बल और गति – सत्र 8

आपने संभवतः पहले भी चुम्बकों के साथ खेला होगा। यदि आप उन्हें एक-दूसरे के पास ले जाने की कोशिश करते हैं, तो कभी-कभी वे एक-दूसरे से चिपक जाते हैं। कभी-कभी वे एक-दूसरे के निकट भी नहीं रहना चाहते। वे एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। क्या आपने कभी सोचा है कि ये चुम्बक एक दूसरे को प्रतिकर्षित या आकर्षित क्यों करते हैं?।

चुम्बकीय बल के कारण चुम्बक एक दूसरे को प्रतिकर्षित या आकर्षित करते हैं। चुंबकीय बल विशेष objects के बीच एक अदृश्य हाथ की तरह है। यह चीजों को एक साथ खींच सकता है या अलग कर सकता है। यह चुम्बकीय बल चुम्बकों में होता है।

प्रत्येक चुम्बक के दो विशेष सिरे होते हैं। इन सिरों को ध्रुव कहा जाता है। चुम्बक के एक सिरे को उत्तरी ध्रुव कहा जाता है। दूसरे छोर को दक्षिणी ध्रुव कहा जाता है। ये ध्रुव तय करते हैं कि चुम्बक एक दूसरे को एक दूसरे के करीब खींचेंगे या दूर धकेलेंगे।

जब एक चुम्बक का उत्तरी ध्रुव दूसरे चुम्बक के दक्षिणी ध्रुव के निकट आता है, तो वे एक दूसरे की ओर आकर्षित होते हैं। यदि आप एक ही प्रकार के खंभों को एक दूसरे के पास रखेंगे तो वे एक दूसरे को प्रतिकर्षित करेंगे। उदाहरण के लिए, यदि आप चुंबक के उत्तरी ध्रुव को दूसरे चुंबक के उत्तरी ध्रुव के पास रखेंगे, तो वे एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करेंगे। इसी प्रकार, यदि आप चुम्बक के दक्षिणी ध्रुव को दूसरे चुम्बक के दक्षिणी ध्रुव के पास रखें, तो वे भी एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करेंगे।

चुम्बक के चारों ओर का वह क्षेत्र जहाँ चुम्बकीय बल महसूस होता है, चुम्बकीय क्षेत्र कहलाता है। यह क्षेत्र अदृश्य है, लेकिन इसके प्रभाव बहुत वास्तविक हैं और इन्हें देखा जा सकता है। आइये चुंबकीय क्षेत्र का अवलोकन करने के लिए एक सरल प्रयोग करें। एक मजबूत चुंबक, जैसे बार-चुंबक या घोड़े की नाल के आकार का चुंबक, कुछ लोहे का बुरादा और कागज का एक टुकड़ा लें।

कागज़ को चुम्बक के ऊपर रखकर शुरुआत करें। फिर, लोहे के बुरादे को चुंबक के ठीक ऊपर, कागज पर धीरे से छिड़कें। ऐसा करते समय आप देखेंगे कि लोहे का बुरादा हिलना-डुलना शुरू हो जाएगा और व्यवस्थित होने लगेगा। यदि आप कागज को हल्का सा हिलाकर उसे कंपन देंगे तो उस पर स्पष्ट पैटर्न दिखने लगेगा। वे चुम्बक के चारों ओर रेखाएं और वक्र बनाएंगे, तथा चुम्बकीय बल के पथ का पता लगाएंगे।

ये पैटर्न जो आप देख रहे हैं, वे चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के साथ पंक्तिबद्ध होते लोहे के बुरादे हैं। चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति और दिशा को दर्शाती हैं। वे एक दृश्य चित्रण प्रस्तुत करते हैं कि चुम्बकीय बल चुम्बक के चारों ओर किस प्रकार फैलता है। ये रेखाएँ चुम्बक के उत्तरी ध्रुव से दक्षिणी ध्रुव की ओर प्रवाहित होती हैं। वस्तुतः, चुंबक की अदृश्य शक्ति लोहे के इन छोटे-छोटे टुकड़ों को अपनी जगह पर खींच रही है।

रेखाओं की निकटता चुंबकीय बल की प्रबलता को दर्शाती है। चुंबकीय बल उस क्षेत्र में सबसे अधिक होता है जहां रेखाएं घनी होती हैं। कुछ क्षेत्रों में लाइनों के बीच अंतराल हैं। इन क्षेत्रों में चुंबकीय बल कमजोर है।

चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं चुंबक के उत्तरी ध्रुव पर उत्पन्न होती हैं या दूसरे शब्दों में कहें तो वहीं से शुरू होती हैं। कल्पना कीजिए कि वे उत्तरी ध्रुव से निकलते हुए तीर हैं। ये रेखाएं फिर चुम्बक के चारों ओर दक्षिणी ध्रुव की ओर प्रवाहित होती हैं। वे एक सतत चक्र बनाते हुए दक्षिणी ध्रुव में प्रवेश करते हैं। चुम्बक के बाहर, रेखाएँ उत्तरी ध्रुव से दक्षिणी ध्रुव तक चलती हैं। चुम्बक के अन्दर रेखाएँ दक्षिणी ध्रुव से उत्तरी ध्रुव तक चलती हैं। इस तरह वे एक सतत लूप बनाते हैं।

अब हम स्पष्ट रूप से समझ सकते हैं कि एक चुंबक का उत्तरी ध्रुव दूसरे चुंबक के दक्षिणी ध्रुव को क्यों आकर्षित करता है। चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं एक चुंबक के उत्तरी ध्रुव से निकलती हैं और दूसरे चुंबक के दक्षिणी ध्रुव में जाती हैं। हम देख सकते हैं कि चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं यहां एक ही दिशा में हैं। परिणामस्वरूप एक चुंबक का उत्तरी ध्रुव दूसरे चुंबक के दक्षिणी ध्रुव को आकर्षित करता है।

मान लीजिए कि एक चुम्बक का उत्तरी ध्रुव दूसरे चुम्बक के उत्तरी ध्रुव के निकट है। चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ दो उत्तरी ध्रुवों के बीच विपरीत दिशा में होती हैं। परिणामस्वरूप चुम्बक एक दूसरे को प्रतिकर्षित करेंगे।

आपने शायद कम्पास देखा होगा। यह नेविगेशन के लिए प्रयोग किया जाने वाला उपकरण है। कम्पास एक छोटे मार्गदर्शक की तरह है जो हमेशा जानता है कि उत्तर दिशा कहां है। कम्पास के अन्दर एक छोटी चुंबकीय सुई होती है जो घूम सकती है। यह सुई उत्तर दिशा की ओर इशारा करती है। यह कंपास उत्तर दिशा कैसे जानता है?।

पृथ्वी एक विशाल चुम्बक की तरह है जिसका अपना चुंबकीय क्षेत्र है। आप देख सकते हैं कि पृथ्वी का एक छोर उत्तरी ध्रुव है और दूसरा छोर दक्षिणी ध्रुव है, जो एक साधारण चुम्बक के समान है। पृथ्वी का यह चुंबकीय क्षेत्र उत्तरी ध्रुव से शुरू होता है। यह दक्षिणी ध्रुव की ओर बहती है।

कम्पास के अन्दर की सुई चुम्बकीय होती है। यह स्वाभाविक रूप से पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के साथ संरेखित हो जाता है। सुई का उत्तरी छोर लाल रंग से चिह्नित किया गया है। सुई का यह सिरा पृथ्वी के उत्तरी ध्रुव की ओर आकर्षित होता है। इससे सुई पृथ्वी के उत्तरी ध्रुव की ओर इशारा करती है।

क्या आप जानते हैं कि कुछ पक्षी अपने घर तक पहुंचने के लिए रास्ता कैसे खोजते हैं?। कुछ पक्षी पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का पता लगा सकते हैं। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को महसूस करके ये पक्षी दिशा और अपना सटीक स्थान निर्धारित कर सकते हैं। न केवल पक्षियों बल्कि समुद्री कछुए, चमगादड़ और कबूतरों में भी यह क्षमता होती है।