چارج شدہ پارٹیکل فیلڈز، برقی مقناطیسی اور الیکٹرو سٹیٹک فیلڈز اور ان کے اجزاء
ذرات اور فیلڈز مادے کی دو قسمیں ہیں۔ ذرات کے تعامل کی ایک خصوصیت یہ ہے کہ یہ ان کے براہ راست رابطے میں نہیں بلکہ ان کے درمیان ایک خاص فاصلے پر ہوتا ہے۔
یہ اس حقیقت کی وجہ سے ہے کہ ذرات کا تعلق اس فیلڈ سے ہے جو ان کو گھیرے ہوئے ہے اور ان کے درمیان تعامل کا تعین کرتا ہے۔ اس طرح، ذرات اپنے شعبوں کے ذریعے تعامل کرتے ہیں۔
کھیتوں کو خلا میں تقسیم کیا جاتا ہے، مجرد ذرات کے برعکس، مسلسل۔ کچھ تعاملات دوہری نوعیت کے ہوتے ہیں۔ لہذا، مثال کے طور پر، ایک برقی مقناطیسی میدان جو خلا میں لہروں کی شکل میں پھیلتا ہے، بیک وقت مجرد ذرات - فوٹون کی شکل میں دریافت کیا جاتا ہے۔
فطرت میں، مختلف قسم کے شعبے ہیں: کشش ثقل (کشش ثقل)، مقناطیسی، الیکٹروسٹیٹک، نیوکلیئر، وغیرہ۔ ہر فیلڈ مخصوص، موروثی خصوصیات کی طرف سے خصوصیات ہے.
دو قسم کے مادّے کے درمیان — ذرات اور قطعات — ایک اندرونی تعلق ہے، جو بنیادی طور پر اس حقیقت سے ظاہر ہوتا ہے کہ ذرات کی حالت میں ہونے والی کوئی بھی تبدیلی براہِ راست میدان میں ظاہر ہوتی ہے (اور اس کے برعکس، میدان میں کوئی بھی تبدیلی ذرات کو متاثر کرتی ہے۔ ) کے ساتھ ساتھ عام خصوصیات کی موجودگی میں: بڑے پیمانے پر، توانائی، رفتار یا رفتار، وغیرہ۔
اس کے علاوہ، ذرات ایک میدان میں بدل سکتے ہیں، اور میدان ایک ہی ذرات میں. یہ سب ظاہر کرتا ہے کہ مادہ اور میدان دو طرح کے مادے ہیں۔
اس کے علاوہ، کھیتوں اور ذرات کے درمیان فرق ہے، جو ہمیں انہیں مختلف قسم کے مادے کے طور پر غور کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
یہ فرق اس حقیقت پر مشتمل ہے کہ ابتدائی ذرات مجرد ہوتے ہیں اور ایک خاص حجم پر قابض ہوتے ہیں، وہ دوسرے ذرات کے لیے ناقابل تسخیر ہوتے ہیں: ایک ہی حجم پر مختلف اجسام اور ذرات قابض نہیں ہو سکتے۔ فیلڈز مسلسل ہیں اور ان میں زیادہ پارگمیتا ہے: مختلف اقسام کے فیلڈز ایک ہی حجم کی جگہ میں بیک وقت واقع ہو سکتے ہیں۔
ذرات اور اجسام خلا میں بیرونی قوتوں کے زیر اثر حرکت کر سکتے ہیں، تیز یا سست ہو سکتے ہیں، یعنی خلا میں ذرات کی حرکت کی رفتار مختلف ہو سکتی ہے۔ میدان خلا میں ایک ہی رفتار سے پھیلتے ہیں، مثال کے طور پر خلا میں - روشنی کی رفتار کے برابر رفتار سے۔
چونکہ ذرات اور فیلڈز ایک دوسرے سے گہرے تعلق رکھتے ہیں اور ایک مکمل تشکیل دیتے ہیں، اس لیے خلا میں کسی ذرہ اور اس کے میدان کے درمیان قطعی حد قائم کرنا ناممکن ہے۔
تاہم، یہ ممکن ہے کہ خلا کا ایک بہت چھوٹا خطہ بیان کیا جائے جس میں ایک مجرد ذرہ کی خصوصیات ظاہر ہوں۔ اس لحاظ سے، طول و عرض کا تعین کرنا مشروط طور پر ممکن ہے۔ ابتدائی ذرات… مخصوص علاقے سے باہر کی جگہ میں، یہ فرض کیا جا سکتا ہے کہ صرف ایک فیلڈ ہی ایک ابتدائی ذرہ سے وابستہ ہے۔
برقی مقناطیسی میدان اور اس کے اجزاء
الیکٹریکل انجینئرنگ میں، ایک فیلڈ سمجھا جاتا ہے جو لے جانے والے ذرات کی حرکت کی وجہ سے ہوتا ہے۔ برقی چارجز… ایسی فیلڈ کو برقی مقناطیسی کہا جاتا ہے۔ اس میدان کے پھیلاؤ سے وابستہ مظاہر کو برقی مقناطیسی مظاہر کہا جاتا ہے۔
نیوکلئس کے گرد ایک ایٹم میں گردش کرنے والے الیکٹران برقی میدان کے ذریعے پروٹون کے ساتھ تعامل کرتے ہیں، جبکہ اسی وقت ان کی حرکت برقی رو کے برابر ہوتی ہے، جو کہ تجربے سے ظاہر ہوتا ہے، ہمیشہ مقناطیسی میدان کی موجودگی سے منسلک ہوتا ہے۔
لہذا، وہ فیلڈ جس کے ذریعے ایٹم کے ابتدائی ذرات ایک دوسرے کے ساتھ تعامل کرتے ہیں، یعنی برقی مقناطیسی میدان، دو شعبوں پر مشتمل ہوتا ہے: برقی اور مقناطیسی۔ یہ فیلڈز ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہیں اور ایک دوسرے سے الگ نہیں ہیں۔
بیرونی طور پر، میکروسکوپک امتحان کے تحت برقی مقناطیسی میدان بعض صورتوں میں سٹیشنری فیلڈ کی شکل میں ظاہر ہوتا ہے، اور دوسری صورتوں میں متبادل فیلڈ کی صورت میں۔
کسی دیے گئے مادے کے ایٹموں کی ساکن حالت میں، دونوں برقی میدان (اس صورت میں ایٹموں میں فیلڈ مختلف علامات کے مساوی چارجز کے ساتھ مکمل طور پر جڑا ہوا ہے) اور مقناطیسی میدان (الیکٹران کے مداروں کی افراتفری کی وجہ سے) بیرونی خلا کا پتہ نہیں چلا۔
تاہم، اگر ایٹم میں توازن بگڑ جاتا ہے (ایک آئن بنتا ہے، ڈائریکٹڈ موشن کو افراتفری کی حرکت پر سپرد کیا جاتا ہے، مقناطیسی مادوں کے ابتدائی دھارے ایک سمت میں ہوتے ہیں، وغیرہ)، تو اس مادہ کے باہر فیلڈ کا پتہ لگایا جا سکتا ہے۔مزید برآں، اگر مخصوص حالت میں کوئی تبدیلی نہیں کی جاتی ہے، تو فیلڈ کی خصوصیات کی ایک قدر ہوتی ہے جو وقت کے ساتھ ساتھ مستقل رہتی ہے۔ ایسی فیلڈ کو سٹیشنری فیلڈ کہا جاتا ہے۔
میکروسکوپک امتحان کے دوران اسٹیشنری فیلڈ بہت سے معاملات میں صرف ایک جزو کی شکل میں ہوتا ہے: یا تو برقی میدان کی شکل میں (مثال کے طور پر، اسٹیشنری چارج شدہ جسموں کا میدان)، یا مقناطیسی میدان کی شکل میں مثال کے طور پر، مستقل میگنےٹ کا میدان)۔
ایک اسٹیشنری برقی مقناطیسی فیلڈ کے اجزاء حرکت پذیر چارج شدہ ذرات سے الگ نہیں ہوتے ہیں: برقی جز برقی چارجز سے منسلک ہوتا ہے، اور مقناطیسی جزو حرکت پذیر چارج شدہ ذرات کے ساتھ ہوتا ہے۔
ایک متغیر برقی مقناطیسی فیلڈ چارج شدہ ذرات، سسٹمز یا سٹیشنری فیلڈز کے اجزاء کی بدلتی یا دوغلی حرکت کے نتیجے میں بنتی ہے۔ اس طرح کے اعلی تعدد والے فیلڈ کی ایک خصوصیت یہ ہے کہ یہ پیدا ہونے کے بعد (کسی ذریعہ سے خارج ہونے کے بعد) یہ ماخذ سے الگ ہوجاتا ہے اور لہروں کی شکل میں ماحول میں داخل ہوتا ہے۔
اس فیلڈ کا برقی جزو آزاد حالت میں موجود ہے، جو مادی ذرات سے الگ ہے اور اس کا بنور کردار ہے۔ ایک ہی فیلڈ مقناطیسی جزو ہے: یہ ایک آزاد حالت میں بھی موجود ہے، جو حرکت پذیر چارجز (یا برقی رو) سے منسلک نہیں ہے۔ تاہم، دونوں فیلڈز ایک لازم و ملزوم کی نمائندگی کرتے ہیں اور خلا میں حرکت کے عمل میں مسلسل ایک دوسرے میں تبدیل ہوتے رہتے ہیں۔
متغیر برقی مقناطیسی فیلڈ کا پتہ اس کے پھیلاؤ کے راستے میں واقع ذرات اور نظاموں پر پڑنے والے اثرات سے لگایا جاتا ہے، جنہیں ایک دوغلی حرکت میں سیٹ کیا جا سکتا ہے، ساتھ ہی ایسے آلات کے ذریعے جو برقی مقناطیسی میدان کی توانائی کو دوسری قسم کی توانائی میں تبدیل کرتے ہیں۔ (مثال کے طور پر، تھرمل)
ایک خاص معاملہ جانداروں کے بصری اعضاء پر اس میدان کا عمل ہے (روشنی برقی مقناطیسی لہریں ہیں)۔
برقی مقناطیسی میدان کے اجزاء - برقی اور مقناطیسی میدان برقی مقناطیسی میدان سے پہلے دریافت اور مطالعہ کیا گیا تھا، اور آزادانہ طور پر ایک دوسرے سے: پھر ان کے درمیان کوئی تعلق دریافت نہیں ہوا تھا۔ اس کی وجہ سے دونوں علاقوں کو آزاد تصور کیا گیا۔
نظریاتی تحفظات، پھر تجربے سے تصدیق کرتے ہیں، یہ ظاہر کرتے ہیں کہ برقی اور مقناطیسی شعبوں کے درمیان ایک غیر مربوط تعلق ہے، اور کوئی بھی برقی یا مقناطیسی رجحان ہمیشہ برقی مقناطیسی نکلتا ہے۔
بھی دیکھو: برقی اور مقناطیسی میدان: کیا فرق ہیں؟
الیکٹروسٹیٹک فیلڈ
خلاء میں صرف ایک برقی فیلڈ کا پتہ چلتا ہے یا الگ تھلگ اجسام کے ارد گرد ایک ڈائی الیکٹرک میڈیم جو مبصر کے نسبت ساکن ہوتا ہے جس میں جگہ اور وقت (میکروسکوپک معنوں میں) ایٹموں کے آئنائزیشن کے دوران حاصل ہونے والے اسی نشان کے برقی چارجز میں زیادہ تبدیلی نہیں ہوتی ہے۔ برقی شکل کے نتیجے میں - لاشوں کی برقی کاری، چارجز کا تعاملایسی فیلڈ کو الیکٹرو سٹیٹک کہتے ہیں۔
الیکٹرو اسٹیٹک فیلڈ ایک قسم کی اسٹیشنری برقی فیلڈ ہے اور اس سے مختلف ہے کہ ابتدائی چارج شدہ ذرات جو الیکٹرو اسٹیٹک فیلڈ کا سبب بنتے ہیں صرف افراتفری میں ہوتے ہیں، جبکہ اسٹیشنری فیلڈ کا تعین الیکٹرانوں کی ڈائریکٹ موشن کے ذریعے کیا جاتا ہے جو افراتفری کی حرکت پر سپر ایمپوزڈ ہوتا ہے۔
اس فیلڈ میں، خصوصیات کی مستقل مزاجی فیلڈ میں چارجز کی تقسیم (متوازن عمل) کے مسلسل پنروتپادن کی وجہ سے ہے۔
ایک الیکٹرو سٹیٹک فیلڈ میں، مختلف سمتوں میں مسلسل انتشاری حرکت میں بڑی تعداد میں منفرد چارج شدہ ذرات کی عمومی کارروائی کو چارج شدہ جسم کے باہر ایک فیلڈ کے طور پر ایک ہی نشان کے برقی چارج کے ساتھ سمجھا جاتا ہے جو وقت کے ساتھ تبدیل نہیں ہوتا ہے۔
الیکٹرو اسٹیٹک فیلڈ میں مقناطیسی جزو کا اثر بیرونی خلا میں چارج کیریئرز کی افراتفری کی وجہ سے باہمی طور پر بے اثر ہوجاتا ہے اور اس وجہ سے اس کا پتہ نہیں چلتا ہے۔
الیکٹرو اسٹاٹک فیلڈ کی ایک مخصوص خصوصیت سورس اور ڈرین باڈیز کی موجودگی ہے، جنہیں مختلف علامات کے اضافی چارجز دیے جاتے ہیں (جسم جہاں سے یہ فیلڈ بہتی ہے اور جس میں بہتی ہے)۔
الیکٹرو سٹیٹک فیلڈ اور الیکٹریفائیڈ باڈیز، جو فیلڈ کے ذرائع اور ڈوبتے ہیں، ایک دوسرے سے الگ نہیں کیے جا سکتے، جو ایک جسمانی وجود کی نمائندگی کرتے ہیں۔
اس میں، الیکٹرو سٹیٹک فیلڈ متبادل برقی مقناطیسی فیلڈ کے برقی جزو سے مختلف ہے، جو، ایک آزاد حالت میں موجود ہے، ایک بھنور کا کردار ہے، اس کا کوئی ذریعہ اور نالی نہیں ہے۔
الیکٹرو سٹیٹک فیلڈ کی اس حالت کو برقرار رکھنے کے لیے کوئی توانائی خرچ نہیں کی جاتی ہے۔ یہ صرف اس وقت ضروری ہے جب یہ فیلڈ قائم ہو (ایک برقی مقناطیسی فیلڈ کو مسلسل خارج کرنے میں توانائی لیتی ہے)۔
ایک الیکٹرو اسٹاٹک فیلڈ کا پتہ اس فیلڈ میں رکھی گئی سٹیشنری چارجڈ باڈیز پر عمل کرنے والی میکانکی قوت کے ساتھ ساتھ سٹیشنری میٹالک باڈیز پر الیکٹرو سٹیٹک چارجز کو انڈیکس یا ڈائریکٹ کر کے اور اس فیلڈ میں رکھے گئے سٹیشنری ڈائی الیکٹرک باڈیز کے پولرائزیشن کے ذریعے معلوم کیا جا سکتا ہے۔
بھی دیکھو: