सारांश
कक्षा 12 भौतिकी एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 5, "चुंबकत्व एवं द्रव्य", छड़ चुंबक के गुणों, चुंबकत्व के लिए गाउस के नियम, चुंबकन, चुंबकीय तीव्रता तथा पदार्थों के प्रतिचुंबकीय, अनुचुंबकीय एवं लौहचुंबकीय वर्गीकरण को समझाता है।
- चुंबक एक द्विध्रुव के रूप में — यह अध्याय दर्शाता है कि छड़ चुंबक एक चुंबकीय द्विध्रुव की भाँति व्यवहार करता है, जो धारावाही परिनालिका के समतुल्य है — इस प्रकार स्थायी चुंबकों को पिछले अध्याय के धारा-आधारित चुंबकत्व से जोड़ा जाता है।
- कोई चुंबकीय एकध्रुव नहीं — चुंबकत्व के लिए गाउस का नियम एक महत्त्वपूर्ण तथ्य व्यक्त करता है: किसी भी बंद पृष्ठ से होकर जाने वाला कुल चुंबकीय फ्लक्स शून्य होता है, क्योंकि प्रकृति में एकाकी उत्तरी या दक्षिणी ध्रुव का अस्तित्व नहीं होता।
- पदार्थों में चुंबकत्व का वर्णन — चुंबकन, चुंबकीय तीव्रता, चुंबकशीलता एवं पारगम्यता जैसी राशियाँ यह समझाने की भाषा देती हैं कि कोई पदार्थ आरोपित चुंबकीय क्षेत्र पर कैसी प्रतिक्रिया करता है और उसे कैसे बदलता है।
- चुंबकीय पदार्थों का वर्गीकरण — चुंबकीय क्षेत्र के प्रति अनुक्रिया के आधार पर पदार्थों को प्रतिचुंबकीय, अनुचुंबकीय एवं लौहचुंबकीय वर्गों में बाँटा जाता है। डोमेन सिद्धांत यह स्पष्ट करता है कि लोहे जैसे पदार्थ प्रबल स्थायी चुंबक क्यों बनाते हैं।
मुख्य बिंदु और सूत्र
- 01छड़ चुंबक एक चुंबकीय द्विध्रुव की तरह कार्य करता है; r >> l के लिए अक्षीय क्षेत्र B = μ₀·2m / (4πr³) और निरक्षीय क्षेत्र B = –μ₀m / (4πr³) होता है।
- 02चुंबकत्व के लिए गाउस का नियम: किसी भी बंद पृष्ठ से होकर जाने वाला कुल चुंबकीय फ्लक्स शून्य होता है (∮ B·dS = 0), क्योंकि एकाकी चुंबकीय एकध्रुव का अस्तित्व नहीं होता।
- 03चुंबकन M प्रति एकांक आयतन कुल चुंबकीय आघूर्ण है; पदार्थ में कुल क्षेत्र B = μ₀(H + M) होता है, जहाँ H चुंबकीय तीव्रता है।
- 04चुंबकीय प्रवृत्ति χ, M और H को M = χH से संबंधित करती है; सापेक्ष पारगम्यता μr = 1 + χ और पारगम्यता μ = μ₀μr होती है।
- 05प्रतिचुंबकीय पदार्थ (जैसे — बिस्मथ, ताँबा, जल) चुंबकों द्वारा प्रतिकर्षित होते हैं (χ < 0); अनुचुंबकीय पदार्थ (जैसे — ऐलुमिनियम, ऑक्सीजन) दुर्बल रूप से आकर्षित होते हैं (χ अल्प एवं धनात्मक)।
- 06लौहचुंबकीय पदार्थों (जैसे — लोहा, कोबाल्ट, निकेल) में डोमेन संरचना होती है और χ बहुत अधिक होता है; कठोर लौहचुंबकीय पदार्थ स्थायी चुंबक बनाते हैं जबकि मृदु लौहचुंबकीय पदार्थ क्षेत्र हटाने पर चुंबकन खो देते हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
01एकसमान चुंबकीय क्षेत्र में छड़ चुंबक पर लगने वाला बल-आघूर्ण (टॉर्क) क्या होता है?
चुंबकीय आघूर्ण m के छड़ चुंबक को एकसमान क्षेत्र B में रखने पर τ = m × B का बल-आघूर्ण लगता है, जिसका परिमाण τ = mB sinθ होता है, जहाँ θ, m और B के बीच का कोण है। संगत स्थितिज ऊर्जा U = –m·B होती है — θ = 0° पर न्यूनतम ऊर्जा (स्थिर साम्यावस्था) और θ = 180° पर अधिकतम ऊर्जा (अस्थिर साम्यावस्था)।
02छड़ चुंबक को काटने पर सदैव दो छोटे चुंबक क्यों बनते हैं, एकाकी उत्तरी या दक्षिणी ध्रुव क्यों नहीं?
चुंबकीय एकध्रुव का अस्तित्व नहीं होता। छड़ चुंबक परिसंचारी धारा-लूपों से बनी परिनालिका के समतुल्य है। इसे — चाहे लंबाई के अनुदिश काटें या आर-पार — काटने पर दो छोटे द्विध्रुव बनते हैं, जिनमें से प्रत्येक के अपने उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव होते हैं, क्योंकि क्षेत्र रेखाएँ सदैव सतत बंद लूप बनाती हैं।
03प्रतिचुंबकीय, अनुचुंबकीय और लौहचुंबकीय पदार्थों में क्या अंतर है?
इनका अंतर चुंबकीय प्रवृत्ति χ के चिह्न और परिमाण में होता है। प्रतिचुंबकीय पदार्थों में –1 ≤ χ < 0 होता है और ये चुंबकों द्वारा दुर्बल रूप से प्रतिकर्षित होते हैं (जैसे — बिस्मथ, ताँबा)। अनुचुंबकीय पदार्थों में χ छोटा और धनात्मक होता है तथा ये दुर्बल रूप से आकर्षित होते हैं (जैसे — ऐलुमिनियम, ऑक्सीजन)। लौहचुंबकीय पदार्थों में χ >> 1 होता है, इनमें स्वतः चुंबकित डोमेन होते हैं और ये चुंबकों से प्रबल रूप से आकर्षित होते हैं (जैसे — लोहा, कोबाल्ट, निकेल)।
04क्या एनसीईआरटी कक्षा 12 भौतिकी अध्याय 5 की पीडीएफ निःशुल्क डाउनलोड की जा सकती है?
हाँ, एनसीईआरटी कक्षा 12 भौतिकी भाग-I अध्याय 5 की पीडीएफ ncerthindi.com पर पूरी तरह निःशुल्क डाउनलोड की जा सकती है।
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