পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

(1) হিস্টেরেসিস লুপ (Hysteresis loop): কোনো চৌম্বক পদার্থকে চৌম্বকক্ষেত্র $H$ এর মধ্যে রেখে ক্ষেত্রের মান একবার বাড়িয়ে, কমিয়ে, উল্টো দিকে বাড়িয়ে আবার আগের অবস্থানে ফিরিয়ে আনলে চৌম্বক আবেশ $B$ (বা চুম্বকায়ন $I$) এর যে বদ্ধ লেখ পাওয়া যায়, তাকে হিস্টেরেসিস লুপ বলে। চুম্বকায়নের পরিবর্তন চৌম্বকক্ষেত্রের পরিবর্তন থেকে পিছিয়ে থাকে বলে এই নাম।

চিত্র (বর্ণনা): অনুভূমিক অক্ষে $H$, উল্লম্ব অক্ষে $B$ নিয়ে একটি বদ্ধ বক্ররেখা আঁকতে হয়: মূলবিন্দু $O$ থেকে শুরু করে বক্রপথ $O \to a$ (সম্পৃক্ত অবস্থা), $a \to b$ ($H=0$ তে অবশিষ্ট চুম্বকত্ব), $b \to c$ (বিপরীত ক্ষেত্রে $B=0$, নিগ্রাহিতা), $c \to d$ (বিপরীত দিকে সম্পৃক্ত অবস্থা), $d \to e \to f \to a$ (লুপ সম্পূর্ণ)।

বর্ণনা:
১. $O \to a$: অচুম্বকিত পদার্থে $H$ ধীরে ধীরে বাড়ালে $B$ বাড়ে এবং একসময় $a$ বিন্দুতে সম্পৃক্ত (saturation) হয়; এরপর $H$ বাড়ালেও $B$ প্রায় বাড়ে না।
২. $a \to b$: $H$ কমিয়ে শূন্য করলেও $B$ শূন্য হয় না; $Ob$ পরিমাণ চুম্বকত্ব থেকে যায়। একে ধারণ ক্ষমতা বা রেটেনটিভিটি (Retentivity / Remanence) বলে।
৩. $b \to c$: $H$ কে বিপরীত দিকে বাড়ালে $c$ বিন্দুতে $B$ শূন্য হয়। $Oc$ পরিমাণ বিপরীত ক্ষেত্র প্রয়োগ করে অবশিষ্ট চুম্বকত্ব নষ্ট করা হয়; একে নিগ্রাহিতা (Coercivity / Coercive force) বলে।
৪. $c \to d \to e \to f \to a$: বিপরীত দিকে আরও বাড়ালে $d$ তে বিপরীত সম্পৃক্ততা আসে। আবার $H$ কমিয়ে ও সোজা দিকে বাড়িয়ে লুপ $a$ তে ফিরে আসে।

লুপের ক্ষেত্রফল: লুপের ক্ষেত্রফল প্রতি চক্রে একক আয়তনে ক্ষয় হওয়া তাপশক্তি (হিস্টেরেসিস ক্ষয়) নির্দেশ করে।

প্রয়োগ: নরম লোহার লুপ সরু ও ক্ষেত্রফল কম (ধারণ ক্ষমতা বেশি, নিগ্রাহিতা কম) হওয়ায় ট্রান্সফর্মার, তড়িৎচুম্বকের কোরে ব্যবহৃত হয়। ইস্পাতের লুপ চওড়া (নিগ্রাহিতা ও ধারণ ক্ষমতা বেশি) হওয়ায় স্থায়ী চুম্বক তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।