বৈদ্যুতিক আধানের সংরক্ষণ সূত্র

মহাবিশ্বের প্রতিটি বস্তু মূলত পরমাণু দ্বারা গঠিত । পরমাণু প্রোটন, নিউট্রন এবং ইলেকট্রন দ্বারা গঠিত। প্রোটন ধনাত্মক চার্জযুক্ত, ইলেকট্রন ঋণাত্মক চার্জযুক্ত এবং নিউট্রন চার্জবিহীন। একটি পরমাণুতে নির্দিষ্ট সংখ্যক ইলেকট্রন, প্রোটন এবং নিউট্রন থাকে। যদি ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার সমান হয়, তবে পরমাণুর মোট বৈদ্যুতিক চার্জ শূন্য হয়। এই ধরনের পরমাণু বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ। যদি ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যাকে ছাড়িয়ে যায়, তবে পরমাণুতে অতিরিক্ত ইলেকট্রন থাকে, যা এটিকে ঋণাত্মক চার্জযুক্ত করে তোলে। যদি ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যাকে ছাড়িয়ে যায়, তবে পরমাণুতে অতিরিক্ত প্রোটন থাকে, যা এটিকে ধনাত্মক চার্জযুক্ত করে তোলে।

প্রতিটি বস্তুই মূলত পরমাণু দ্বারা গঠিত, তাই কোনো বস্তু গঠনকারী পরমাণুগুলোতে যদি প্রোটন ও ইলেকট্রন সমান সংখ্যক থাকে, তবে বস্তুটির কোনো চার্জ থাকে না বা এটি চার্জ-নিরপেক্ষ হয়। অন্যদিকে, কোনো বস্তু গঠনকারী পরমাণুগুলোতে যদি প্রোটনের চেয়ে বেশি ইলেকট্রন থাকে, তবে বস্তুটি ঋণাত্মক চার্জযুক্ত হয়। একইভাবে, কোনো বস্তু গঠনকারী পরমাণুগুলোতে যদি প্রোটনের চেয়ে কম ইলেকট্রন থাকে, তবে বস্তুটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত হয়।

দৈনন্দিন জীবনে ব্যবহৃত অনেক বস্তুই মূলত বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ। তবে, এই বস্তুগুলোকে বৈদ্যুতিকভাবে চার্জিত করা যায়। একটি বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ বস্তুকে বৈদ্যুতিকভাবে চার্জিত বস্তুতে পরিবর্তন করা যায় ঘর্ষণের মাধ্যমে অথবা আবেশের মাধ্যমে। বৈদ্যুতিক চার্জের উপর পরীক্ষায়, আমরা ব্যাখ্যা করেছি কীভাবে অন্য একটি বস্তুর সাথে ঘর্ষণের মাধ্যমে একটি নিরপেক্ষ বস্তুকে বৈদ্যুতিকভাবে চার্জিত বস্তুতে পরিবর্তন করা যায়। আবেশের মাধ্যমে একটি বস্তুকে চার্জিত করার পরীক্ষায়, আমরা আবেশের মাধ্যমে একটি নিরপেক্ষ বস্তুকে বৈদ্যুতিকভাবে চার্জিত বস্তুতে পরিবর্তন করার প্রক্রিয়াটিও আলোচনা করেছি। ঘর্ষণ পদ্ধতিতে, যে বস্তুটি বৈদ্যুতিকভাবে চার্জিত করতে হবে, সেটিকে অন্য একটি বস্তু দিয়ে স্পর্শ করানো হয়, অন্যদিকে আবেশ পদ্ধতিতে, যে বস্তুটি বৈদ্যুতিকভাবে চার্জিত করতে হবে, সেটিকে স্পর্শ না করে কেবল অন্য একটি বৈদ্যুতিকভাবে চার্জিত বস্তুর কাছে আনা হয়।

প্রাথমিকভাবে নিরপেক্ষ একটি প্লাস্টিক শুকনো পশম বা চুল দিয়ে ঘষার পর বৈদ্যুতিকভাবে চার্জিত হয়। প্লাস্টিকটি যে বৈদ্যুতিকভাবে চার্জিত হয়েছে তার প্রমাণ হলো, দুটি প্লাস্টিকের দণ্ড যা আগে শুকনো পশম বা চুল দিয়ে ঘষা হয়েছে, তারা পরস্পরকে বিকর্ষণ করে। প্লাস্টিকের দণ্ড দুটি পরস্পরকে বিকর্ষণ করে কারণ উভয়ের চার্জ একই। বৈদ্যুতিক চার্জের বিষয়ে যেমন ব্যাখ্যা করা হয়েছে , বেঞ্জামিন ফ্র্যাঙ্কলিনের (১৭০৬-১৭৯০) পরামর্শের উপর ভিত্তি করে গৃহীত মতানুসারে, প্লাস্টিকের বৈদ্যুতিক চার্জকে একটি ঋণাত্মক চার্জ হিসেবে নির্ধারণ করা হয়। প্লাস্টিক ঋণাত্মকভাবে চার্জিত হয় কারণ প্লাস্টিকের মধ্যে থাকা মোট ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার চেয়ে বেশি। প্রাথমিকভাবে, প্লাস্টিকটি নিরপেক্ষ থাকে, তাই এই সিদ্ধান্তে আসা যায় যে প্লাস্টিকের বর্তমান অতিরিক্ত ইলেকট্রনগুলো শুকনো পশম বা চুল থেকে এসেছে। প্লাস্টিক এবং পশম বা চুলের মধ্যে ঘর্ষণের সময় পশম বা চুলের ইলেকট্রনগুলো প্লাস্টিকের দিকে চলে আসে। পশম প্রাথমিকভাবে নিরপেক্ষ থাকে, তাই যখন এর ইলেকট্রনগুলো প্লাস্টিকের দিকে চলে আসে, তখন পশমে ইলেকট্রনের অভাব হয় এবং প্রোটনের আধিক্য দেখা যায়। পশমে প্রোটনের আধিক্য থাকায় পশমটি ধনাত্মকভাবে চার্জিত হয়। ঘর্ষণের ফলে প্লাস্টিকটি ঋণাত্মকভাবে এবং পশমটি ধনাত্মকভাবে চার্জিত হয়।

পশম থেকে প্লাস্টিকে স্থানান্তরিত ইলেকট্রনের সংখ্যা, প্লাস্টিক থেকে হারানো ইলেকট্রনের সংখ্যার সমান। ঘর্ষণের পর, প্লাস্টিকে অতিরিক্ত ইলেকট্রন থাকায় এটি ঋণাত্মকভাবে চার্জিত হয়, অন্যদিকে পশমে ইলেকট্রনের ঘাটতি হওয়ায় এটি ধনাত্মকভাবে চার্জিত হয়। প্লাস্টিকের মোট চার্জ = ইলেকট্রনের সংখ্যা – প্রোটনের সংখ্যা। একইভাবে, একটি পালকের মোট চার্জ = প্রোটনের সংখ্যা – ইলেকট্রনের সংখ্যা। ঘর্ষণের সময় কোনো চার্জ নষ্ট হয় না, আবার কোনো চার্জ তৈরিও হয় না, যা ঘটে তা হলো চার্জ স্থানান্তর। প্লাস্টিকটি ঋণাত্মকভাবে চার্জিত হয় এবং পালকটি ধনাত্মকভাবে চার্জিত হয়। সুতরাং বৈদ্যুতিক চার্জ চিরস্থায়ী।
বৈদ্যুতিক আধানের সংরক্ষণ সূত্র বলা হয়ে থাকে যে, একটি বদ্ধ ব্যবস্থায় বৈদ্যুতিক আধান সৃষ্টি বা ধ্বংস হয় না, বরং কেবল এক বস্তু থেকে অন্য বস্তুতে স্থানান্তরিত হয়। যখন একটি বস্তু ধনাত্মক আধানযুক্ত হয়, তখন অন্য একটি বস্তু একই সাথে ঋণাত্মক আধানযুক্ত হয় এবং প্রতিটি বস্তুর মোট আধান একই থাকে। উপরের বিবৃতিতে উল্লিখিত বদ্ধ ব্যবস্থাটি নিম্নরূপে চিত্রিত করা হলো। উদাহরণস্বরূপ, যখন প্লাস্টিক এবং পশম একে অপরের সাথে ঘষা খায়, তখন ধরে নেওয়া হয় যে বৈদ্যুতিক আধানের স্থানান্তর কেবল প্লাস্টিক এবং পশমের মধ্যেই ঘটে। সুতরাং কেবল পশম এবং প্লাস্টিকই একে অপরের সাথে ক্রিয়া করে। বাস্তবে, আমাদের চারপাশে বাতাস রয়েছে, তাই প্লাস্টিক এবং পশমের মধ্যে ঘর্ষণ প্রক্রিয়ায় বাতাসও অবশ্যই জড়িত থাকে। যদি বাতাসকেও হিসাবে ধরা হয়, তাহলেও আধানের সংরক্ষণ সূত্রটি প্লাস্টিক, পশম এবং বাতাসের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য থাকে। যদি ঘর্ষণের পরে প্লাস্টিক, উদাহরণস্বরূপ, ৫ পরিমাণ ঋণাত্মক আধানযুক্ত হয় এবং পশম, উদাহরণস্বরূপ, ৩ পরিমাণ ঋণাত্মক আধানযুক্ত হয়, তবে চারপাশের বাতাসও ২ পরিমাণ ঋণাত্মক আধানযুক্ত হবে। সুতরাং এই তিনটি ক্রিয়াশীল বস্তুর মধ্যে মোট বৈদ্যুতিক আধান শূন্য। যদি শুধু প্লাস্টিক এবং পশমের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া ঘটে, তাহলে যখন প্লাস্টিক ৫ পরিমাণ ঋণাত্মক চার্জযুক্ত হয়, তখন পশমও ৫ পরিমাণ ধনাত্মক চার্জযুক্ত হয়, ফলে প্লাস্টিক ও পশমের মোট বৈদ্যুতিক চার্জ শূন্য হয়। ২, ৩ বা ৫ পরিমাণ চার্জ শুধু উদাহরণ। বাস্তবে, বৈদ্যুতিক চার্জের পরিমাণ এত বেশি নয়, বরং এটি একটি ইলেকট্রন বা প্রোটনের চার্জের গুণিতক। অনুগ্রহ করে বিষয়টি ভালোভাবে অধ্যয়ন করুন। বৈদ্যুতিক চার্জ কোনো বস্তুর বৈদ্যুতিক চার্জের পরিমাণ সম্পর্কে আপনার ধারণা স্পষ্ট করতে।