भौतिकी

भौतिकी 

राशि

राशि दो प्रकार की होती हैं (i) सदिश राशि, (ii) अदिश राशि सदिश राशि विस्थापन, वेग, त्वरण, बल, संवेग, आवेग, बल-आघूर्ण आदि। अदिश राशि द्रव्यमान, दूरी, क्षेत्रफल, आयतन, घनत्व, समय, ऊर्जा, कार्य, शक्ति, विद्युत आवेश, ताप आदि।

न्यूटन का गति-नियम

1. प्रथम नियम

• प्रत्येक वस्तु अपनी विरामावस्था अथवा सरल रेखा में एकसमान गति की अवस्था बनाए रखती है जब तक कि उस वस्तु पर कोई बाह्य असन्तुलित बल कार्य न करे। 

• प्रथम नियम में जड़त्व का नियम अन्तर्निहित है। उदाहरण गतिशील वस्तु पर/में सवार व्यक्ति, वस्तु के अचानक रुक जाने पर आगे की ओर झुक जाता है एवं स्थिर वस्तु के अचानक गतिशील हो जाने पर सवार व्यक्ति पीछे की ओर झुक जाता है; गोली मारने पर काँच में गोल छेद हो जाता है; कम्बल/कोट को डण्डे से प्रहार करने पर धूल-कण झड़ जाते है।

2. द्वितीय नियम

वस्तु में उत्पन्न त्वरण वस्तु पर आरोपित बल के समानुपाती होता है तथा त्वरण की दिशा बल की दिशा में होती है। द्वितीय नियम से बल का व्यंजक (F = ma) प्राप्त होता है। उदाहरण क्रिकेट बॉल का 'कैच' लेते समय खिलाड़ी अपने हाथ को पीछे की ओर खींचता है; गाड़ियों में स्प्रिंग एवं शॉक एब्जॉर्बर लगाया जाता है ताकि झटका कम लगे; कील को अधिक गहराई तक गाड़ने के लिए भारी हथौड़े का प्रयोग किया जाता है।

3. तृतीय नियम

• प्रत्येक क्रिया के बराबर परन्तु विपरीत दिशा में प्रतिक्रिया होती है।

• तृतीय नियम को 'क्रिया-प्रतिक्रिया का नियम' भी कहा जाता है। उदाहरण बन्दूक से गोली निकलने पर पीछे की ओर झटका लगना, रॉकेट का आगे बढ़ना, नाव से जमीन पर कूदने पर नाव का विपरीत दिशा में अथवा पीछे हटना। 

• रॉकेट प्रणोदन, न्यूटन के गति का तृतीय नियम अथवा संवेग-संरक्षण नियम को अभिव्यक्त करता है।

• भूस्थिर उपग्रह (geostationary satellite) के भूस्थिर कक्षा (geostationary orbit) की ऊँचाई पृथ्वी की सतह से लगभग 35800 किमी होती है।

• पलायन वेग (escape velocity) वह न्यूनतम वेग है जिसके साथ वस्तु को ऊर्ध्वाधर दिशा में फेंकने पर वह अनन्त तक पहुँच सके।

• किसी वस्तु का पलायन वेग उसके द्रव्यमान पर निर्भर नहीं करता है।

• किसी वस्तु का पृथ्वी पर से पलायन वेग 11.2 km/s तथा चन्द्रमा पर से पलायन वेग 2.37 km/s होता है। पलायन वेग काफी कम होने के कारण चन्द्रमा पर कोई वायुमण्डल नहीं होता है।

ऊष्मा

• यह ऊर्जा का एक रूप है, जिसमें हमें वस्तु की गर्माहट की अनुभूति होती है।

• काले रंग की सतह ऊष्मा की अच्छी अवशोषक होती है, इसलिए खाना पकाने के बर्तनों के नीचे का बाहरी हिस्सा काले रंग से रंगी हुई होती है।

• सफेद रंग ऊष्मा का अच्छा परावर्तक होता है, अतः गर्मियों में सफेद वस्त्रों का उपयोग अधिक किया जाता है।

ध्वनि

• यह ऊर्जा का एक रूप है जो तरंग के रूप में संचरित होती है।

• ध्वनि की तीव्रता 'डेसीबल' में मापी जाती है।

• माध्यम का ताप तथा आर्द्रता बढ़ने से ध्वनि की चाल बढ़ जाती है।

• माध्यम का घनत्व कम होने से, ध्वनि की चाल बढ़ जाती है।

•ध्वनि की चाल पर दाब का कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

दर्पण

दर्पण दो प्रकार के होते हैं-

(i) अवतल दर्पण,

(ii) उत्तल दर्पण

• अवतल दर्पण को अभिसारी दर्पण (Converging mirror) भी कहते हैं। 

• उत्तल दर्पण को अपसारी दर्पण (Diverging mirror) भी कहते हैं।

• समतल दर्पण का उपयोग आइना, पेरिस्कोप (परिदर्शी), कैलीडोस्कोप (बहुरूपदर्शी) में होता है।

• पेरिस्कोप में दो समतल दर्पण एक-दूसरे से 45° के कोण पर स्थित होते हैं।

• कैलीडोस्कोप में तीन आयताकार समतल दर्पण एक-दूसरे से 60° के कोण पर स्थित होते हैं।

• अवतल दर्पण का उपयोग सोलर कूकर में, हजामती दर्पण में, परावर्तन दूरबीनों में, सर्चलाइट में, मोटरगाड़ी के हेडलाइट में, टॉर्च में, दन्त-चिकित्सक द्वारा तथा कान, नाक अथवा गले के आन्तरिक भागों की जाँच हेतु डॉक्टर द्वारा किया जाता है।

• उत्तल दर्पण का उपयोग वाहन में चालक हेतु साईड मिरर या बैक मिरर में, सड़कों पर बल्व के ऊपर परावर्तक के रूप में तथा प्रदर्शन कक्ष में छोटा प्रतिबिम्ब बनाने के लिए किया जाता है।

प्रकाशीय घटनाओं के व्यावहारिक परिणाम

(i) अपवर्तन

अपवर्तन के कारण जल में आंशिक तिरछी डूबी छड़ सतह पर मुड़ी हुई नजर आती है। तारों का टिमटिमाना, जल से भरे बीकर में अवस्थित सिक्के का ऊपर उठा दिखाई देना, सूर्योदय के समय सूर्य का चपटा दिखाई देना, जल के अन्दर मछली का वास्तविक गहराई से ऊपर दिखाई पड़ना, पानी से भरी बाल्टी की गहराई कम प्रतीत होना आदि अपवर्तन के उदाहरण हैं।

(ii) पूर्ण आन्तरिक परावर्तन 

पूर्ण आन्तरिक परावर्तन के कारण घटने वाली घटनाएँ हैं-इन्द्रधनुष का बनना, हीरा का अत्याधिक चमकीला दिखाई पड़ना, पानी में बुलबुले का चमकना, मरूस्थल में मरीचिका का दिखाई पड़ना, जल में डूबी खोखली परखनली का चमकीला दिखाई पड़ना, काँच के चटके हुए भाग का चमकीला दिखाई पड़ना आदि। प्रकाशिक तन्तु (ऑप्टिकल फाईबर) में भी पूर्ण आन्तरिक परावर्तन की घटना होती हैं।

(iii) प्रकीर्णन 

प्रकीर्णन के कारण समुद्र तथा आकाश का रंग नीला दिखाई पड़ता है तथा सूर्योदय एवं सूर्यास्त के समय सूर्य का रंग लाल दिखाई पड़ता है।

(iv) व्यतिकरण 

साबुन के बुलबुलों का रंगीन तथा जल की सतह पर फैली हुई कैरोसिन तेल का सूर्य के प्रकाश में रंगीन दिखाई पड़ना, व्यतिकरण के कारण होता है।

मानव नेत्र एवं दृष्टि दोष

• मानव नेत्र एक कैमरे के समान कार्य करती है तथा आँख में प्रतिबिम्ब रेटिना बनता है।

• रेटिना में प्रकाश संवेदी कोशिकाएँ होती हैं जिनमें दण्ड और शंकु प्रमुख हैं।

• शंकु (Cones) तीव्र प्रकाश में संवेदी है जबकि मन्द प्रकाश में अक्रिय होती हैं।

• दण्ड (Rods) कोशिका मंद प्रकाश के प्रति संवेदी है तथा प्रकाश में बहुत कम संवेदी है।

• अन्धेरे अथवा काफी कम प्रकाश में वस्तुओं को दण्ड कोशिका द्वारा देखा जाता है।

• निकट दृष्टि दोष से ग्रसित आँख निकट की परन्तु स्पष्ट देख सकती है परन्तु दूर की वस्तु स्पष्ट नहीं देख सकती है।

• दूर दृष्टि दोष से ग्रसित आँख दूर की वस्तु स्पष्ट देख सकती है परन्तु निकट की वस्तु साफ-साफ नहीं देख सकती है।

• निकट दृष्टि दोष को अवतल लेंस द्वारा तथा दूर दृष्टि दोष को उत्तल लेंस द्वारा दूर किया जाता है।

• जरा दृष्टि दोष को बाइफोकल लेंस द्वारा दूर किया जाता है।

• अबिन्दुकता (दृष्टि वैषम्य) को दूर करने हेतु बेलनाकार लेंस का प्रयोग किया जाता है।

प्रमुख आविष्कार एवं उनके आविष्कारक

गैलीलियो