بجلی اور مقناطیسیت، بنیادی تعریفیں، حرکت پذیر چارج شدہ ذرات کی اقسام

"مقناطیس کی سائنس"، دوسرے شعبوں کی طرح، بہت کم اور سادہ تصورات پر مبنی ہے۔ وہ کافی آسان ہیں، کم از کم "وہ کیا ہیں" کے لحاظ سے، حالانکہ "وہ کیوں ہیں" کی وضاحت کرنا قدرے مشکل ہے۔ ایک بار قبول کر لینے کے بعد، انہیں مطالعہ کے پورے ڈسپلن کی ترقی کے لیے بنیادی تعمیراتی بلاکس کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، وہ مشاہدہ شدہ مظاہر کی وضاحت کرنے کی کوششوں میں رہنما خطوط کے طور پر کام کرتے ہیں۔

سب سے پہلے، ایک ایسی چیز ہے جیسے "الیکٹران"… الیکٹران صرف موجود ہی نہیں ہیں- وہ ہر جگہ بے شمار ہوتے ہیں۔

الیکٹران نہ ہونے کے برابر کمیت کی ایک ایسی چیز ہے جو ایک یونٹ منفی برقی چارج رکھتی ہے اور اپنے محور کے گرد ایک مخصوص مستقل رفتار سے گھومتی ہے۔ الیکٹران کی حرکت کا ایک مظہر برقی کرنٹ ہے۔ دوسرے لفظوں میں، برقی کرنٹ الیکٹران کے ذریعے "کیری" ہوتے ہیں۔

دوسرا، ایسی چیز ہے جیسے "میدان"جو دوسری صورت میں خالی جگہ کے ذریعے توانائی کی ترسیل کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔اس لحاظ سے، میدانوں کی تین اہم قسمیں ہیں - کشش ثقل، برقی اور مقناطیسی (دیکھیں - برقی اور مقناطیسی میدان کے درمیان فرق).

تیسرا، ایمپیئر کے خیالات کے مطابق ہر حرکت پذیر الیکٹران ایک مقناطیسی میدان سے گھرا ہوا ہے۔چونکہ صرف اسپن الیکٹران حرکت میں الیکٹران ہوتے ہیں، اس لیے اسپن کے ساتھ ہر الیکٹران کے گرد ایک مقناطیسی میدان پیدا ہوتا ہے۔ نتیجتاً، ہر الیکٹران ایک مائیکرو مینیچر کے طور پر کام کرتا ہے۔ مستقل مقناطیس.

چوتھا، لورینٹز کے خیالات کے مطابق ایک خاص قوت مقناطیسی میدان میں حرکت کرنے والے برقی چارج پر کام کرتی ہے۔… یہ بیرونی میدان اور ایمپیئر کے میدان کے تعامل کا نتیجہ ہے۔

آخر میں، مادہ کی بدولت خلا میں اپنی سالمیت برقرار رہتی ہے۔ ذرات کے درمیان کشش قوتیں، جس کا برقی میدان ان کے برقی چارج سے پیدا ہوتا ہے، اور مقناطیسی میدان — ان کی گردش.

تمام مقناطیسی مظاہر کی وضاحت ان ذرات کی حرکت کی بنیاد پر کی جا سکتی ہے جن میں ماس اور برقی چارج دونوں ہوتے ہیں۔ اس طرح کے ذرات کی ممکنہ اقسام میں درج ذیل شامل ہیں:

الیکٹران

الیکٹران بہت چھوٹے سائز کا ایک برقی چارج شدہ ذرہ ہے۔ ہر الیکٹران ہر دوسرے الیکٹران سے ہر لحاظ سے یکساں ہے۔

1. ایک الیکٹران کا ایک منفی یونٹ چارج اور نہ ہونے کے برابر ماس ہوتا ہے۔

2. تمام الیکٹرانوں کی کمیت ہمیشہ مستقل رہتی ہے، حالانکہ ظاہری ماس ماحولیاتی حالات کے لحاظ سے تبدیلیوں کے تابع ہوتا ہے۔

3. تمام الیکٹران اپنے اپنے محور کے گرد گھومتے ہیں - ایک ہی مسلسل کونیی رفتار کے ساتھ ایک گھماؤ ہوتا ہے۔

سوراخ

1. سوراخ کو کرسٹل جالی میں ایک مخصوص مقام کہا جاتا ہے، جہاں یہ ہو سکتا ہے، لیکن ان حالات میں کوئی الیکٹران نہیں ہے۔ اس طرح، سوراخ میں ایک مثبت یونٹ چارج اور نہ ہونے کے برابر کمیت ہے۔

2.سوراخ کی حرکت الیکٹران کو مخالف سمت میں منتقل کرنے کا سبب بنتی ہے۔ لہذا، ایک سوراخ میں بالکل وہی ماس اور ایک ہی گھماؤ ہوتا ہے جیسا کہ الیکٹران مخالف سمت میں حرکت کرتا ہے۔

پروٹون

ایک پروٹون ایک ایسا ذرہ ہے جو ایک الیکٹران سے بہت بڑا ہوتا ہے اور اس میں ایک برقی چارج ہوتا ہے جو کہ ایک الیکٹران کے چارج کے مطلق قدر میں بالکل برابر ہوتا ہے، لیکن اس کی قطبیت مخالف ہوتی ہے۔ مخالف قطبیت کے تصور کی وضاحت درج ذیل مخالف مظاہر سے ہوتی ہے: ایک الیکٹران اور ایک پروٹون ایک دوسرے کی طرف کشش قوت کا تجربہ کرتے ہیں، جبکہ دو الیکٹران یا دو پروٹون ایک دوسرے کو پیچھے ہٹاتے ہیں۔

بینجمن فرینکلن کے تجربات میں اپنائے گئے کنونشن کے مطابق الیکٹران کے چارج کو منفی اور پروٹون کا چارج مثبت سمجھا جاتا ہے۔ چونکہ دیگر تمام برقی چارج شدہ اجسام میں برقی چارجز ہوتے ہیں، مثبت یا منفی، جن کی قدریں ہمیشہ الیکٹران چارج کے عین ضرب ہوتے ہیں، اس لیے اس رجحان کو بیان کرتے وقت مؤخر الذکر کو "یونٹ ویلیو" کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔

1. ایک پروٹون ایک آئن ہے جس کا ایک مثبت یونٹ چارج اور اکائی سالماتی وزن ہے۔

2. پروٹون کا مثبت یونٹ چارج بالکل الیکٹران کے منفی یونٹ چارج کے ساتھ مطلق قدر کے مطابق ہے، لیکن پروٹون کا کمیت الیکٹران کے کمیت سے کئی گنا زیادہ ہے۔

3. تمام پروٹون اپنے اپنے محور کے گرد ایک ہی زاویہ کی رفتار کے ساتھ گھومتے ہیں، جو الیکٹران کی گردش کی کونیی رفتار سے بہت چھوٹی ہے۔

بھی دیکھو: ایٹموں کی ساخت - مادے کے ابتدائی ذرات، الیکٹران، پروٹون، نیوٹران

مثبت آئنز

1۔مثبت آئنوں میں مختلف چارجز ہوتے ہیں جن کی قدریں پروٹون کے چارج کا ایک عدد عدد ہوتا ہے، اور مختلف ماسز جن کی قدریں پروٹون کی کمیت کے ایک عدد عدد اور ذیلی ایٹمی ذرات کے کچھ اضافی ماس پر مشتمل ہوتی ہیں۔

2. صرف نیوکلیون کی طاق تعداد والے آئنوں میں گھماؤ ہوتا ہے۔

3. مختلف ماس کے آئن مختلف زاویہ کی رفتار کے ساتھ گھومتے ہیں۔

منفی آئنز

1. منفی آئنوں کی مختلف قسمیں ہیں، مکمل طور پر مثبت آئنوں سے مشابہت رکھتی ہیں، لیکن مثبت چارج کے بجائے منفی کو لے جاتی ہیں۔

ان ذرات میں سے ہر ایک، کسی بھی مجموعہ میں، مختلف سیدھی یا خمیدہ راستوں پر مختلف رفتار سے حرکت کر سکتا ہے۔ ایک جیسے ذرات کا ایک مجموعہ جو ایک گروپ کے طور پر کم و بیش حرکت کرتا ہے اسے بیم کہتے ہیں۔

شہتیر میں ہر ایک ذرہ کا حجم، سمت اور حرکت کی رفتار پڑوسی ذرات کے متعلقہ پیرامیٹرز کے قریب ہوتی ہے۔ تاہم، زیادہ عام حالات میں، بیم میں انفرادی ذرات کی رفتار مختلف ہوتی ہے، میکسویل کے تقسیم کے قانون کی تعمیل کرتے ہوئے۔

اس صورت میں، مقناطیسی مظاہر کی ظاہری شکل میں غالب کردار ان ذرات کے ذریعے ادا کیا جاتا ہے جن کی رفتار بیم کی اوسط رفتار کے قریب ہوتی ہے، جب کہ دوسری رفتار والے ذرات دوسرے درجے کے اثرات پیدا کرتے ہیں۔

اگر ذرات کی حرکت کی رفتار پر بنیادی توجہ دی جائے تو تیز رفتاری سے چلنے والے ذرات کو گرم کہا جاتا ہے، اور کم رفتار سے چلنے والے ذرات کو سرد کہا جاتا ہے۔ یہ تعریفیں رشتہ دار ہیں، یعنی یہ کسی بھی مطلق رفتار کی عکاسی نہیں کرتی ہیں۔

بنیادی قوانین اور تعریفیں۔

مقناطیسی میدان کی دو مختلف تعریفیں ہیں: مقناطیسی میدان - یہ حرکت پذیر الیکٹرک چارجز کے قریب ایک علاقہ ہے جہاں مقناطیسی قوتیں لگائی جاتی ہیں۔کوئی بھی خطہ جہاں برقی طور پر چارج شدہ جسم حرکت کرتے وقت ایک قوت کا تجربہ کرتا ہے اس میں مقناطیسی میدان ہوتا ہے۔

ایک برقی چارج شدہ ذرہ گھیرا ہوا ہے۔ برقی میدانایک حرکت پذیر برقی چارج شدہ ذرہ میں برقی کے ساتھ مقناطیسی میدان بھی ہوتا ہے۔ ایمپیئر کا قانون حرکت پذیر چارجز اور مقناطیسی شعبوں کے درمیان تعلق قائم کرتا ہے (دیکھیں — ایمپیئر کا قانون).

اگر بہت سے چھوٹے برقی چارج شدہ ذرات مسلسل رفتار کے ساتھ رفتار کے ایک ہی حصے سے گزرتے ہیں، تو ہر ذرے کے انفرادی حرکت پذیر مقناطیسی میدانوں کا مجموعی اثر ایک مستقل مقناطیسی میدان کی تشکیل کے مترادف ہے جسے کہا جاتا ہے۔ بائیو سوارا کے میدان.

خصوصی کیس ایمپیئر کا قانونجسے Bio-Savard کا قانون کہا جاتا ہے، ایک لامحدود طویل سیدھے تار سے ایک مقررہ فاصلے پر مقناطیسی میدان کی طاقت کی شدت کا تعین کرتا ہے جس کے ذریعے برقی رو بہہ رہا ہے (بائیوٹ-سوارڈ کا قانون).

اس لیے مقناطیسی میدان کی ایک خاص طاقت ہوتی ہے۔ حرکت پذیر الیکٹرک چارج جتنا زیادہ ہوگا، نتیجے میں پیدا ہونے والا مقناطیسی میدان اتنا ہی مضبوط ہوگا۔ اس کے علاوہ، برقی چارج جتنی تیزی سے حرکت کرتا ہے، مقناطیسی میدان اتنا ہی مضبوط ہوتا ہے۔

ایک اسٹیشنری برقی چارج کوئی مقناطیسی میدان پیدا نہیں کرتا ہے۔ درحقیقت، مقناطیسی میدان حرکت پذیر برقی چارج کی موجودگی سے آزادانہ طور پر موجود نہیں ہو سکتا۔

لورینٹز کا قانون مقناطیسی میدان میں حرکت پذیر برقی چارج شدہ ذرہ پر عمل کرنے والی قوت کی وضاحت کرتا ہے۔ لورینٹز فورس خارجی فیلڈ کی سمت اور ذرہ کی حرکت کی سمت دونوں کے لئے کھڑا ہے۔ چارج شدہ ذرات پر ایک "پس منظر کی قوت" کام کرتی ہے جب وہ دائیں زاویوں سے مقناطیسی فیلڈ لائنوں کی طرف بڑھتے ہیں۔

بیرونی مقناطیسی میدان میں ایک "مقناطیسی چارج شدہ" جسم ایک ایسی قوت کا تجربہ کرتا ہے جو جسم کو اس مقام سے منتقل کرتا ہے جہاں یہ بیرونی فیلڈ کو مضبوط بناتا ہے جہاں بیرونی میدان کمزور ہو جاتا ہے۔ یہ مندرجہ ذیل اصول کا مظہر ہے: تمام نظام کم از کم توانائی کی خصوصیت والی حالت تک پہنچنے کا رجحان رکھتے ہیں۔

لینز کا اصول بیان کرتا ہے: "اگر مقناطیسی میدان کے ساتھ ذرہ کے تعامل کے نتیجے میں حرکت پذیر چارج شدہ ذرہ کی رفتار کسی بھی طرح سے تبدیل ہوتی ہے، تو یہ تبدیلیاں مقناطیسی میدان کے بالکل برعکس ایک نئے مقناطیسی میدان کی ظاہری شکل کا باعث بنتی ہیں جس کی وجہ سے یہ تبدیلیاں آتی ہیں۔ "

مقناطیسی سرکٹ کے ذریعے "بہنے" مقناطیسی بہاؤ کو تخلیق کرنے کے لئے سولینائڈ کی صلاحیت کا انحصار تار کے موڑ کی تعداد اور ان میں سے بہنے والے کرنٹ دونوں پر ہوتا ہے۔ دونوں عوامل وقوع پذیر ہوتے ہیں۔ میگنیٹوموٹو فورس یا مختصر کے لیے MDS… مستقل میگنےٹ اسی طرح کی مقناطیسی قوت پیدا کر سکتے ہیں۔

مقناطیسی قوت مقناطیسی سرکٹ میں مقناطیسی بہاؤ کو اسی طرح بناتی ہے جس طرح الیکٹرو موٹیو فورس (EMF) برقی سرکٹ میں برقی رو کے بہاؤ کو یقینی بناتا ہے۔

مقناطیسی سرکٹس کچھ طریقوں سے برقی سرکٹس کے مشابہ ہوتے ہیں، حالانکہ برقی سرکٹس میں چارج شدہ ذرات کی اصل حرکت ہوتی ہے، جبکہ مقناطیسی سرکٹس میں ایسی کوئی حرکت نہیں ہوتی۔ برقی رو پیدا کرنے والی الیکٹرو موٹیو فورس کا عمل بیان کیا گیا ہے۔ اوہ کے قانون.

مقناطیسی میدان کی طاقت متعلقہ مقناطیسی سرکٹ کی فی یونٹ لمبائی مقناطیسی قوت ہے۔ مقناطیسی انڈکشن یا بہاؤ کی کثافت مقناطیسی بہاؤ کے برابر ہے جو دیئے گئے مقناطیسی سرکٹ کے یونٹ کے علاقے سے گزرتی ہے۔

ہچکچاہٹ ایک مخصوص مقناطیسی سرکٹ کی ایک خصوصیت ہے جو مقناطیسی قوت کے عمل کے جواب میں مقناطیسی بہاؤ کو چلانے کی صلاحیت کا تعین کرتی ہے۔

اوہم میں برقی مزاحمت الیکٹران کے بہاؤ کے راستے کی لمبائی کے براہ راست متناسب ہے، اس بہاؤ کے کراس سیکشنل ایریا کے الٹا متناسب ہے، اور برقی چالکتا کے بھی الٹا متناسب ہے، ایک خصوصیت جو برقی خصوصیات کو بیان کرتی ہے۔ اس مادے کا جو خلا کے موجودہ لے جانے والے علاقے کو بناتا ہے۔

مقناطیسی مزاحمت مقناطیسی بہاؤ کے راستے کی لمبائی کے براہ راست متناسب ہے، اس بہاؤ کے کراس سیکشنل علاقے کے الٹا متناسب ہے، اور مقناطیسی پارگمیتا کے بھی الٹا متناسب ہے، ایک خصوصیت جو مادہ کی مقناطیسی خصوصیات کو بیان کرتی ہے۔ جو مقناطیسی بہاؤ لے جانے والی جگہ پر مشتمل ہے۔ مقناطیسی سرکٹ کے لیے اوہم کا قانون).

مقناطیسی پارگمیتا کسی مادے کی ایک خصوصیت جو ایک مخصوص مقناطیسی بہاؤ کثافت کو برقرار رکھنے کی اپنی صلاحیت کا اظہار کرتی ہے (دیکھیں — مقناطیسی پارگمیتا).

اس موضوع پر مزید: برقی مقناطیسی میدان - دریافت اور جسمانی خصوصیات کی تاریخ