বৈদ্যুতিক আধান

পরমাণুতে বৈদ্যুতিক চার্জ সম্পর্কিত নিবন্ধ

অনুগ্রহ করে আপনার চারপাশে থাকা বস্তুগুলোর মধ্যে একটিকে পর্যবেক্ষণ করুন। যদি আপনি একটি বস্তুকে ভেঙে ফেলেন, উদাহরণস্বরূপ, সেটি একটি পাথর, তবে পাথরটি ছোট ছোট টুকরোয় বিভক্ত হয়ে যাবে। যদি পাথরটির অংশটি আবার ভেঙে ফেলা হয়, তবে পাথরের টুকরোগুলো আরও ছোট হয়ে যাবে। যদি পাথরটিকে আবার ভেঙে ফেলা হয়? অবশ্যই, পাথরটি আরও ছোট হয়ে যাবে। পাথরকে কি আরও ছোট থেকে অসীম সংখ্যক টুকরোতে ভাঙা যায়? বাস্তবতা দেখায় যে, একটি বস্তুকে ছোট ছোট অংশে বিভক্ত করতে করতে এমন একটি পর্যায়ে পৌঁছানো যায়, যেখানে বস্তুটির ক্ষুদ্রতম অংশকে আর ছোট অংশে বিভক্ত করা যায় না। কোনো বস্তুর যে ক্ষুদ্রতম অংশকে বিভক্ত করা যায় না, তাকে পরমাণু বলা হয়। সুতরাং, পরমাণু হলো মহাবিশ্বের প্রতিটি পদার্থের ক্ষুদ্রতম অংশ ।

পরমাণু ইলেকট্রন, প্রোটন এবং নিউট্রন দ্বারা গঠিত। প্রোটন ও নিউট্রন মিলে পারমাণবিক নিউক্লিয়াস গঠন করে, যা প্রায় ১০⁻¹⁵ মিটার দীর্ঘ। ইলেকট্রনগুলো নিউক্লিয়াসের বাইরে থাকে এবং সূর্যের চারপাশে গ্রহের আবর্তনের মতো পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে কেন্দ্র করে ঘোরে। যদি ধরে নেওয়া হয় যে পরমাণুর ব্যাস কয়েক কিলোমিটার, তাহলে পারমাণবিক নিউক্লিয়াসটি একটি বিলিয়ার্ড বলের আকারের হয়।

এবং ইলেকট্রনগুলো নিউক্লিয়াসের মধ্যে থাকে এবং কেন্দ্র থেকে প্রায় ১০⁻¹⁰ মিটার দূরত্ব পর্যন্ত পৌঁছায় ^। কেন্দ্র এবং একটি ইলেকট্রনের মধ্যে ফাঁকা স্থান থাকে।

ঋণাত্মক চার্জযুক্ত ইলেকট্রন পরমাণুর কিনারায় এবং ধনাত্মক চার্জযুক্ত প্রোটন পরমাণুর নিউক্লিয়াসে অবস্থিত। ইলেকট্রন যাতে পরমাণু থেকে বেরিয়ে না গিয়ে নিউক্লিয়াসের মধ্যে আবর্তন করতে থাকে, তার জন্য ধনাত্মক চার্জযুক্ত পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে অবশ্যই ইলেকট্রনের উপর একটি আকর্ষণ বল প্রয়োগ করতে হয়। যে বল ইলেকট্রনকে নিউক্লিয়াসের চারপাশে থাকতে আকর্ষণ করে এবং পরমাণু থেকে আলাদা হতে দেয় না, তাকে তড়িৎ বল বলে।

অন্যদিকে, পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের ভিতরে ধনাত্মক চার্জযুক্ত প্রোটন থাকে, তাই একই চার্জের কারণে প্রোটনগুলো পরস্পরকে বিকর্ষণ করে। প্রোটনগুলো যাতে নিউক্লিয়াসের মধ্যে একসাথে থাকে এবং পরমাণু থেকে বিচ্ছিন্ন না হয়, তার জন্য এমন একটি বল থাকা আবশ্যক যা প্রোটনগুলোকে একত্রিত করে রাখে। যে বল প্রোটনগুলোকে পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের মধ্যে একসাথে বেঁধে রাখে, তাকে নিউক্লীয় বল বলা হয়।

প্রোটনের ভর প্রায় নিউট্রনের ভরের সমান। পারমাণবিক ভরের প্রায় ৯৯.৯% পারমাণবিক নিউক্লিয়াসে কেন্দ্রীভূত থাকে, অপরদিকে ইলেকট্রনের ভর অত্যন্ত নগণ্য। ইলেকট্রনের ভর (me) = ৯.১০৯৩৮৯৭ x ১০⁻³¹ ^কেজি , নিউট্রনের ভর (mn) = ১.৬৭৪৯২৮৬ x ১০⁻²⁷ ^কেজি , প্রোটনের ভর (mp) = ১.৬৭২৬২৩১ x ১০⁻²⁷ ^কেজি ।

বিদ্যুতের পরিমাণ

ইলেকট্রন ঋণাত্মক, প্রোটন ধনাত্মক এবং নিউট্রন নিরপেক্ষ। প্রোটন বা নিউট্রন কোয়ার্ক দ্বারা গঠিত, যেগুলোর চার্জ ইলেকট্রনের চার্জের যথাক্রমে ± ১/৩ এবং ± ২/৩ গুণ। কোয়ার্ক হলো পরমাণু গঠনকারী ক্ষুদ্রতম কণা, কিন্তু এখন পর্যন্ত কোয়ার্ককে একক কণা হিসেবে পাওয়া যায়নি।

ইলেকট্রন চার্জ বা প্রোটন চার্জের পরিমাণ হলো চার্জের মৌলিক একক। কোনো বস্তুর বৈদ্যুতিক চার্জ হলো ইলেকট্রন চার্জ বা প্রোটন চার্জের গুণিতক। একে কোয়ান্টায়িত চার্জ বলা হয়। উদাহরণস্বরূপ, যদি আমাদের ব্যবহৃত মুদ্রার ক্ষুদ্রতম ভগ্নাংশ ১ হয়, তাহলে কোনো ব্যক্তির কাছে থাকা টাকার পরিমাণ, যা সেই ক্ষুদ্রতম মুদ্রার গুণিতক, তা হবে ১। যেমন, আমার টাকার পরিমাণ হলো ২ এবং ৩।

একটি ইলেকট্রনের আধানের পরিমাণ হলো –e এবং একটি প্রোটনের আধানের মান হলো +e। কোনো বস্তুর আধানের পরিমাণ হলো e-এর গুণিতক বা 1.60 x 10⁻¹⁹ ^{কুলম্ব} এবং একে Q = ± Ne দ্বারা প্রকাশ করা যায়। এখানে Q = আধানের সংখ্যা, ± আধানের প্রকারভেদ নির্দেশ করে, N = পূর্ণসংখ্যা, e = 1.60 x 10⁻¹⁹ ^{কুলম্ব} ।

বস্তুতে বৈদ্যুতিক চার্জ

যদি কোনো পরমাণুতে একটি প্রোটনের সমান সংখ্যক ইলেকট্রন থাকে, তবে পরমাণুটির মোট বৈদ্যুতিক চার্জ শূন্য হয় এবং এই পরমাণুটি নিরপেক্ষ বা চার্জবিহীন। একটি নিরপেক্ষ পরমাণুতে প্রোটন বা ইলেকট্রনের সংখ্যাকে পারমাণবিক সংখ্যা (Z) বলা হয়। যদি ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের চেয়ে বেশি হয়, তবে পরমাণুটি ঋণাত্মকভাবে চার্জিত হয়। বিপরীতভাবে, যদি ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের চেয়ে কম হয়, তবে পরমাণুটি ধনাত্মকভাবে চার্জিত হয়। ঋণাত্মকভাবে চার্জিত পরমাণুগুলোকে ঋণাত্মক আয়ন বলা হয়, আর ধনাত্মকভাবে চার্জিত পরমাণুগুলোকে ধনাত্মক আয়ন বলা হয়। পরমাণু থেকে ইলেকট্রন গ্রহণ বা বর্জন করার প্রক্রিয়াকে আয়নীকরণ বলা হয়। যখন আমরা বলি, একটি পরমাণু চার্জিত, তখন এর দ্বারা মোট চার্জকে বোঝানো হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি পরমাণুতে ১০টি ইলেকট্রন এবং ৭টি প্রোটন আছে। এই পরমাণুটি ঋণাত্মকভাবে চার্জিত কারণ এতে ৩টি অতিরিক্ত ইলেকট্রন রয়েছে। সুতরাং, এই পরমাণুটির মোট চার্জ হলো ৩, এবং এই ধরনের পারমাণবিক চার্জকে ঋণাত্মক বলা হয়। চিত্র ৩, ৭, ১০ শুধুমাত্র বোঝার সুবিধার্থে দেওয়া উদাহরণ। প্রকৃতপক্ষে, কোনো বস্তুর বৈদ্যুতিক চার্জের পরিমাণ হলো ইলেকট্রন চার্জ বা প্রোটন চার্জের গুণিতক।

যদি কোনো বস্তুতে প্রোটনের সমান সংখ্যক ইলেকট্রন থাকে, তবে বস্তুটি নিরপেক্ষ বা বৈদ্যুতিকভাবে চার্জবিহীন। যদি কোনো বস্তুতে একটি প্রোটনের চেয়ে বেশি ইলেকট্রন থাকে, তবে বস্তুটি ঋণাত্মকভাবে চার্জিত হয়, অন্যদিকে যদি একটি প্রোটনের চেয়ে কম ইলেকট্রন থাকে, তবে বস্তুটি ধনাত্মকভাবে চার্জিত হয়। যে বস্তুগুলো প্রাথমিকভাবে নিরপেক্ষ ছিল, সেগুলোতে ইলেকট্রন যোগ করে সেগুলোকে ঋণাত্মকভাবে চার্জিত করা যায়। অন্যথায়, বস্তু থেকে ইলেকট্রন কমিয়ে সেটিকে ধনাত্মকভাবে চার্জিত করা যায়।