مقناطیسیت اور طبیعیات میں اس کے استعمال کو سمجھنے کے لیے مقناطیسی میدان کا تصور بنیادی ہے۔ ایک مقناطیسی میدان مقناطیس کے ارد گرد ایک پوشیدہ میدان ہے جو دوسرے مقناطیس یا مقناطیسی مواد، جیسے لوہے پر طاقت کا استعمال کرتا ہے. یہ فیلڈ وہ ہے جو میگنےٹ کو چھوئے بغیر ایک دوسرے کو اپنی طرف متوجہ کرنے یا پیچھے ہٹانے کی اجازت دیتی ہے۔
مقناطیسی میدان ایک ویکٹر فیلڈ ہے جو حرکت پذیر برقی چارجز، برقی کرنٹ اور مقناطیسی مواد پر مقناطیسی اثر کو بیان کرتا ہے۔ ایک مقناطیسی میدان برقی کرنٹوں سے پیدا ہوتا ہے، جو تاروں میں میکروسکوپک کرنٹ ہو سکتا ہے یا جوہری مدار میں الیکٹرانوں سے وابستہ خوردبینی کرنٹ ہو سکتا ہے۔ کسی بھی نقطہ پر مقناطیسی میدان ایک سمت اور ایک وسعت (یا طاقت) دونوں کے ذریعہ بیان کیا جاتا ہے؛ اس طرح، یہ ایک ویکٹر فیلڈ ہے۔
مقناطیسی فیلڈز کو مقناطیسی فیلڈ لائنوں کا استعمال کرتے ہوئے تصور کیا جا سکتا ہے۔ یہ لکیریں مقناطیس کے شمالی قطب سے شروع ہوتی ہیں اور قطب جنوبی پر ختم ہوتی ہیں۔ ان لائنوں کی کثافت مقناطیسی میدان کی طاقت کی نشاندہی کرتی ہے: لائنیں جتنی قریب ہوں گی، مقناطیسی میدان اتنا ہی مضبوط ہوگا۔ مقناطیسی فیلڈ لائنیں کبھی آپس میں نہیں ملتی ہیں۔
مقناطیسی میدان کی طاقت اور سمت کو ویکٹر کے ذریعہ بیان کیا جاتا ہے۔ اس ویکٹر کو \(\vec{B}\) کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے، جہاں \(B\) مقناطیسی میدان کی شدت کو ظاہر کرتا ہے اور تیر سمت کی نشاندہی کرتا ہے۔ انٹرنیشنل سسٹم آف یونٹس (SI) میں مقناطیسی میدان کی طاقت کی اکائی Tesla (T) ہے۔
مقناطیسی میدان میں حرکت پذیر چارج \(q\) رفتار \(\vec{v}\) کے ساتھ حرکت کرنے کی وجہ سے مقناطیسی فیلڈ کو لورینٹز فورس قانون کے ذریعہ بیان کیا گیا ہے، جس کے ذریعہ دیا گیا ہے:
\( \vec{F} = q(\vec{v} \times \vec{B}) \)جہاں \(\vec{F}\) چارج پر لگائی جانے والی قوت ہے، \(q\) چارج ہے، \(\vec{v}\) چارج کی رفتار ہے، اور \(\vec{B}\) مقناطیسی فیلڈ ویکٹر ہے۔ علامت \(\times\) کراس پروڈکٹ کو ظاہر کرتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ قوت چارج کی رفتار اور مقناطیسی میدان دونوں کے لیے کھڑی ہے۔
مقناطیسی میدان برقی چارجز کو حرکت دینے سے پیدا ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ایک تار سے بہنے والی برقی رویں تار کے گرد مقناطیسی میدان بناتی ہیں۔ دائیں ہاتھ کا قاعدہ کرنٹ لے جانے والے کنڈکٹر کے گرد مقناطیسی میدان کی سمت کا تعین کرنے میں مدد کرتا ہے: اگر آپ کرنٹ کی سمت اپنے دائیں ہاتھ کے انگوٹھے کی طرف اشارہ کرتے ہیں، تو آپ کی انگلیاں مقناطیسی میدان کی سمت میں گھومتی ہیں۔
زمین خود ایک مقناطیسی میدان کے ساتھ ایک بڑے مقناطیس کی طرح کام کرتی ہے۔ زمین کا مقناطیسی میدان بار میگنیٹ سے ملتا جلتا ہے جس میں مقناطیسی فیلڈ لائنیں مقناطیسی جنوبی قطب سے مقناطیسی شمالی قطب تک پھیلی ہوئی ہیں۔ زمین کا مقناطیسی میدان چارج شدہ ذرات کو دور کر کے سیارے کو شمسی ہوا سے بچاتا ہے۔
مقناطیسیت روزمرہ کی زندگی کے بہت سے پہلوؤں میں موجود ہے۔ کمپاسز سے جو زمین کے مقناطیسی میدان کو نیویگیٹ کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں، کریڈٹ کارڈز پر مقناطیسی پٹیوں تک، اور یہاں تک کہ طبی ٹیکنالوجی جیسے میگنیٹک ریزوننس امیجنگ (MRI) میں، جو جسم کے اندر کی تصاویر بنانے کے لیے مضبوط مقناطیسی فیلڈز کا استعمال کرتی ہے۔
ٹیکنالوجی میں مقناطیسی شعبوں کی سب سے اہم ایپلی کیشنز میں سے ایک برقی مقناطیس میں ہے۔ لوہے کے ایک ٹکڑے کے گرد تار لپیٹ کر اور تار کے ذریعے برقی رو چلانے سے ایک مضبوط مقناطیسی میدان پیدا ہوتا ہے۔ یہ اصول برقی موٹروں اور جنریٹرز میں استعمال ہوتا ہے۔
مقناطیسی شعبوں کا مشاہدہ اور مطالعہ کئی آسان تجربات کے ذریعے کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، مقناطیس کے ارد گرد لوہے کی فائلوں کو چھڑکنے سے مقناطیسی فیلڈ لائنوں کا نمونہ ظاہر ہوگا۔ ہر فائلنگ ایک چھوٹا مقناطیس بن جاتا ہے اور خود کو مقناطیسی میدان کی خطوط پر سیدھ میں لاتا ہے، بظاہر فیلڈ کی سمت اور طاقت کو ظاہر کرتا ہے۔
مقناطیسی میدان طبیعیات کا ایک بنیادی پہلو ہیں جو قدرتی اور تکنیکی دنیا کے بہت سے پہلوؤں کو متاثر کرتے ہیں۔ شمسی ہوا سے زندگی کی حفاظت کرنے والے زمین کے مقناطیسی میدان کے میکروسکوپک ترازو سے لے کر مواد کی مقناطیسی خصوصیات میں حصہ ڈالنے والے ایٹموں کے خوردبینی ترازو تک، مقناطیسی میدان ایک اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ مقناطیسی شعبوں اور ان کے استعمال کو سمجھنا نہ صرف کائنات کے کام کے بارے میں بصیرت فراہم کرتا ہے بلکہ تکنیکی ترقی کو بھی قابل بناتا ہے جو ہماری روزمرہ کی زندگی پر اہم اثرات مرتب کرتے ہیں۔
