তড়িৎ ক্ষেত্র হলো এমন একটি অবস্থা যা কোনো তড়িৎ আধান দ্বারা সৃষ্ট হয় এবং ঐ আধানের চারপাশের স্থানকে প্রভাবিত করে, যেখানে এই তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রভাব কেবল অন্য তড়িৎ আধানগুলোই অনুভব করে। যখন কোনো তড়িৎ আধান দ্বারা সৃষ্ট তড়িৎ ক্ষেত্রে অন্য কোনো তড়িৎ আধান থাকে, তখন সেই অপর তড়িৎ আধানটি একটি তড়িৎ বলের আকারে এর প্রভাব অনুভব করে।
তড়িৎ ক্ষেত্র সম্পর্কিত প্রবন্ধে ব্যাখ্যা করা তড়িৎ ক্ষেত্রের সংজ্ঞাটি মানসিকভাবে বোঝা যায়, আবার মনে মনে কল্পনাও করা যায়। তড়িৎ ক্ষেত্রকে দৃশ্যমান করার জন্য তড়িৎ ক্ষেত্র রেখা উপস্থাপন করা হয়। তড়িৎ ক্ষেত্র রেখা হলো কোনো তড়িৎ আধানের উপস্থিতি নির্দেশ করার জন্য তার চারপাশে অঙ্কিত একগুচ্ছ রেখা। যেহেতু এগুলোর উদ্দেশ্য হলো তড়িৎ ক্ষেত্রের উপস্থিতি প্রদর্শন করা, তাই এই রেখাগুলো এবং তড়িৎ ক্ষেত্রের মধ্যে একটি সম্পর্ক রয়েছে। অন্য কথায়, তড়িৎ ক্ষেত্র রেখার একটি চিত্রের মাধ্যমে তড়িৎ ক্ষেত্রের মান এবং দিক ব্যাখ্যা করা যায়।
তড়িৎ ক্ষেত্রের দিক ও প্রাবল্য এবং তড়িৎ ক্ষেত্র রেখাগুলোর মধ্যে সম্পর্কটি নিম্নরূপ:
প্রথমতড়িৎ ক্ষেত্রের দিক ধনাত্মক আধান থেকে দূরে এবং ঋণাত্মক আধানের দিকে হয়। সুতরাং, তড়িৎ ক্ষেত্র রেখাগুলোর দিকও ধনাত্মক আধান থেকে দূরে এবং ঋণাত্মক আধানের দিকে হয়। যদি একটি ধনাত্মক আধান একটি ঋণাত্মক আধানের কাছাকাছি থাকে, তবে তড়িৎ ক্ষেত্র রেখাগুলোকে ধনাত্মক আধান থেকে ঋণাত্মক আধানের দিকে প্রসারিত হিসেবে দেখানো হয়। বিপরীতক্রমে, যদি একটি ধনাত্মক আধান একটি ঋণাত্মক আধানের কাছাকাছি থাকে, তবে তড়িৎ ক্ষেত্র রেখাগুলোকে প্রতিটি ধনাত্মক আধান থেকে দূরে এবং পরস্পর থেকে দূরে প্রসারিত হিসেবে দেখানো হয়।
দ্বিতীয়ত , তড়িৎ ক্ষেত্ররেখাগুলোর মধ্যবর্তী দূরত্ব দ্বারা তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্য প্রকাশ করা হয়। তড়িৎ ক্ষেত্ররেখাগুলোর মধ্যবর্তী দূরত্ব যত কম হয়, তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্য তত বেশি হয় এবং মধ্যবর্তী দূরত্ব যত বেশি হয়, তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্য তত কম হয়।
রেখাগুলো যত কাছাকাছি থাকে, তড়িৎ ক্ষেত্র তত শক্তিশালী হয় কেন? এটি বোঝার জন্য, নিম্নলিখিত ব্যাখ্যাটি বিবেচনা করুন। মনে করুন, একটি গোলকের কেন্দ্রে একটি ধনাত্মক আধান রয়েছে এবং তড়িৎ ক্ষেত্র রেখাগুলো গোলকটির পৃষ্ঠ ভেদ করে বিভিন্ন দিকে বাইরের দিকে ছড়িয়ে পড়ে। যদি তড়িৎ ক্ষেত্র রেখার সংখ্যা N হয় এবং গোলকটির পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল 4πr² হয়, তবে2 তাহলে প্রতি একক ক্ষেত্রফলে রেখার সংখ্যা বা রেখার ঘনত্ব হলো N/4πr2এই সূত্র অনুসারে, একই N-এর জন্য, r ছোট হলে রেখা দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব কম হয় এবং r বড় হলে রেখা দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব বেশি হয়। তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্যের সূত্র হলো E = kq/r2 এটি আরও দেখায় যে তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্য দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক। r যত ছোট হয়, তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্য তত বেশি হয়, এবং r যত বড় হয়, তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্য তত কম হয়।
উপরোক্ত পর্যালোচনার ভিত্তিতে এই সিদ্ধান্তে আসা যায় যে, যদি r ছোট হয় (আধানের কাছাকাছি), তবে তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্য বেশি হয় এবং রেখাগুলোর মধ্যবর্তী দূরত্বও কমে আসে। বিপরীতক্রমে, যদি r বড় হয় (আধান থেকে দূরে), তবে তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্য কম হয় এবং রেখাগুলোর মধ্যবর্তী দূরত্বও বেড়ে যায়।
তৃতীয়ত , তড়িৎ ক্ষেত্র রেখার সংখ্যা তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্যের সমানুপাতিক। তড়িৎ ক্ষেত্র রেখার সংখ্যা যত বেশি হয়, তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্যও তত বেশি হয়। তড়িৎ ক্ষেত্র রেখার সংখ্যা যত কম হয়, তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্যও তত কম হয়।
সমস্যার উদাহরণ
৩. ২০১২/২০১৩ এস এম এ পদার্থবিজ্ঞান জাতীয় পরীক্ষার প্রশ্ন এসএ ৬৫ নং ২৮
নিচের চার্জের চিত্রটি থেকে, যা কাছাকাছি থাকা দুটি চার্জের উপর বলরেখা দেখাচ্ছে...
আলোচনা
তড়িৎ ক্ষেত্র রেখা বা বলরেখা একটি ধনাত্মক আধান থেকে একটি ঋণাত্মক আধানের দিকে আকৃষ্ট হয়। যদি একটি ধনাত্মক ও একটি ঋণাত্মক আধানকে কাছাকাছি রাখা হয়, তবে বলরেখাগুলো উত্তর A-এর মতো দেখায়।
সঠিক উত্তরটি হলো A।
৩. ২০১২/২০১৩ এস এম এ পদার্থবিজ্ঞান জাতীয় পরীক্ষার প্রশ্ন এসএ ৬৫ নং ২৮
একটি সংযোগকারী রেখার মাধ্যমে দুটি বৈদ্যুতিক আধানকে কাছাকাছি আনা হলে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র রেখার সৃষ্টি হয়। সঠিক চিত্রটি হলো…
আলোচনা
সঠিক উত্তরটি হলো D।
৩. ২০১২/২০১৩ এস এম এ পদার্থবিজ্ঞান জাতীয় পরীক্ষার প্রশ্ন এসএ ৬৫ নং ২৮
দুটি আধানের মধ্যে সঠিক বলরেখাগুলো হলো…
আলোচনা
সঠিক উত্তরটি হলো D।
