সরণ প্রবাহ

ম্যাক্সওয়েলের অবিচ্ছেদ্য স্থানচ্যুতি বর্তমান তত্ত্ব

সরণ প্রবাহ (ইংরেজি: Displacement Current) হল পরিবর্তনীয় বিদ্যুৎ ক্ষেত্রের ফলে উৎপন্ন হওয়া প্রবাহ, যে রাশিটি ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণসমূহতে পাওয়া যায়। সরণ প্রবাহের একক বৈদ্যুতিক প্রবাহ ঘনত্বএর রাশির সঙ্গে সমান এবং বৈদ্যুতিক প্রবাহের সঙ্গে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র জড়িত থাকার ফলে সরণ প্রবাহের সঙ্গেও একটি চৌম্বক ক্ষেত্র জড়িত থাকে। বৈদ্যুতিক প্রবাহ ইলেকট্রনএর গতির বিপরীতে সরণ প্রবাহ সৃষ্টি হয় তড়িৎ ক্ষেত্রর সময়ের সঙ্গে হওয়া পরিবর্তনের জন্য।

১৮৬১ সালে জেমস ক্লার্ক ম্যাক্সওয়েল তার গবেষণা পত্র On Physical Lines of Force, Part III তে বৈদ্যুতিক প্রবেশ্য মাধ্যমে বৈদ্যুতিক কণাসমূহের সরণের উল্লেখ করলে সরণ প্রবাহের ধারণাটির শুরু হয়। ম্যাক্সওয়েল অ্যাম্পিয়ারের বর্তনী সূত্রের বৈদ্যুতিক প্রবাহের রাশিটির সঙ্গে সরণ প্রবাহের রাশিটি সংযোগ করেন ।১৮৬৫ সালে তার A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field শীর্ষক প্রবন্ধে ম্যাক্সওয়েল তড়িচ্চুম্বকীয় তরঙ্গ সমীকরণ রাশিটি উৎপন্ন করেন সরণ প্রবাহের সহায়তায়। এই রাশিটি ব্যুৎপন্ন হওয়া পদার্থবিজ্ঞানের ইতিহাসে এক মাইল খুঁটি হিসাবে পরিগণিত হয় কারণ এই রাশিটি বিদ্যুৎ, চুম্বকত্ব ও পদার্থ বিজ্ঞানকে একত্রিত করে।

ব্যাখ্যা

বৈদ্যুতিক সরণ ক্ষেত্রকে নিচে প্রদত্ত সংজ্ঞায় সংজ্ঞায়িত করা হয়-

${\boldsymbol {D}}=\varepsilon _{0}{\boldsymbol {E}}+{\boldsymbol {P}}\ .$

যেখানে,

ε₀ হল শূন্য মাধ্যমের বৈদ্যুতিক প্রবেশ্যতা

E হল তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্য

P হল মাধ্যমটির মেরুকরণ

সমীকরণটিতে সময় সাপেক্ষে অবকলন করলে সরণ প্রবাহ ঘনত্ব পাওয়া যায়, যা পরাবিদ্যুৎএ দুটি রাশির দ্বারা গঠিত হয়েছে -

${\boldsymbol {J}}_{\boldsymbol {D}}=\varepsilon _{0}{\frac {\partial {\boldsymbol {E}}}{\partial t}}+{\frac {\partial {\boldsymbol {P}}}{\partial t}}\ .$

সমীকরণের সঙ্গে থাকা প্রথম রাশিটিকে অনেকে সরণ প্রবাহ বোঝাতে ব্যবহার করেন, যেহেতু রাশিটির সৃষ্টি কোনো আধানের গতির দ্বারা হয় নি কিন্তু এর সাথে একটি তড়িৎ ক্ষেত্র জড়িত থাকে। দ্বিতীয় রাশিটি পরাবিদ্যুৎ গঠিত হওয়া মৌলসমূহের মধ্যে হওয়া মেরুকরণএর পরিবর্তনের জন্য সৃষ্টি হয়।