Line of force
ಫ್ಯಾರಡೆಯ ವಿಸ್ತೃತ ಅರ್ಥದಲ್ಲಿ ಬಲದ ರೇಖೆಯು ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ನ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ರೇಖೆಗೆ ಸಮಾನಾರ್ಥಕವಾಗಿದೆ. ಜೆ. ಜೆ. ಥಾಮ್ಸನ್ ಅವರ ಪ್ರಕಾರ, ಫ್ಯಾರಡೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಲದ ರೇಖೆಗಳನ್ನು ಅವಾಹಕದಲ್ಲಿನ ಧ್ರುವೀಕೃತ ಕಣಗಳ ಸರಪಳಿಗಳಾಗಿ ಚರ್ಚಿಸುತ್ತಾರೆ, ಆದರೂ ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಫ್ಯಾರಡೆ ಅವುಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಾತದಾದ್ಯಂತ ವಿಸ್ತರಿಸಿರುವಂತೆ ತಮ್ಮದೇ ಆದ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದಾರೆ ಎಂದು ಚರ್ಚಿಸುತ್ತಾರೆ. ಬಲದ ರೇಖೆಗಳ ಜೊತೆಗೆ, ಜೆ. ಜೆ. ಥಾಮ್ಸನ್-ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ನಂತೆಯೇ-ಅವುಗಳನ್ನು ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಟ್ಯೂಬ್ಗಳು ಅಥವಾ ಸರಳವಾಗಿ ಫ್ಯಾರಡೆ ಟ್ಯೂಬ್ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. 20 ನೇ ಶತಮಾನದ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದಿಂದ, ಬಲದ ರೇಖೆಗಳು 19 ನೇ ಶತಮಾನದ ಏಕೀಕೃತ ಕ್ಷೇತ್ರ ಸಿದ್ಧಾಂತದಲ್ಲಿ ಹುದುಗಿರುವ ಶಕ್ತಿಯ ಸಂಪರ್ಕಗಳಾಗಿವೆ, ಇದು ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ನ ಸಮೀಕರಣಗಳು, ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ತರಂಗಗಳು ಮತ್ತು ಐನ್ಸ್ಟೈನ್ನ ಸಾಪೇಕ್ಷತೆ ಸೇರಿದಂತೆ ಹೆಚ್ಚು ಗಣಿತ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳು ಮತ್ತು ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು. ಶಕ್ತಿಯ ರೇಖೆಗಳು ಮೈಕೆಲ್ ಫ್ಯಾರಡೆಯಿಂದ ಹುಟ್ಟಿಕೊಂಡಿವೆ, ಅವರ ಸಿದ್ಧಾಂತವು ಎಲ್ಲಾ ವಾಸ್ತವವು ಶಕ್ತಿಯಿಂದಲೇ ಕೂಡಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್, ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯು ಸೀಮಿತ ಪ್ರಸರಣ ವಿಳಂಬಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಅವರ ಸಿದ್ಧಾಂತವು ಊಹಿಸುತ್ತದೆ. ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್, ಹರ್ಟ್ಜ್, ಐನ್ಸ್ಟೀನ್ ಮತ್ತು ಇತರರಂತಹ ನಂತರದ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ವ್ಯಕ್ತಿಗಳ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ದತ್ತಾಂಶಗಳು ಫ್ಯಾರಡೆಯ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಶಾಖೆಗಳನ್ನು ಒಪ್ಪುತ್ತವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಫ್ಯಾರಡೆಯವರ ಸಿದ್ಧಾಂತವು ಇನ್ನೂ ಭಿನ್ನವಾಗಿಯೇ ಉಳಿದಿದೆ. ಫ್ಯಾರಡೆಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ ಮತ್ತು ಇತರರು (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಜೆ. ಜೆ. ಥಾಮ್ಸನ್) ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಈಥರ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರಸಾರವಾಗಬೇಕು ಎಂದು ಭಾವಿಸಿದ್ದರು. ಐನ್ಸ್ಟೈನ್ನ ಸಾಪೇಕ್ಷತೆಯಲ್ಲಿ, ಯಾವುದೇ ಈಥರ್ ಇಲ್ಲ, ಆದರೂ ಬಲದ ಭೌತಿಕ ವಾಸ್ತವವು ಫ್ಯಾರಡೆಯ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳಿಗಿಂತ ತುಂಬಾ ದುರ್ಬಲವಾಗಿದೆ. ಇತಿಹಾಸಕಾರ ನ್ಯಾನ್ಸಿ ಜೆ. ನೆರ್ಸೆಸಿಯನ್ ತನ್ನ ಪ್ರಬಂಧ "ಫ್ಯಾರಡೆಯ ಫೀಲ್ಡ್ ಕಾನ್ಸೆಪ್ಟ್" ನಲ್ಲಿ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ ಮತ್ತು ಫ್ಯಾರಡೆಯವರ ವಿಚಾರಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿದ್ದಾರೆಃ ಫ್ಯಾರಡೆಯವರ ಕ್ಷೇತ್ರ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಲಕ್ಷಣಗಳು, ಅದರ 'ನೆಚ್ಚಿನ' ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ಸಂಪೂರ್ಣ ರೂಪದಲ್ಲಿ, ಬಲವು ಒಂದು ಪದಾರ್ಥವಾಗಿದೆ, ಅದು ಏಕೈಕ ಪದಾರ್ಥವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಎಲ್ಲಾ ಶಕ್ತಿಗಳು ಬಲದ ರೇಖೆಗಳ ವಿವಿಧ ಚಲನೆಗಳ ಮೂಲಕ ಪರಸ್ಪರ ಪರಿವರ್ತನೀಯವಾಗಿವೆ. ಫ್ಯಾರಡೆಯವರ 'ನೆಚ್ಚಿನ ಕಲ್ಪನೆಯ' ಈ ಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸಲಾಗಲಿಲ್ಲ. ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್, ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಶಕ್ತಿಗಳ ನಿರಂತರ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕೆ ಗಣಿತದ ಪ್ರಾತಿನಿಧ್ಯವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವ ಸಮಸ್ಯೆಯ ಬಗೆಗಿನ ತನ್ನ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ, ಇವುಗಳನ್ನು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಈಥರ್ನಲ್ಲಿನ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದ ಸ್ಥಿತಿಗಳೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇದು ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದ ವಿಭಿನ್ನ ನಂಬಿಕೆಗಳು ಮತ್ತು ಸಮಸ್ಯೆಗಳ ಜಾಲದ ಭಾಗವಾಗಿತ್ತು. ಫ್ಯಾರಡೆಯ ದೃಷ್ಟಿಕೋನಗಳು ಮೊದಲಿಗೆ ಫ್ಯಾರಡೆಯವರು ಬಲದ ರೇಖೆಗಳ ಭೌತಿಕ ವಾಸ್ತವತೆಯನ್ನು ಒಂದು ಸಾಧ್ಯತೆ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಿದ್ದರು, ಆದರೂ ಹಲವಾರು ವಿದ್ವಾಂಸರು ಫ್ಯಾರಡೆಯವರಿಗೆ ಅವರ ಭೌತಿಕ ವಾಸ್ತವತೆಯು ಒಂದು ನಂಬಿಕೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಒಪ್ಪುತ್ತಾರೆ. 1838ರಲ್ಲಿ ಈ ಬದಲಾವಣೆಯಾಯಿತು ಎಂದು ಒಬ್ಬ ವಿದ್ವಾಂಸರು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ. ಮತ್ತೊಬ್ಬ ವಿದ್ವಾಂಸನು ತನ್ನ ನಂಬಿಕೆಯ ಈ ಅಂತಿಮ ಬಲವರ್ಧನೆಯು 1852ರಲ್ಲಿ ಆಯಿತು ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತಾನೆ. ಫ್ಯಾರಡೆ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲದ ರೇಖೆಗಳು ಮತ್ತು ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಬಲದ ರೇಖೆಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದರು, ಅವು ದೂರದ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದರು. 1852 ರಲ್ಲಿ ಫ್ಯಾರಡೆ "ಆನ್ ದಿ ಫಿಸಿಕಲ್ ಕ್ಯಾರೆಕ್ಟರ್ ಆಫ್ ದಿ ಲೈನ್ಸ್ ಆಫ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಫೋರ್ಸ್" ಎಂಬ ಪ್ರಬಂಧವನ್ನು ಬರೆದರು, ಇದು ಗುರುತ್ವ, ವಿಕಿರಣ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ಪ್ರಸರಣ ಮಾಧ್ಯಮ, ಪ್ರಸರಣ ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ಘಟಕದೊಂದಿಗಿನ ಅವುಗಳ ಸಂಭವನೀಯ ಸಂಬಂಧಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿತು. ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ ಅವರ ದೃಷ್ಟಿಕೋನಗಳು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ, ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ ಅವರು ಫ್ಯಾರಡೆಯವರ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳ ಗಣಿತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಅಜ್ಞೇಯವಾದಿ ವಿಧಾನವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡರು. ಇದು ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ನ 1855 ಮತ್ತು 1856ರ ಪ್ರಬಂಧಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆಃ "ಆನ್ ಫ್ಯಾರಡೆಯ ಲೈನ್ಸ್ ಆಫ್ ಫೋರ್ಸ್" ಮತ್ತು "ಆನ್ ಫ್ಯಾರಡೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಟಾಕ್ಟಿಕ್ ಸ್ಟೇಟ್". 1864ರ "ಎ ಡೈನಾಮಿಕಲ್ ಥಿಯರಿ ಆಫ್ ದಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಫೀಲ್ಡ್" ಎಂಬ ಪ್ರಬಂಧದಲ್ಲಿ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ ಬೆಳಕಿನ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಆದ್ಯತೆಯನ್ನು ಫ್ಯಾರಡೆ ಮತ್ತು ಅವರ 1846ರ ಪ್ರಬಂಧ "ಥಾಟ್ಸ್ ಆನ್ ರೇ ವೈಬ್ರೇಷನ್ಸ್" ಗೆ ನೀಡುತ್ತಾರೆ. ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ ಬರೆದಿದ್ದಾರೆಃ ಸಮತಲ ಧ್ರುವೀಕೃತ ಕಿರಣವು ನೆರೆಹೊರೆಯಲ್ಲಿ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳು ಅಥವಾ ಪ್ರವಾಹಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲದ ರೇಖೆಗಳ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಪಾರದರ್ಶಕ ಡಯಾಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಮಾಧ್ಯಮವನ್ನು ಹಾದುಹೋದಾಗ, ಧ್ರುವೀಕರಣದ ಸಮತಲವು ತಿರುಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಫ್ಯಾರಡೆ ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾದವುಗಳನ್ನು ಹೊರಗಿಡಲು ಅಡ್ಡಲಾಗಿರುವ ಕಾಂತೀಯ ಅಡಚಣೆಗಳ ಪ್ರಸರಣದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಫ್ಯಾರಡೆ ಅವರು ತಮ್ಮ "ಥಾಟ್ಸ್ ಆನ್ ರೇ ವೈಬ್ರೇಷನ್ಸ್" ನಲ್ಲಿ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಮುಂದಿಟ್ಟಿದ್ದಾರೆ. ಅವರು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದಂತೆ ಬೆಳಕಿನ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಸಿದ್ಧಾಂತವು, 1846ರಲ್ಲಿ ಪ್ರಸರಣದ ವೇಗವನ್ನು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಲು ಯಾವುದೇ ದತ್ತಾಂಶವಿರಲಿಲ್ಲ ಎಂಬುದನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ, ನಾನು ಈ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿರುವ ವಸ್ತುವಿನಂತೆಯೇ ಇದೆ. ಟ್ಯೂಬ್ ಆಫ್ ಫೋರ್ಸ್ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ ಅವರು ಫ್ಯಾರಡೆಯ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳ ಗಣಿತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಅವರ ದ್ರವರೂಪದ ಊಹೆಗಳನ್ನು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸುವಾಗ ಫ್ಯಾರಡೆಯ ಪದಗುಚ್ಛದ ಬಲದ ರೇಖೆಗಳನ್ನು ಬಲದ ಟ್ಯೂಬ್ಗಳಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಿದರು. ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಕೊಳವೆಯೆಂದು ಅಥವಾ ಕ್ಷೇತ್ರ ಕೊಳವೆಯೆಂದು ಸಹ ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಬಲದ ಕೊಳವೆಯು ಚಲಿಸುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಲದ ರೇಖೆಗಳಾಗಿದ್ದು, ಅದರ ಪ್ರಾರಂಭವು ಧನಾತ್ಮಕ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಮುಚ್ಚಿದ ವಕ್ರರೇಖೆಯನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಅದರ ಅಂತ್ಯವು ಋಣಾತ್ಮಕ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಅನುಗುಣವಾದ ಮುಚ್ಚಿದ ವಕ್ರರೇಖೆಯನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಲದ ರೇಖೆಯು ಸ್ವತಃ ಪ್ರಚೋದಕ ಕೊಳವೆಯಾಕಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಅಂತಹ ಕೊಳವೆಯನ್ನು "ಸೊಲೀನಾಯ್ಡ್" ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅವಾಹಕ ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಅರ್ಧದಷ್ಟು ಉತ್ಪನ್ನದ ಬಲದ ಕೊಳವೆಯ ಲಂಬ ಕೋನಗಳಲ್ಲಿ ಒತ್ತಡವಿರುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೂಲಕ ಬಲದ ಕೊಳವೆಗಳು ಪಕ್ಕಕ್ಕೆ ಅಥವಾ ಅಗಲದಲ್ಲಿ ಹರಡಿದರೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ತೀವ್ರತೆಯ ಆ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಕಾಂತೀಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಬಲದ ಕೊಳವೆಯು ಕೊನೆಯ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಚಲಿಸಲು ಕಾರಣವಾದರೆ ವೇಗವನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸಲು ಕಡಿಮೆ ಅಥವಾ ಯಾವುದೇ ಎಳೆತವಿಲ್ಲ. ಆವೇಗ ಮತ್ತು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ನೀಡುವ ದೇಹಗಳು ಬಲದ ಕೊಳವೆಗಳನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಬಲದ ಕೊಳವೆಗಳು ಬಲದ ವಿದ್ಯುತ್ ರೇಖೆಗಳ ಗುಂಪಾಗಿದೆ. ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳು ತನ್ನ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ (ಸಿರ್ಕಾ 1831), ಫ್ಯಾರಡೆ ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳ ಬಳಿ ಲೋಹದ ಫಿಲ್ಲಿಂಗ್ಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ನಿರಂತರ ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ನಂತರ ಅವರು ಅವುಗಳನ್ನು ಕೇವಲ ಶಕ್ತಿಯ ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ರೇಖೆಗಳ ಉದಾಹರಣೆ ಅಥವಾ ಕೇವಲ ಬಲದ ರೇಖೆಗಳೆಂದು ಉಲ್ಲೇಖಿಸುತ್ತಾರೆ. ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಫ್ಯಾರಡೆ "ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಫೀಲ್ಡ್" ಎಂಬ ಪದವನ್ನು ಬಳಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದರು. ಫೀಲ್ಡ್ ಲೈನ್ ಫ್ಲಕ್ಸ್ ಟ್ಯೂಬ್ ಫ್ಲಕ್ಸ್ ಇತರ ಸಂಬಂಧಿತ ಪ್ರಬಂಧಗಳಾದ ಫ್ಯಾರಡೆ, ಮೈಕೆಲ್, "ಥಾಟ್ಸ್ ಆನ್ ರೇ ವೈಬ್ರೇಷನ್ಸ್", ಫಿಲಾಸಫಿಕಲ್ ಮ್ಯಾಗಜೀನ್, ಮೇ 1846, ಅಥವಾ ಎಕ್ಸ್ಪೆರಿಮೆಂಟಲ್ ರಿಸರ್ಚ್ಸ್, III, ಪುಟ 447 ಫ್ಯಾರಡೆ, ಮೈಕೆಲ್, ಎಕ್ಸ್ಪೆರಿಮೆಂಟಲ್ ರಿಸರ್ಚ್ಸ್, ಸರಣಿ 19 ಅನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ. ವಿದ್ಯುತ್ ಟಿಪ್ಪಣಿಗಳು