વિસ્થાપનપ્રવાહ : જ્યારે પ્રાયોજિત વિદ્યુતક્ષેત્ર બદલાતું હોય ત્યારે પરાવૈદ્યુત(dielectric)માં જોવા મળતો વિદ્યુતફ્લક્સના ફેરફારનો દર. જ્યારે સંધારક(capaciter)ને વિદ્યુતભારિત કરવામાં આવે છે ત્યારે તેમાં થઈને પસાર થતી વહનધારા પરાવૈદ્યુતમાં થઈને વિસ્થાપન પ્રવાહ (displacement current) તરીકે સતત ચાલુ રહે છે; જેથી કરીને હકીકતે, બંધપરિપથમાં થઈને જતો હોય તેમ વિચારવામાં આવે છે. વિસ્થાપન-પ્રવાહમાં વિદ્યુતભાર-વાહકોની ગતિ થતી નથી, પણ વિદ્યુત-દ્વિધ્રુવી(dipole)નું નિર્માણ થાય છે; એટલે કે પરાવૈદ્યુત ધ્રુવીકરણ (polarisation) થાય છે. તેથી વિદ્યુત-પ્રતિદાબ (stress) રચાય છે. પરાવૈદ્યુતમાં વિસ્થાપન-પ્રવાહ ચુંબકીય અસરો પેદા કરે છે, આ હકીકતને મૅક્સવેલે માન્યતા આપી. આવી ચુંબકીય અસરો સાદી વહનધારા વડે પેદા થતી અસરો જેવી જ હોય છે. પ્રકાશના વિદ્યુતચુંબકીય સિદ્ધાંતનો આ પાયો છે.

વિસ્થાપનપ્રવાહનો ખ્યાલ સ્થિત ચુંબકત્વ(electrostatics)માંથી ઉદ્ભવે છે. તે મુજબ ચુંબકીય ક્ષેત્ર હમેશાં પરિસંચારી (circulating) ક્ષેત્ર હોય છે. બંધ પથ S ઉપર ચુંબકીય ક્ષેત્રસરવાળો કરતાં પથ વડે ઘેરાતો વિદ્યુતપ્રવાહ I બરાબર થાય છે.

પ્રવાહ I એ પથ વડે ઘેરાતી સપાટી A ઉપર પ્રવાહ-ઘનતા સંકલન બરાબર થાય છે.

થોડુંક જુદી રીતે જોતાં, વિસ્થાપન-પ્રવાહ વિદ્યુત-વિસ્થાપન-પ્રવાહ-ઘનતા ના સમયદરના ફેરફારને અનુરૂપ હોય છે. સંધારક ધરાવતા પરિપથમાં સંધારક વિદ્યુતભારિત કરવામાં આવે ત્યાં સુધી જ પ્રવાહનું વહન થાય છે. વિદ્યુતપ્રવાહ ચુંબકીય ક્ષેત્રથી ઘેરાયેલો હોય છે; જ્યારે સંધારક વિદ્યુતભારિત કરેલો હોય છે. પ્લેટોની વચ્ચે ક્ષેત્રની તીવ્રતા બદલાય છે. જો પ્લેટો વચ્ચે પરાવૈદ્યુત માધ્યમ હોય તો ડાયઇલેક્ટ્રિકના વિદ્યુતભારોનું સ્થાનાંતર (ધ્રુવીકરણ) થાય છે. પરિણામે વિદ્યુતભારોનું સ્થાનાંતર ચુંબકીય ક્ષેત્ર પેદા કરે છે. વિસ્થાપન પ્રવાહને ધ્યાનમાં લેતાં મૅક્સવેલનું છેલ્લું સમીકરણ નીચે પ્રમાણે બને છે :

અહીં વિદ્યુત-વિસ્થાપન ઘનતા છે. મૅક્સવેલનાં સમીકરણોનો સમૂહ વિસ્થાપન-પ્રવાહ સિવાય અધૂરો રહે છે.

આ સમીકરણ વિકલન સ્વરૂપે નીચે પ્રમાણે અપાય છે :

આ છે મૅક્સવેલની પુરવણી સાથે ઍમ્પિયરનો નિયમ. મતલબ સમય સાથે બદલાતાં વિદ્યુતક્ષેત્ર ચુંબકીય ક્ષેત્ર પેદા કરે છે. તે જ રીતે સમય સાથે બદલાતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર, વિદ્યુતક્ષેત્ર પેદા કરે છે, જેને ફૅરડેનો વિદ્યુતપ્રેરણનો નિયમ કહે છે.

અવકાશમાં વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોના સંચરણને વિદ્યુત-ચુંબકીય તરંગો કહે છે. વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો મૅક્સવેલનાં સમીકરણોના સંચરણ કરતા ઉકેલ છે. વિદ્યુતચુંબકીય તરંગ ઊર્જાનું પ્રેષણ કરે છે.

શીતલ આનંદ પટેલ