করা হয় তখন বর্তনী খোলা হয়ে যায়।

দুটি মোটা তার একটি বায়ু শূন্য বা নিষ্ক্রিয় গ্যাস পূর্ণ বান্ধে বায়ু নিরুদ্ধ মুখের মধ্য দিয়ে ভিতরে প্রবেশ করানো থাকে। বাল্বের ভিতরে তারের দুই প্রান্তের সাথে সরু টাংস্টেনের তারের কুণ্ডলী থাকে। এটিকে ফিলামেন্ট বলে। এই বাল্বকে বিদ্যুৎ উৎসের সাথে সংযোগ করলে ফিলামেন্ট প্রচুর তাপ উৎপাদন করে এবং বাল্বের এই ফিলামেন্ট প্রজ্জ্বলিত হয়ে আলোর বিকিরণ করতে থাকে। এভাবেই বাদের আলো উৎপন্ন হয়।

বৈদ্যুতিক হিটারে নাইক্রোমের সরু লম্বা তার ব্যবহার করা হয়ে থাকে। বিদ্যুৎ প্রবাহের ফলে এ তার প্রচণ্ড উত্তপ্ত হয় এবং প্রচুর তাপ বিকিরণ করে এবং এ উত্তাপে রান্না করা হয়। হিটারের তার কুণ্ডলী পাঁকিয়ে রাখলে অনেক তার ধরে এবং বেশি তারের কারণে তাপও বেশি পাওয়া যায়। এতে রান্না করা সুবিধাজনক হয়। যদি তার না পাঁকিয়ে সোজা করে রাখা হয় তবে খুব অল্প তারই রাখা সম্ভব। অল্প তারের কারণে তাপও অল্প পাওয়া যাবে যা থেকে রান্নার জন্য পর্যাপ্ত তাপ পাওয়া যাবে না। তাই বেশি তাপ পাওয়ার জন্য বৈদ্যুতিক হিটারে তার কুণ্ডলী পাঁকিয়ে রাখা হয়।

চৌম্বক ও অচৌম্বক পদার্থের মধ্যে পার্থক্য হলো-

ভূ-চুম্বকত্ব বলতে বোঝায় পৃথিবীর চুম্বকত্ব। ভূ-চুম্বকত্বের জন্যই একটি দণ্ড চুম্বককে সুতার সাহায্যে ঝুলিয়ে দিলে তা সবসময় উত্তর দক্ষিণে মুখ করে থাকে। পৃথিবীর সব জায়গাতেই ভূ-চুম্বকের প্রভাব বর্তমান। ঝুলন্ত অবস্থায় দণ্ড চুম্বকের দুই মেরু ভূ-চুম্বকের দুই মেরুকে নির্দেশ করে। ভূ-চুম্বকের দক্ষিণ মেরু প্রকৃতপক্ষে উত্তর মেরু হিসেবে কাজ করে।