আমি কিভাবে তড়িৎচৌম্বকীয় ক্ষেত্রটিকে শুধুমাত্র তড়িৎ এবং শুধুমাত্র চৌম্বকীয় দুই অংশে ভাগ করব?

একটি তড়িৎচৌম্বকীয় ক্ষেত্র (Electromagnetic Field) হল একটি তড়িৎ ক্ষেত্র (Electric Field) এবং একটি চৌম্বকীয় ক্ষেত্র (Magnetic Field) এর সমন্বয়, যা ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণগুলির মাধ্যমে সংযুক্ত। একটি তড়িৎচৌম্বকীয় ক্ষেত্রকে শুধুমাত্র তড়িৎ ক্ষেত্র এবং শুধুমাত্র চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে বিভাজন করতে, আমাদের এই ক্ষেত্রগুলি কীভাবে পরস্পরের সাথে আন্তঃক্রিয়া করে এবং নির্দিষ্ট শর্তাধীনে স্বাধীনভাবে বিশ্লেষণ করা যায় তা বোঝা প্রয়োজন।

১. তড়িৎচৌম্বকীয় ক্ষেত্রের মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলি বোঝা

একটি তড়িৎচৌম্বকীয় ক্ষেত্র হল একটি চার-মাত্রিক ভেক্টর ক্ষেত্র যা তড়িৎ ক্ষেত্র এবং চৌম্বকীয় ক্ষেত্র দ্বারা গঠিত। আপেক্ষিকতার ঢাপে, তড়িৎ এবং চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলিকে একটি একীভূত টেনসর ক্ষেত্রের অংশ হিসেবে বিবেচনা করা যায়। তবে, অ-আপেক্ষিক শর্তাধীনে, আমরা তাদের আলাদা আলাদা আলোচনা করতে পারি।

২. তড়িৎ ক্ষেত্র এবং চৌম্বকীয় ক্ষেত্র পৃথক করা

একটি তড়িৎচৌম্বকীয় ক্ষেত্রের তড়িৎ ক্ষেত্র এবং চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের উপাদানগুলিকে পৃথক করতে, আমরা নিম্নলিখিত পদার্থগত রাশিগুলির উপর ভিত্তি করে বিশ্লেষণ করতে পারি:

তড়িৎ ক্ষেত্র

তড়িৎ ক্ষেত্র E তড়িৎ আধানের বন্টনের ফলে উৎপন্ন হয়। এটি নিম্নলিখিত দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা যায়:

ম্যাক্সওয়েলের প্রথম সমীকরণ (গাউসের সূত্র):

∇⋅E=ρ/ϵ0

• ρ হল আধান ঘনত্ব, এবং ϵ0 হল মুক্ত স্থানের বিদ্যুৎ বিশ্লেষণ ধ্রুবক।

• ম্যাক্সওয়েলের চতুর্থ সমীকরণ (ফ্যারাডের আবেশ সূত্র):

∇×E=−∂B/∂t

এটি বোঝায় যে, তড়িৎ ক্ষেত্রের পরিবর্তন চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের সময় পরিবর্তনের সাথে সম্পর্কিত।

চৌম্বকীয় ক্ষেত্র

চৌম্বকীয় ক্ষেত্র B গতিশীল আধান বা প্রবাহের দ্বারা উৎপন্ন হয়। এর সংজ্ঞা হল:

ম্যাক্সওয়েলের দ্বিতীয় সমীকরণ: ∇⋅B=0, যা বোঝায় যে, একক চৌম্বক মনোপোল বিদ্যমান নয়।

ম্যাক্সওয়েলের তৃতীয় সমীকরণ

∇×B=μ0J+μ0ϵ0 ∂E/∂t

J হল প্রবাহ ঘনত্ব, এবং μ0 হল মুক্ত স্থানের চুম্বক বিশ্লেষণ ধ্রুবক।

৩. নির্দিষ্ট শর্তাধীনে শুধুমাত্র তড়িৎ ক্ষেত্র এবং শুধুমাত্র চৌম্বকীয় ক্ষেত্র বিশ্লেষণ

নির্দিষ্ট শর্তাধীনে, তড়িৎচৌম্বকীয় ক্ষেত্রকে শুধুমাত্র তড়িৎ ক্ষেত্র বা শুধুমাত্র চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে সরলীকৃত করা যায়:

শুধুমাত্র তড়িৎ ক্ষেত্র

যখন কোনো সময়-পরিবর্তনশীল চৌম্বকীয় ক্ষেত্র নেই (অর্থাৎ, ∂B/∂t = 0), তখন তড়িৎ ক্ষেত্র শুধুমাত্র তড়িৎ ক্ষেত্র।

উদাহরণস্বরূপ, তড়িৎস্থিতিবিদ্যায়, তড়িৎ ক্ষেত্র শুধুমাত্র স্থির আধান বন্টন দ্বারা উৎপন্ন হয়।

শুধুমাত্র চৌম্বকীয় ক্ষেত্র

যখন কোনো সময়-পরিবর্তনশীল তড়িৎ ক্ষেত্র নেই (অর্থাৎ, ∂E/∂t = 0), তখন চৌম্বকীয় ক্ষেত্র শুধুমাত্র চৌম্বকীয় ক্ষেত্র।

উদাহরণস্বরূপ, স্থির প্রবাহ দ্বারা উৎপন্ন চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে, চৌম্বকীয় ক্ষেত্র শুধুমাত্র ধ্রুব প্রবাহ দ্বারা উৎপন্ন হয়।

৪. গাণিতিক প্রকাশ

প্রায়শই ব্যবহারে, আমরা ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণগুলি সমাধান করে তড়িৎচৌম্বকীয় ক্ষেত্রের নির্দিষ্ট রূপ পাওয়া যায়। শুধুমাত্র তড়িৎ এবং চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের জন্য, আমরা তাদের গাণিতিক প্রকাশ লিখতে পারি:

শুধুমাত্র তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রকাশ

যদি B স্থির হয়, তাহলে ∇×E=0, যার অর্থ তড়িৎ ক্ষেত্র সংরক্ষণশীল এবং একটি স্কেলার বিভব V দ্বারা বর্ণনা করা যায়: E=−∇V.

শুধুমাত্র চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রকাশ (শুধুমাত্র চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রকাশ)

যদি E স্থির হয়, তাহলে ∇×B=μ0 J, যার অর্থ চৌম্বকীয় ক্ষেত্র আম্পেরের বৃত্তাকার সূত্র দ্বারা গণনা করা যায়।

সারাংশ

একটি তড়িৎচৌম্বকীয় ক্ষেত্র তড়িৎ এবং চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে বিভাজিত করা যায়, এবং শুধুমাত্র তড়িৎ এবং শুধুমাত্র চৌম্বকীয় ক্ষেত্র হল নির্দিষ্ট শর্তাধীনে বিশেষ ক্ষেত্র। ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণগুলির মাধ্যমে, আমরা তড়িৎচৌম্বকীয় ক্ষেত্রের আচরণ বিশ্লেষণ করতে পারি এবং যখন প্রয়োজন তখন তাদের শুধুমাত্র তড়িৎ বা চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে বিভাজিত করতে পারি। এই বিভাজন বাস্তব জীবনে তড়িৎচৌম্বকীয় সমস্যাগুলি বোঝার এবং সমাধান করার জন্য উপযোগী।

আপনার যদি আরও কোনো প্রশ্ন থাকে বা আরও তথ্যের প্রয়োজন হয়, তাহলে আমাকে জানান!