চৌম্বক পদার্থের শ্রেণিবিভাজন
Classification of Magnetic Substances

চৌম্বক ক্ষেত্রে বিভিন্ন পদার্থের আচরণের উপর ভিত্তি করে বিজ্ঞানী ফ্যারাডে এদের তিনটি শ্রেণিতে বিভক্ত করেছেন।

যথা: (ক) ডায়াচৌম্বক,

(খ) গ্যারাচৌম্বক,

(গ) ফেরোচৌম্বক।

(ক) ডায়াচৌম্বক পদার্থ (Diamagnetic Substances) যে সব পদার্থকে চৌম্বক ক্ষেত্রে রাখলে পদার্থের মধ্যে দুর্বল চুম্বকত্বের সৃষ্টি হয় এবং সৃষ্ট চুম্বকায়নের অভিমুখ বহিঃচৌম্বক ক্ষেত্রের অভিমুখের বিপরীত দিকে হয় তাদেরকে ডায়াচৌম্বক পদার্থ বলে। অসমচৌম্বক ক্ষেত্রে এ ধরনের বস্তু বেশি প্রাবল্যের অঞ্চল হতে কম প্রাবল্যের অঞ্চলের দিকে যায়। এ কারণে, একটি চুম্বকের কোন মেরুর নিকট জানলে এ ধরনের বস্তু ক্ষীণভাবে বিকর্ষিত হয়। এদের আপেক্ষিক প্রবেশ্যতা (μr) 1 এর চেয়ে কিছু কম। চৌম্বক প্রবণতায় ঋণাত্মক এবং মান কম। এদের প্রবণতা তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে না। বিসমার, তামা, পারদ, সোনা, পানি, অ্যালকোহল, হাইড্রোজেন ইত্যাদি ভায়াচৌম্বক পদার্থ।

(খ) প্যারাচৌম্বক পদার্থ (Paramagnetic Substances) : যে সব পদার্থকে চৌম্বক ক্ষেত্রে রাখলে, পদার্থের মধ্যে দুর্বল চুম্বকত্ব আবিষ্ট হয় এবং আবিষ্ট চুম্বকায়নের অভিমুখী আবেশী ক্ষেত্রের অভিমুখ বরাবর হয়, তাদেরকে প্যারাচৌম্বক পদার্থ বলে। অসমচৌম্বক ক্ষেত্রে এ ধরনের বস্তু অধিকতর প্রাবল্যবিশিষ্ট অঞ্চলের দিকে আকৃষ্ট হয়। এ কারণে, একটি চুম্বকের কোন মেরুর নিকট আনলে এরা ক্ষীণভাবে আকৃষ্ট হয়। এদের আপেক্ষিক প্রবেশ্যতা (μr) 1 এর চেয়ে কিছু বেশি। চৌম্বক প্রবণতা (k) ধনাত্মক, কিন্তু অল্পমানের। এসব পদার্থের ক্ষেত্রে, প্রবণতা, পদার্থের পরম তাপমাত্রার ব্যস্তানুপাতিক। অর্থাৎ, KT = ধ্রুবক এ সূত্রের উপর নির্ভর করে অত্যন্ত নিম্নতাপমাত্রা মাপার জন্য চৌম্বক প্রবণ থার্মোমিটার তৈরি করা হয়।

প্লাটিনাম, অ্যালুমিনিয়াম, ক্রোমিয়াম, তরল অক্সিজেন, ম্যাঙানিজ, 'লোহা ও নিকেলের দ্রবণ'—ইত্যাদি প্যারাচৌম্বক পদার্থ ।

(গ) ফেরোচৌম্বক পদার্থ (Ferromagnetic Substances) : যে সব পদার্থকে চৌম্বকক্ষেত্রে রাখলে, পদার্থের মধ্যে শক্তিশালী চুম্বকত্ব আবিষ্ট হয় এবং আবিষ্ট চুম্বকায়নের অভিমুখ আবেশী ক্ষেত্রের অভিমুখ বরাবর হয়, তাদেরকে ফেরোচৌম্বক পদার্থ বলে। অসমচৌম্বক ক্ষেত্রে এ ধরনের বস্তু অধিকতর প্রাবল্য বিশিষ্ট অঞ্চলের দিকে দ্রুত আকৃষ্ট হয়। এ কারণে একটি চুম্বকের কোন মেরুর নিকট আনলে এ ধরনের বস্তু প্রবলভাবে আকৃষ্ট হয়। এসব পদার্থের আপেক্ষিক প্রবেশ্যতা ও প্রবণতা অনেক বেশি। এদের প্রবণতা, তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পেতে থাকে। লোহা, নিকেল, কোবাল্ট ইত্যাদি ফেরোচৌম্বক পদার্থ।

চুম্বকত্বের পারমাণবিক তত্ত্ব Atomic Theory of Magnetism

সকল পদার্থের চৌম্বক ধর্ম নির্ভর করে পদার্থের পরমাণুগুলোতে ইলেকট্রনের গতির উপর। পরমাণু মধ্যস্থ একটি ইলেকট্রন দুই ধরনের গতির অধিকারী হয়–কক্ষীয় গতি এবং স্পিন গতি, কক্ষীয় গতি ও স্পিন গতির জন্য চৌম্বক ভ্রামকের লম্বি বা ইলেকট্রনের মোট চৌম্বক ভ্রামক,

ক) ডায়াচৌম্বকত্ব : আমরা জানতে পেরেছি পদার্থের পরমাণুতে ইলেকট্রনের কক্ষীয় ও স্পিন গতি থেকে চৌম্বক মোমেন্ট উদ্ভূত হয়। এক জোড়া ইলেকট্রনের মধ্যে একটির মোমেন্ট অপরটির সমান ও বিপরীত হলে, উক্ত জোড়ার নিট মোমেন্ট শূন্য। ডায়াচৌম্বক পদার্থ দ্বারা তৈরি একটি বস্তু এ ধরনের বহু সংখ্যক জোড়ার সমষ্টি। হলে, এসব বস্তুতে কোনো দ্বিপোল থাকে না এবং কোনো নিট মোমেন্ট থাকে না। বহিঃ চৌম্বক ক্ষেত্রে এ ধরনের বস্তু রাখলে, ইলেকট্রনের কক্ষীয় গতিতে কিছু পরিবর্তন (যেমন দ্রুতির হ্রাস-বৃদ্ধি) সাধিত হয়। দ্রুতির সাথে কৌণিক ভরবেগ তথা চৌমকে ভ্রামক সম্পর্কিত। লেঞ্জের সূত্র অনুযায়ী, উল্লেখিত পরিবর্তন, পরিবর্তনের কারণকে বাধা দেয়। বহিঃক্ষেত্রের জন্য যদি ডানদিকে ফ্লাক্স যায় পরিবর্তনটি হবে এমন যে তার ফলে বামদিকে ফ্রান্স যায়। ফলে মোট ক্ষেত্র কমে যায়। অর্থাৎ, বহিঃক্ষেত্রের বিপরীত দিকে পদার্থটিতে চুম্বকায়ন ঘটে।

(খ) প্যারাচৌম্বকত্ব (Paramagnetism) : প্যারাচৌম্বক পদার্থের পরমাণু তথা অণুসমূহের প্রত্যেকের নিট চৌম্বক দ্বিপোল মোমেন্ট থাকে। এসব দ্বিপোল এক একটি স্বাধীন সত্তা হিসেবে ক্রিয়া করে। তাপীয় উত্তেজনায় হিপোলগুলো এলোমেলো থাকে। ফলে, বস্তুটিতে কোনো চুম্বকায়ন থাকে না। বহিঃচৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করলে দ্বিপোলগুলো ক্ষেত্রের দিকে সজ্জিত হবার প্রয়াস পায়। কিন্তু, ভাপীয়, উত্তেজনা সজ্জিত হতে বাধা দেয়। ফলে, কিছু দ্বিপোল সজ্জিত হয় এবং ক্ষেত্রের দিকে কিছু চুলকায়ন ঘটে।

(গ) ফেরোচৌম্বকত্ব (Ferromagnetism) : ফেরোচৌম্বক পদার্থের পরমাণু তথা অনুসমূহের প্রত্যেকের নিট চৌম্বক মোমেন্ট থাকে। কিন্তু, ছিপোলগুলো স্বাধীনসত্তা হিসাবে ক্রিয়া করে না। ফেরোচৌম্বক পদার্থের তৈরি একটি বস্তুর দ্বিপোলগুলো বিভিন্ন ডোমেইলে বিভক্ত থাকে বহিঃচৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করলে সব ডোমেইন মিলে একটি বৃহৎ ডোমেইন করে এাবং প্রায় সম্স দ্বিপোল ক্ষেত্রের দিকে সজ্জিত হয় ।ফলে ক্ষেত্রের দিকে বস্তুটিতে যথেষ্ট চুম্বকায়ন ঘটে ।

(ঘ) ফেরিচৌম্বকত্ব (Ferrimagnetism) : ফেরিচৌম্বক পদার্থে দুই সেট চৌম্বক দ্বিপোর ভ্রামক পরিলক্ষিত হয় যাদের একসেটের দিক অন্যসেটের বিপরীত। কিন্তু চৌম্বক দ্বি পোলগুলো পরস্পরের প্রভাব নাক করে দেয় না কারণ একদিকের দ্বি পোলগুলোর প্রভাব অন্যদিকের দ্বি পোলগুলোর প্রভাবের চেয়ে কম হয়। ফেরিচৌম্বক পদার্থের (সাধারণত ক্রিস্টাল) দুই বা ততোধিক প্রকারের পরমাণু থাকে। অর্থাৎ ফেরিচৌম্বক ক্রিস্টাল বা কেঁলাসগুলোর সাধারণত রাসায়নিক সংকেত হল `M_{0}Fe_{2}O_{3}` যেখানে `M_{0}` দ্বিযোজী ধাতু ।

(ঙ) এন্টিস্কেরোচুম্বকত্ব (Antiferromagnetism) : এন্টিফেরোচুম্বক পদার্থের পরমাণুগুলোর স্পিন তাদের পাশাপাশি পরমাণুগুলোর স্পিনের বিপরীত হয়। সাধারণত নিম্ন তাপমাত্রায় এরূপ ঘটনা ঘটে এবং যে নির্দিষ্ট তাপমাত্রার নিচে এরূপ ঘটে তাকে নিল তাপমাত্রা (Neel temperature) বলা হয়। যেহেতু পাশাপাশি পরমাণুগুলোর স্পিন পরস্পরের বিপরীত হয়, এ জন্য তারা পরস্পরকে নাকচ করে প্যারাচৌম্বক আচরণ প্রদর্শন করে কিন্তু ফেরিচৌম্বক ধর্মও দেখায়। অর্থাৎ বাহ্যিক চৌম্বকক্ষেত্র প্রয়োগ না করলে এবং তাপমাত্রা নিল তাপমাত্রার নিচে থাকলে মোট চৌম্বক ভ্রামক শূন্য (LP = 0 ) হয়।

চৌম্বক ডোমেইন Magnetic domain ; ১৯০৬ সালে ফরাসি বিজ্ঞানী পিয়েরে আরনেস্ট ওয়েইস (Pierre-Earnest Weiss) ফেরোচুম্বক পদার্থের ডোমেইন তত্ত্ব প্রদান করেন। তিনি প্রস্তাব করেন যে, বিপুল সংখ্যক পারমাণবিক চৌম্বক দ্বিপোল (সাধারণত ছোট ছোট কিছু এলাকায় বিভক্ত হয়ে ঐ এলাকাগুলোতে সমান্তরালে অবস্থান করে এবং ঐ সকল এলাকাগুলোতে প্রবল চুম্বকত্ব তৈরি করে। ঐরূপ প্রত্যেকটি ক্ষুদ্র এলাকা, যার ভিতরে চৌম্বক দ্বিপোলগুলো একই দিকে সজ্জিত, তাদেরকে ডোমেইন বলা হয়। প্রত্যেকটি ডোমেইনের চুম্যকায়নের একটি নির্দিষ্ট দিক আছে কিন্তু বিভিন্ন ডোমেইনের চুম্বকায়নের দিক ভিন্ন ভিন্ন । সাধারণ অবস্থায় বা বাহ্যিক চুম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ না করলে, ভিন্ন ভিন্ন ডোমেইনের চুম্বকায়নের ভেক্টর যোগফল শূন্য হয় (অর্থাৎ, Dit=0)। কিন্তু ফেরোচৌম্বক পদার্থটিকে যদি কোনো বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থাপন করা হয় তবে ডোমেইনগুলোর সকল দ্বিপোল চুম্বকক্ষেত্রের সমান্তরাল হয় বা হওয়ার চেষ্টা করে।