তড়িৎ ও চুম্বক/স্থির তড়িৎ/স্থির তড়িৎ সৃষ্টি

লবণের একটি ক্ষুদ্র কণা

প্রতিটি রেখা NaCl স্ফটিকে (সোডিয়াম ক্লোরাইড হল সাধারণ লবণ) দুটি আয়নের মধ্যে একটি বন্ধন বোঝায়। নীল এবং সবুজ রং দুটি আয়ন প্রজাতির প্রতিনিধিত্ব করে। এটি একটি কেন্দ্রীভূত ঘন স্ফটিক। প্রতিটি Na⁺ আয়ন ৮টি কাছাকাছি প্রতিবেশী Cl^- দ্বারা ঘেরা। একইভাবে, প্রতিটি Cl^- আয়ন ৮টি কাছাকাছি প্রতিবেশী Na⁺ দ্বারা ঘেরা। দুটি কাছাকাছি আয়নের সবসময় বিপরীত আধান থাকে, কারণ বিপরীত আধান একে অপরকে আকর্ষণ করে, যেখানে একই চিহ্নের আধান একে অপরকে বিকর্ষণ করে।

যে বল কঠিন পদার্থ, পরমাণু এবং অণুগুলোর সংযোগ ব্যাখ্যা করে তা হল কুলম্ব বল। তরল পদার্থের সংযোগও আংশিকভাবে এই তড়িৎস্থিতিক শক্তির কারণে ঘটে, তবে পরমাণু বা অণুগুলো গতিশীল হওয়ায় তড়িৎগতিশীল বলও কার্যকর হতে পারে।

একটি হাইড্রোজেন পরমাণুতে একটি প্রোটন, শূন্য, এক বা দুটি নিউট্রন এবং একটি ইলেকট্রন থাকে। প্রোটন একটি ধনাত্মক আধান। ইলেকট্রন একটি ঋণাত্মক আধান, সমান কিন্তু বিপরীত। নিউট্রন নিরপেক্ষ। ইলেকট্রন প্রোটনের সাথে কুলম্ব বৈদ্যুতিক বল দ্বারা সংযুক্ত। সাধারণভাবে, একটি পরমাণুতে একটি নিউক্লিয়াস থাকে যা ইলেকট্রন দ্বারা ঘেরা। নিউক্লিয়াসের আধান ধনাত্মক, যা ইলেকট্রনের মোট আধানের সমান কিন্তু বিপরীত।

যখন হাইড্রোজেন পরমাণু তার নিম্নতম শক্তি অবস্থায়, অর্থাৎ গ্রাউন্ড স্টেটে থাকে, তখন প্রোটনের চারপাশে ইলেকট্রনের উপস্থিতি একটি গোলাকার মেঘের মতো:

প্রোটনটি কেন্দ্রে থাকে। চারপাশের মেঘ ইলেকট্রনের উপস্থিতি প্রতিনিধিত্ব করে।

যদি পরমাণুটি উত্তেজিত হয়, তবে ইলেকট্রনের উপস্থিতি বিভিন্ন রূপ ধারণ করতে পারে:

একটি অণু হল পরমাণুগুলোর একটি সমষ্টি। ইলেকট্রনগুলো আঠার মতো যা নিউক্লিয়াসগুলোকে একত্রে আবদ্ধ করে। দুটি ধনাত্মক আধান একে অপরকে বিকর্ষণ করে, কিন্তু একটি ঋণাত্মক আধান দ্বারা পৃথক দুটি ধনাত্মক আধান একে অপরকে আকর্ষণ করতে পারে।

একটি আয়ন হল এমন একটি পরমাণু বা অণু যা এক বা একাধিক ইলেকট্রন হারিয়েছে বা গ্রহণ করেছে। যেহেতু পরমাণু এবং অণুগুলো সবসময় বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ, তাই আয়নগুলো সবসময় আধানযুক্ত। যে পরমাণু বা অণু এক বা একাধিক ইলেকট্রন গ্রহণ করেছে তা ঋণাত্মক আয়ন। যে পরমাণু বা অণু এক বা একাধিক ইলেকট্রন হারিয়েছে তা ধনাত্মক আয়ন।

একটি কঠিন পদার্থ হল পরমাণু, অণু বা আয়নের সমষ্টি, যা তড়িৎস্থিতিক বল দ্বারা একে অপরের সাথে সংযুক্ত।

একটি আয়নিক স্ফটিক ভাঙতে, বৈদ্যুতিক বল দ্বারা আকৃষ্ট আয়নগুলোকে পৃথক করতে হয়:

বিপরীত চিহ্নের আধানগুলোর মধ্যে আকর্ষণ বল একই চিহ্নের আধানগুলোর মধ্যে বিকর্ষণ বলের চেয়ে বেশি। এই পার্থক্য সকল উপাদানকে সংযোগী করে।

নিউক্লিয়াসের ভর তাদের সাথে থাকা ইলেকট্রনের ভরের তুলনায় প্রায় ৫০০০ গুণ বেশি, কারণ একটি প্রোটন বা নিউট্রনের ভর ইলেকট্রনের ভরের তুলনায় প্রায় ২০০০ গুণ, এবং একটি পরমাণুতে সবসময় সমান সংখ্যক প্রোটন এবং ইলেকট্রন থাকে, এবং নিউট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার সমান বা সামান্য বেশি (সাধারণ হাইড্রোজেন ছাড়া, যার কোনো নিউট্রন নেই)। যেহেতু প্রায় সকল ভর নিউক্লিয়াস (প্রোটন এবং নিউট্রন দিয়ে গঠিত) বহন করে, তাই বলা স্বাভাবিক যে ইলেকট্রনগুলো নিউক্লিয়াসকে আবদ্ধ করার আঠা, বরং নিউক্লিয়াস ইলেকট্রনকে আবদ্ধ করার আঠা বলার চেয়ে।

বিপরীত চিহ্নের দুটি বিন্দু আধান একে অপরকে আকর্ষণ করবে যতক্ষণ না তারা একত্রিত হয়। আমরা গণনা করতে পারি যে এভাবে একে অপরের উপর পড়ে যাওয়ার মাধ্যমে যে শক্তি সরবরাহ করতে পারে তা অসীম। কিন্তু পদার্থ সাধারণত নিজের উপর ভেঙে পড়ে না, এবং এটি কখনো অসীম পরিমাণ শক্তি মুক্ত করে না। বস্তুগুলোর সবসময় একটি নিম্ন শক্তি অবস্থা থাকে, যা তাদের গ্রাউন্ড স্টেট। এই অবস্থায়, তারা শক্তি ত্যাগ করতে পারে না, কারণ তাদের যাওয়ার জন্য কোনো নিম্ন শক্তি অবস্থা নেই। পরমাণু, অণু এবং আয়ন তাদের গ্রাউন্ড স্টেটে বা উচ্চতর শক্তির উত্তেজিত অবস্থায় থাকে। গ্যাস যত গরম হয়, তার পরমাণু বা অণুগুলো তত বেশি উত্তেজিত হয়। একটি কঠিন পদার্থ উত্তেজিত অবস্থায় থাকে যদি না তার পরম তাপমাত্রা শূন্য কেলভিন হয়।

হাইড্রোজেন পরমাণুর ইলেকট্রন কেন প্রোটনের উপর পড়ে না, বা সাধারণভাবে পদার্থ কেন নিজের উপর ভেঙে পড়ে না তা ব্যাখ্যা করতে, কুলম্বের সূত্র যথেষ্ট নয়, আমাদের কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞান প্রয়োজন।