চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের ধারণাটি পদার্থবিদ্যায় চুম্বকত্ব এবং এর প্রয়োগ বোঝার জন্য মৌলিক। একটি চৌম্বক ক্ষেত্র হল একটি চুম্বকের চারপাশে একটি অদৃশ্য ক্ষেত্র যা অন্যান্য চুম্বক বা চৌম্বক পদার্থ যেমন লোহার উপর একটি বল প্রয়োগ করে। এই ক্ষেত্রটিই চুম্বককে স্পর্শ না করে একে অপরকে আকর্ষণ বা বিকর্ষণ করতে দেয়।
একটি চৌম্বক ক্ষেত্র হল একটি ভেক্টর ক্ষেত্র যা চলমান বৈদ্যুতিক চার্জ, বৈদ্যুতিক স্রোত এবং চৌম্বকীয় পদার্থের উপর চৌম্বকীয় প্রভাব বর্ণনা করে। একটি চৌম্বক ক্ষেত্র বৈদ্যুতিক স্রোত দ্বারা উত্পন্ন হয়, যা তারের ম্যাক্রোস্কোপিক স্রোত বা পারমাণবিক কক্ষপথে ইলেকট্রনের সাথে যুক্ত মাইক্রোস্কোপিক স্রোত হতে পারে। যে কোনো বিন্দুতে চৌম্বক ক্ষেত্র একটি দিক এবং একটি মাত্রা (বা শক্তি) উভয় দ্বারা নির্দিষ্ট করা হয়; যেমন, এটি একটি ভেক্টর ক্ষেত্র।
চৌম্বক ক্ষেত্র চৌম্বক ক্ষেত্র লাইন ব্যবহার করে কল্পনা করা যেতে পারে। এই রেখাগুলি চুম্বকের উত্তর মেরু থেকে শুরু হয় এবং দক্ষিণ মেরুতে শেষ হয়। এই রেখাগুলির ঘনত্ব চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তি নির্দেশ করে: রেখাগুলি যত কাছাকাছি, চৌম্বক ক্ষেত্র তত শক্তিশালী। চৌম্বক ক্ষেত্র রেখা কখনো ছেদ করে না।
একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তি এবং দিক একটি ভেক্টর দ্বারা বর্ণিত হয়। এই ভেক্টরটিকে \(\vec{B}\) হিসাবে চিহ্নিত করা হয়, যেখানে \(B\) চৌম্বক ক্ষেত্রের মাত্রার প্রতিনিধিত্ব করে এবং তীরটি দিক নির্দেশ করে। ইন্টারন্যাশনাল সিস্টেম অফ ইউনিটস (SI) এর চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তির একক হল টেসলা (T)।
চৌম্বক ক্ষেত্রের গতিশীল চার্জ \(q\) বেগের সাথে চলমান \(\vec{v}\) এর কারণে চৌম্বক ক্ষেত্রটি লরেন্টজ বল আইন দ্বারা বর্ণিত হয়েছে, যা দ্বারা দেওয়া হয়েছে:
\( \vec{F} = q(\vec{v} \times \vec{B}) \)যেখানে \(\vec{F}\) হল চার্জের উপর প্রয়োগ করা বল, \(q\) হল চার্জ, \(\vec{v}\) হল চার্জের বেগ, এবং \(\vec{B}\) হল চৌম্বক ক্ষেত্র ভেক্টর। প্রতীক \(\times\) ক্রস পণ্যকে বোঝায়, যার মানে বল চার্জের বেগ এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের উভয়ের জন্য লম্ব।
চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি চলন্ত বৈদ্যুতিক চার্জ দ্বারা উত্পন্ন হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি তারের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত বৈদ্যুতিক স্রোত তারের চারপাশে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে। ডান হাতের নিয়মটি একটি কারেন্ট-বহনকারী কন্ডাক্টরের চারপাশে চৌম্বক ক্ষেত্রের দিক নির্ণয় করতে সাহায্য করে: আপনি যদি আপনার ডান হাতের বুড়ো আঙুলটি স্রোতের দিকে নির্দেশ করেন, তাহলে আপনার আঙ্গুলগুলি চৌম্বক ক্ষেত্রের দিকে ঘুরবে।
পৃথিবী নিজেই একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে একটি বিশাল চুম্বকের মতো কাজ করে। পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্র চৌম্বকীয় দক্ষিণ মেরু থেকে চৌম্বকীয় উত্তর মেরু পর্যন্ত প্রসারিত চৌম্বক ক্ষেত্র রেখা সহ একটি বার চুম্বকের মতো। পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্র চার্জযুক্ত কণাগুলিকে দূরে সরিয়ে দিয়ে সৌর বায়ু থেকে গ্রহকে রক্ষা করে।
চুম্বকত্ব দৈনন্দিন জীবনের অনেক ক্ষেত্রে উপস্থিত। কম্পাসগুলি যা নেভিগেট করার জন্য পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে, ক্রেডিট কার্ডের চৌম্বকীয় স্ট্রিপগুলিতে এবং এমনকি ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স ইমেজিং (MRI) এর মতো মেডিকেল প্রযুক্তিতে, যা শরীরের ভিতরের চিত্র তৈরি করতে শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে।
প্রযুক্তিতে চৌম্বক ক্ষেত্রের সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য প্রয়োগ হল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটে। একটি লোহার একটি টুকরার চারপাশে একটি তারকে মোড়ানো এবং তারের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক প্রবাহ চালানোর মাধ্যমে একটি শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি হয়। এই নীতিটি বৈদ্যুতিক মোটর এবং জেনারেটরে ব্যবহৃত হয়।
চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি বেশ কয়েকটি সাধারণ পরীক্ষার মাধ্যমে পর্যবেক্ষণ এবং অধ্যয়ন করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি চুম্বকের চারপাশে লোহার ফাইলিং ছিটিয়ে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের রেখার প্যাটার্ন প্রকাশ করবে। প্রতিটি ফাইলিং একটি ক্ষুদ্র চুম্বক হয়ে ওঠে এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের লাইন বরাবর নিজেকে সারিবদ্ধ করে, দৃশ্যত ক্ষেত্রের দিক এবং শক্তি দেখায়।
চৌম্বক ক্ষেত্র পদার্থবিদ্যার একটি মৌলিক দিক যা প্রাকৃতিক এবং প্রযুক্তিগত বিশ্বের অনেক দিককে প্রভাবিত করে। সৌর বায়ু থেকে জীবনকে রক্ষা করে পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রের ম্যাক্রোস্কোপিক স্কেল থেকে, পদার্থের চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যে অবদানকারী পরমাণুর মাইক্রোস্কোপিক স্কেল পর্যন্ত, চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলি এবং তাদের প্রয়োগগুলি বোঝা কেবল মহাবিশ্বের কাজের অন্তর্দৃষ্টিই দেয় না তবে প্রযুক্তিগত অগ্রগতিগুলিকে সক্ষম করে যা আমাদের দৈনন্দিন জীবনে উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে৷
