ਚੁਮਬਕੀ ਪਦਾਰਥਾਂ ਦੇ ਮੁਖਿਆ ਸਿਧਾਂਤਾਂ
ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ
ਜਦੋਂ ਵਿਭਿਨਨ ਪੱਦਾਰਥਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਹੀ ਬਾਹਰੀ ਚੁੰਬਕੀ ਕਿਰਨ ਦੇ ਅਧੀਨ ਰੱਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਉਹ ਬਹੁਤ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਪ੍ਰਤੀਕਰਿਆਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਗਟ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਸਮਝਣ ਲਈ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੁਆਰਾ ਚੁੰਬਕੀ ਵਿਚਾਰ ਦੀ ਨਿਯੰਤਰਣ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਕਰਨੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਸਮਝ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਦੇ ਅਧਿਐਨ ਨਾਲ ਸ਼ੁਰੂ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ, ਜੋ ਸਧਾਰਣ ਰੀਤੀ ਨਾਲ ਚੁੰਬਕੀ ਮੁਹਾਵਰੇ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਜਾਂਚੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕਸ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਮੁੱਢਲਾ ਸਿਧਾਂਤ ਹੈ। ਇਹ ਇੱਕ ਸ਼ਕਤੀਸ਼ਾਲੀ ਸਾਧਨ ਹੈ ਜੋ ਇੱਕ ਵਿੱਤੀ-ਵਹਿਣ ਵਾਲੀ ਲੂਪ ਅਤੇ ਇੱਕ ਸਮਾਨ ਚੁੰਬਕੀ ਕਿਰਨ ਦੇ ਬੀਚ ਦੀ ਕ੍ਰਿਆ ਦੀ ਸਮਝ ਅਤੇ ਮਾਪਦੰਡ ਦੇਣ ਲਈ ਉਪਯੋਗ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਵਿੱਤੀ-ਵਹਿਣ ਵਾਲੀ ਲੂਪ ਦੀ ਚੁੰਬਕੀ ਸ਼ਕਤੀ, ਜਿਸ ਦੀ ਰਕਬਾ A ਅਤੇ ਇਸ ਵਿੱਚ ਵਿੱਤੀ I ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਇਸ ਪ੍ਰਕਾਰ ਪ੍ਰਤਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ:
ਨੋਟ ਕਰੋ ਕਿ ਰਕਬਾ ਇੱਕ ਵੈਕਟਰ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਤਿਭਾਸ਼ਿਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਦੁਆਰਾ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਵੀ ਇੱਕ ਵੈਕਟਰ ਮਾਤ੍ਰਾ ਬਣ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਦੋਵਾਂ ਵੈਕਟਰ ਇੱਕ ਜਿਹੇ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।
ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਲੂਪ ਦੇ ਸਿਖਰ ਦੇ ਲਘੁਗੁਣਕ ਹੋਣ ਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਦਾਹਿਣੀ ਹੱਥ ਦੇ ਨਿਯਮ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਦੁਆਰਾ ਪਾਈ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ—ਜੇ ਤੁਸੀਂ ਆਪਣੇ ਦਾਹਿਣੇ ਹੱਥ ਦੀਆਂ ਉਂਘਾਂ ਨੂੰ ਵਿੱਤੀ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਘੁਮਾਓ, ਤੋਂ ਤੁਹਾਡਾ ਅੰਗੂਠਾ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਵੈਕਟਰ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦਿਖਾਵੇਗਾ। ਇਹ ਫਿਗਰ 1 ਵਿੱਚ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।
ਇੱਕ ਲੂਪ ਦੀ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਕੇਵਲ ਇਸ ਵਿੱਚ ਵਹਿੰਦੀ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਵਿੱਤੀ ਅਤੇ ਇਸ ਦੁਆਰਾ ਘੇਰੀ ਗਈ ਰਕਬਾ ਦੁਆਰਾ ਨਿਰਧਾਰਿਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਲੂਪ ਦੀ ਆਕਾਰ ਦੁਆਰਾ ਅਗ੍ਰਾਹਕ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ।
ਟਾਰਕ ਅਤੇ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ
ਫਿਗਰ 2 ਨੂੰ ਵੇਖੋ, ਜੋ ਇੱਕ ਵਿੱਤੀ-ਵਹਿਣ ਵਾਲੀ ਲੂਪ ਨੂੰ ਇੱਕ ਸਮਾਨ ਚੁੰਬਕੀ ਕਿਰਨ ਵਿੱਚ ਸਥਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਉੱਤੇ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਫਿਗਰ ਵਿੱਚ:
I ਵਿੱਤੀ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ।
B ਚੁੰਬਕੀ ਕਿਰਨ ਵੈਕਟਰ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ।
u ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ।
θ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੇ ਵੈਕਟਰ ਅਤੇ ਚੁੰਬਕੀ ਕਿਰਨ ਵੈਕਟਰ ਦੀ ਵਿਚ ਦਿਸ਼ਾ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ।
ਕਿਉਂਕਿ ਲੂਪ ਦੇ ਵਿਪਰੀਤ ਪਾਸਿਆਂ 'ਤੇ ਕਾਰਵਾਂ ਏਕ ਦੂਜੇ ਨੂੰ ਨਿਵਾਰਨ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ, ਲੂਪ 'ਤੇ ਕਾਰਵਾਂ ਦੀ ਕੁੱਲ ਕਾਰਵਾਂ ਸ਼ੂਨਿਅ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਫਿਰ ਵੀ, ਲੂਪ ਇੱਕ ਚੁੰਬਕੀ ਟਾਰਕ ਦੇ ਅਧੀਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਲੂਪ 'ਤੇ ਲਾਗੂ ਕੀਤੀ ਗਈ ਇਸ ਟਾਰਕ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਇਸ ਪ੍ਰਕਾਰ ਦਿੱਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ:
ਸਮੀਕਰਣ 2 ਤੋਂ, ਅਸੀਂ ਸਾਫ਼-ਸਾਫ਼ ਦੇਖ ਸਕਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਟਾਰਕ (t) ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਨਾਲ ਤਿਕਤ ਸਬੰਧਿਤ ਹੈ। ਇਹ ਇਸ ਲਈ ਹੈ ਕਿ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਇੱਕ ਚੁੰਬਕ ਦੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਕਾਰਵਾਂ ਕਰਦੀ ਹੈ; ਜਦੋਂ ਇਹ ਇੱਕ ਬਾਹਰੀ ਚੁੰਬਕੀ ਕਿਰਨ ਵਿੱਚ ਰੱਖੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਸ 'ਤੇ ਟਾਰਕ ਲਾਗੂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਟਾਰਕ ਹਮੇਸ਼ਾ ਲੂਪ ਨੂੰ ਸਥਿਰ ਸੰਤੁਲਨ ਸਥਿਤੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਘੁੰਮਣ ਲਈ ਕਾਰਵਾਂ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਜਦੋਂ ਚੁੰਬਕੀ ਕਿਰਨ ਲੂਪ ਦੇ ਸਿਖਰ ਦੇ ਲਘੁਗੁਣਕ ਹੋਣ ਦੀ ਹੈ (i.e.,θ=0^o ), ਤਾਂ ਸਥਿਰ ਸੰਤੁਲਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਜੇ ਲੂਪ ਨੂੰ ਇਸ ਸਥਿਤੀ ਤੋਂ ਥੋੜਾ ਘੁੰਮਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਟਾਰਕ ਲੂਪ ਨੂੰ ਸੰਤੁਲਨ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਵਾਪਸ ਲਿਆਉਣ ਲਈ ਕਾਰਵਾਂ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਟਾਰਕ ਜਦੋਂ ਵੀ ਸ਼ੂਨਿਅ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੇ θ=180^o । ਪਰ ਇਸ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ, ਲੂਪ ਇੱਕ ਅਸਥਿਰ ਸੰਤੁਲਨ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਛੋਟਾ ਘੁੰਮਾਵ θ=180^o ਤੋਂ ਟਾਰਕ ਨੂੰ ਲੂਪ ਨੂੰ ਇਸ ਬਿੰਦੂ ਤੋਂ ਦੂਰ ਅਤੇ θ=0^o ਤੋਂ ਨੇੜੇ ਲਿਆਉਣ ਲਈ ਕਾਰਵਾਂ ਕਰੇਗਾ।
ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਦੀ ਮਹੱਤਤਾ ਕਿਉਂ?
ਅਨੇਕ ਯੰਤਰਾਂ ਉੱਤੇ ਇੱਕ ਵਿੱਤੀ-ਵਹਿਣ ਵਾਲੀ ਲੂਪ ਅਤੇ ਇੱਕ ਚੁੰਬਕੀ ਕਿਰਨ ਦੀ ਕ੍ਰਿਆ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਮੋਟਰ ਦੁਆਰਾ ਉਤਪਨਨ ਕੀਤੀ ਗਈ ਟਾਰਕ ਮੋਟਰ ਦੀ ਚੁੰਬਕੀ ਕਿਰਨ ਅਤੇ ਵਿੱਤੀ-ਵਹਿਣ ਵਾਲੇ ਕੰਡਕਟਾਂ ਦੀ ਕ੍ਰਿਆ ਦੀ ਅਧਾਰਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਕ੍ਰਿਆ ਦੌਰਾਨ, ਜਦੋਂ ਕੰਡਕਟਾ ਘੁੰਮਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਸੰਭਵ ਊਰਜਾ ਬਦਲਦੀ ਹੈ।
ਇਹ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਅਤੇ ਬਾਹਰੀ ਚੁੰਬਕੀ ਕਿਰਨ ਦੀ ਕ੍ਰਿਆ ਦੁਆਰਾ ਹੀ ਸੰਭਵ ਊਰਜਾ ਆਉਂਦੀ ਹੈ ਜੋ ਹੰਤੀ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਦੋਵਾਂ ਵੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਵਿਚ ਦਿਸ਼ਾ ਦੁਆਰਾ ਨਿਰਧਾਰਿਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਇਸ ਸਮੀਕਰਣ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ:
ਇਹਨਾਂ ਕੁਝ ਮੁਹੱਤਿਆਂ ਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਵਿੱਚ ਸੰਭਵ ਊਰਜਾ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਇਸ ਪ੍ਰਕਾਰ ਹੈ:
ਜਦੋਂ θ=0^o , ਤਾਂ ਸਿਸਟਮ ਇੱਕ ਸਥਿਰ ਸੰਤੁਲਨ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਸੰਭਵ ਊਰਜਾ ਆਪਣੀ ਗੱਲੀ ਮੰਨਗੀ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਜਿਹੜੀ ਹੈ U=-uB।
ਜਦੋਂ θ=90^o , ਤਾਂ ਸੰਭਵ ਊਰਜਾ ਬਦਲ ਕੇ U=0 ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
ਜਦੋਂ θ=180^o, ਤਾਂ ਸੰਭਵ ਊਰਜਾ ਆਪਣੀ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਡੀ ਮੰਨਗੀ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦੀ ਹੈ, U=uB। ਇਹ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਸਥਿਤੀ ਇੱਕ ਅਸਥਿਰ ਸੰਤੁਲਨ ਸਥਿਤੀ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ।
ਅਣੂ ਦੇ ਮੋਡਲ ਦੁਆਰਾ ਨੇੜੀ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਦੀ ਸਮਝ
ਚੁੰਬਕੀ ਪੱਦਾਰਥਾਂ ਦੁਆਰਾ ਚੁੰਬਕੀ ਕਿਰਨ ਦੀ ਉਤਪਤਤੀ ਦੀ ਸਮਝ ਲਈ, ਕੁਆਂਟਮ ਮਕਾਨਿਕਸ ਵਿੱਚ ਗਹਿਰਾਈ ਨਾਲ ਜਾਣਾ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ। ਪਰ ਇਹ ਵਿਸ਼ਾ ਇਸ ਲੇਖ ਦੇ ਸਹਾਇਕ ਵਿੱਚ ਨਹੀਂ ਆਉਂਦਾ, ਇਸ ਲਈ ਅਸੀਂ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਦੇ ਮੋਡਲ ਅਤੇ ਕਲਾਸੀਕ ਅਣੂ ਦੇ ਮੋਡਲ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਕਿਵੇਂ ਪੱਦਾਰਥ ਇੱਕ ਬਾਹਰੀ ਚੁੰਬਕੀ ਕਿਰਨ ਨਾਲ ਕ੍ਰਿਆ ਕਰਦੇ ਹਨ ਇਸ ਦੀ ਸਮਝ ਲੈਣ ਦੀ ਸਹਾਇਤਾ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਾਂ।
ਇਹ ਮੋਡਲ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਨੂੰ ਅਣੂ ਦੇ ਨੂਕਲ ਦੇ ਇਰਦ-ਗਿਰਦ ਘੁੰਮਦਾ ਅਤੇ ਆਪਣੇ ਖੁਦ ਦੇ ਅੱਖਰ ਦੇ ਇਰਦ-ਗਿਰਦ ਘੁੰਮਦਾ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਫਿਗਰ 3 ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਤੌਰ ਨਾਲ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।
ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ, ਅਣੂ, ਅਤੇ ਵਸਤੂਆਂ ਦੀ ਨੇੜੀ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ
ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਦੀ ਕਕਸੀ ਗਤੀ ਨੂੰ ਇੱਕ ਛੋਟੀ ਵਿੱਤੀ-ਵਹਿਣ ਵਾਲੀ ਲੂਪ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਸਮਝਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਇਹ ਇੱਕ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ (ਫਿਗਰ ਵਿੱਚ ਇਸ ਨੂੰ (u1 )ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ) ਉਤਪਨਨ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਦੀ ਘੁੰਮਣ ਵਾਲੀ ਗਤੀ ਵੀ ਇੱਕ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ (u2) ਉਤਪਨਨ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਦੀ ਨੇੜੀ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਇਹਨਾਂ ਦੋਵਾਂ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀਆਂ ਦੀ ਵੈਕਟਰ ਰਕਮ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
ਇੱਕ ਅਣੂ ਦੀ ਨੇੜੀ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਉਸ ਦੇ ਸਾਰੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਦੀਆਂ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀਆਂ ਦੀ ਵੈਕਟਰ ਰਕਮ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਇੱਕ ਅਣੂ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਵੀ ਇੱਕ ਚੁੰਬਕੀ ਦੋਲਣ ਦੀ ਸ਼ਕਤੀ ਰੱਖਦੇ ਹਨ, ਪਰ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦਾ ਕੁੱਲ ਪ੍ਰਭਾਵ ਸਾਧਾਰਣ ਤੌਰ ਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਨਗਨੀਅਤਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
