General Competition | Science | Physics (भौतिक विज्ञान) | भौतिक संसार और मापन

भौतिकी शब्द की उत्पत्ति ग्रीक भाषा से हुआ है जिसका अर्थ होता है प्रकृति। भौतिकी ऐसा विषय है जो हमें प्रकृति और प्राकृतिक घटना के बारे में विस्तार से बताता है।

Apr 27, 2024 - 05:59 Updated: Apr 27, 2024 - 06:58
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General Competition | Science | Physics (भौतिक विज्ञान) | भौतिक संसार और मापन

General Competition | Science | Physics (भौतिक विज्ञान) | भौतिक संसार और मापन

विज्ञान (Science)

विज्ञान शब्द की उत्पत्ति लैटिन शब्द Scientia से हुई है जिसका अर्थ होता है "जानना" । अतः किसी भी तथ्य को जानने हेतु जो प्रयास किया जाता है एवं प्रयास के फलस्वरूप जो ज्ञान प्राप्त होता है वही विज्ञान कहलाता है ।

भौतिकी (Physics)

भौतिकी शब्द की उत्पत्ति ग्रीक भाषा से हुआ है जिसका अर्थ होता है प्रकृति। भौतिकी ऐसा विषय है जो हमें प्रकृति और प्राकृतिक घटना के बारे में विस्तार से बताता है।

मात्रक (Unit)

विज्ञान मापन पर आधारित है। किसी भी quantity की माप हेतु मानक माप की आवश्यकता होती है। इसी मानक माप को quantity unit कहते हैं।
  • किसी भी quantity के परिमाण को दर्शाने हेतु दो बातों का पता होना आवश्यक है-
    1. Unit जिसमें quantity को व्यक्त किया गया है।
    2. Numeral (संख्यांक) जिससे ये पता चल सके की quantity में unit कितनी बार शामिल है ।

                   

भौतिक राशि (Physical quantities)
भौतिक के नियमों को जिन पदों में व्यक्त किया जाता है उसे भौतिक राशि कहते हैं । यह दो प्रकार के होते हैं ।
  1. मूल राशि (Basic quantity )-- वे राशि जो स्वतंत्र मानी जाती है मूल राशि कहलाती है I
    उदा०- लंबाई, द्रव्यमान, समय
  2. व्युत्पन्न राशि (Derived quantity)- वे भौथ्तक राशि जो मूल राशि के सहायता से व्यक्त किया जाता है व्युत्पन्न राशि कहलाती है ।
    उदा० - आयतन, घनत्व, क्षेत्रफल
  • मूल राशि के मात्रक को मूल मात्रक (Basic Unit) तथा व्युत्पन्न राशि के मात्रक को व्युत्पन्न मात्रक (Derived Unit) कहते हैं ।
  • पूरे विश्व पाये जाने वाले प्रमुख मात्रकों की पद्धति :
    1. फुट-पाउंड - सेकंड पद्धति (FPS System ) - इस पद्धति में लंबाई का मात्रक फुट, द्रव्यमान का मात्रक पाउंड तथा समय का मात्रक सेकंड होता है। इस पद्धति को ब्रिटिश पद्धति भी कहते हैं । 
    2. सेंटीमीटर- ग्राम-सेकंड पद्धति (CGS System)- इस पद्धति में लंबाई का मात्रक मीटर द्रव्यमान का मात्रक किलोग्राम, समय का मात्रक सेकंड है। इस system (पद्धति) को मीटरी पद्धति भी कहते हैं ।
    3. 3. मीटर - किलोग्राम सेकंड पद्धति (MKS System)- इस पद्धति में लंबाई मात्रक मीटर, द्रव्यमान का मात्रक किलोग्राम तथा समय का मात्रक सेकंड होता है।
मात्रकों का अंतर्राष्ट्रीय पद्धति :
  • 1960 में पेरिस में सम्पन्न 11वीं तौल एवं माप महासम्मेलन में मात्रकों के अंतर्राष्ट्रीय पद्धति का जन्म हुआ । इस सम्मेलन में छह मूल मात्रकों को परिभाषित किया गया ।
  • 1970 में 14वीं माप-तौल महासम्मेलन हुआ जिनमें 1 और मूल मात्रक - मोल को परिभाषित किया गया। अतः मूल मात्रकों की संख्या 7 हो गयी।
  • मात्रकों के अंतर्राष्ट्रीय पद्धति के अंतर्गत ज्यामिति के दो राशि - समतल कोण (Plane angle) तथा धन कोण (Solid angle) जो की भौतिक राशि नहीं है उन्हें संपूरक मात्रक के रूप में परिभाषित किया गया ।
  • मात्रकों का अंतर्राष्ट्रीय पद्धति को - Systeme international d' Unites अथवा संक्षेप में SI Unit कहते हैं।
  • SI Unit के सात मूल मात्रक
    1. लंबाई - मीटर (m)
    2. द्रव्यमान - किलोग्राम ( kg)
    3. समय - सेकंड (S)
    4. विद्युत धारा - ऐम्पीयर (A)
    5. तापमान - केल्वीन (K)
    6. ज्त्योति तीव्रता - कैण्डला (cd)
    7. पदार्थ का परिमाण - मोल (mol)
  • SI Unit के दो संपूरक मात्रक :
    1. Plane angle - radian (red)
    2. Solid angle - Steradian (sr).
  • प्राय: SF Unit के मूल मात्रकों में किसी राशि के मापों को व्यक्त करना आसान नहीं होता है अतः अंतर्राष्ट्रीय सहमति से SI Prefixes परिभाषित किये गये हैं जो निम्न हैं-

  • व्युत्पन्न मात्रक (Dervied Unit)— व्युत्पन्न मात्रक को मूल मात्रक के पदों में व्यक्त किया जाता है- 

  • प्रमुख व्युत्पन्न भौतिक राशि तथा उनका SI मात्रक

विमा (Dimensions)
किसी भौतिक राशि का मात्रक प्राप्त करने के लिये मूल मात्र को पर लगाये जाने वाले घातों (Powers) को इस भौतिक राशि की विमा कहते हैं-

इस उदाहरण के वेग की विमा लंबाई में 1 और समय में - 1 है ।
  • भौतिक राशि की विमा व्यक्त करने के लिए उस राशि को Big bracket [ ] के अंदर लिखा जाता है ।
    जैसे- [वेग] = वेग का विमा
    [त्वरण] = त्वरण का विमा
  • मूल मात्रक की विमा

विमीय सूत्र
किसी भी भौतिक राशि के मात्रक और लंबाई, द्रव्यमान और समय मूल मात्रकों के बीच के संबंध को दर्शाने वाले व्यंजक को विमीय सूत्र कहते हैं ।

       

  • प्रमुख मात्रक के बीच संबंध
    1. 1 कैरेट = 200mg ( मिलीग्राम) 
    2. 1 मीटर = 39.37 इंच
    3. 1 मील = 5282 फीट = 1.609 किलोमीटर
    4. 1 एंग्स्ट्रॉम = 10-8 सेंटीमीटर = 10-10 मीटर 
    5. 1 प्रकाश वर्ष = 9.46 × 1015 मीटर
    6. 1 पारसेक = 3.084 × 1016 मीटर 
    7. 1 माइक्रोन = 10-6 मीटर 
    8. 1 atm (atomic mass unit) = 1.6604 × 10-27 kg
    9. 1 जूल = 107 अर्ग = 0.239 कैलोरी
    10. 1 न्यूटन = 105 डाईन

अभ्यास प्रश्न

1. निम्न में कौन आधारी राशि नहीं है-
(a) द्रव्यमान
(b) वेग
(c) समय
(d) विद्युत धारा
2. SI मात्रक में कितने आधारी (Basicunit) मात्रक है-
(a) तीन
(b) चार
(c) नौ
(d) सात
3. मापन (Measurement) मुख्य रूप से एक प्रक्रिया (Process) है- 
(a) गणना की
(b) अंतर स्पष्ट करने की
(c) तुलना करने की
(d) बदलने की
4. किसी राशि के परिमाण (Magnitude) के पूर्ण विवरण के लिए आवश्यक है-
(a) मात्रक (Unit)
(b) संख्यांक (Numeral)
(c) मात्रक और संख्यांक दोनों
(d) इनमें से कोई नहीं
5. डाईन सेकंड मात्रक है--
(a) बल का
(b) आवेग का
(c) ऊर्जा का
(d) शक्ति का
6. पृष्ठ तनाव का मात्रक होता है-
(a) Nm-2
(b) Nm-1
(c) Kgm-1
(d) Kgm-2
7. भौतिक राशि निम्नांकित रूप से परिभाषित की जा सकती है-
(a) वह जिसमें द्रव्यमान हो
(b) वह जिसमें भार हो। 
(c) वह जिसमें विमा हो
(d) वह जो मापी नहीं जा सके
8. ML-1T-1 विमीय सूत्र है-
(a) पृष्ठ तनाव का
(b) श्यानता गुणांक का
(c) संवेग का
(d) यंग-गुणांक का
9. निम्नलिखित में किस भौतिक-राशि युग्म की विमायें समान हैं-
(a) कार्य और ऊर्जा
(b) बल और संवेग
(c) बल और शक्ति
(d) संवेग और ऊर्जा
10. भौतिक राशि निम्नांकित रूप से परिभाषित की जाती है-
(a) वह जिसमें द्रव्यमान हो
(b) वह जिसमें भार हो
(c) वह जिसमें विमा हो 
(d) वह जो मापी न जा सके
11. यदि द्रव्यमान, लंबाई और समय के मात्रक आधे कर दिए जाए तो दाब का मात्रक हो जाएगा-
(a) चौथाई
(b) आधा
(c) दुगुणा
(d) चौगुणा
12. sinθ की विमाऍ है-
(a) L2 
(b) M 
(c) ML 
(d) नहीं होती हैं 
13. निम्नलिखित में कौन मूल मात्रक है-
(a) लम्बाई, बल, समय 
(b) लम्बाई, द्रव्यमान, समय 
(c) द्रव्यमान, आयतन, ऊँचाई
(d) द्रव्यमान, वेग दाब
14. निम्नलिखित में किस जोड़े की विमा समान है-
(a) कार्य और शक्ति
(b) संवेग और ऊर्जा
(c) बल और शक्ति
(d) कार्य और ऊर्जा 
15. 25 kgms-1 निम्नलिखित को व्यक्त कर सकता है--
(a) कोणीय संवेग
(b) रेखीय-संवेग
(c) बल
(d) दाब
16. निम्नलिखित में से कौन-सी अविमीय राशि है ?
(a) विकृति
(b) श्यानता गुणांक
(c) गैस नियतांक
(d) प्लांक नियतांक
17. एक खगोलीय इकाई सम्बन्धित है-
(a) सूर्य एवं पृथ्वी के बीच की दूरी से 
(b) चन्द्रमा एवं पृथ्वी के बीच की दूरी से
(c) सूर्य एवं चन्द्रमा के बीच की दूरी से
(d) उपर्युक्त में से कोई नहीं
18. निम्नलिखित युग्मों में से किन भौतिक राशियों के समान विमीय सूत्र नहीं है ?
(a) बल एवं दाब
(b) कार्य एवं ऊर्जा
(c) आवेग एवं संवेग
(d) भार एवं बल
19. 'यंग प्रत्यास्थता गुणांक' का SI मात्रक है-
(a) डाइन / सेमी.
(b) न्यूटन / मी.
(c) न्यूटन / मी.2
(d) मी.2 / से.
20. 'पारसेक' (Parsec) इकाई है- 
(a) दूरी
(b) समय की
(c) प्रकाश की चमक की
(d) चुम्बकीय बल की
21. विद्युत मात्रा की इकाई है-
(a) एम्पियर
(b) ओम
(c) वौल्ट
(d) कुलम्ब
22. 'कैण्डेला' मात्रक है-
(a) ज्योति फ्लक्स
(b) ज्योति प्रभाव
(c) ज्योति दाव
(d) ज्योति तीव्रता
23. ‘कार्य का मात्रक है—
(a) जूल
(b) न्यूटन
(c) वाट
(d) डाइन
24. 'प्रकाश वर्ष' किसकी इकाई है ?
(a) दूरी
(b) समय
(c) प्रकाश
(d) धारा
25. निम्नलिखित में से समय का मात्रक नहीं है-
(a) अधि वर्ष
(c) चन्द्र माह
(c) प्रकाश वर्ष
(d) इनमें से कोई नहीं
26. 'एम्पीयर' क्या नापने की इकाई है ?
(a) वोल्टेज
(b) करेन्ट
(c) प्रतिरोध
(d) पावर
27. 'डेलीबल' किसे नापने के लिए प्रयोग में लाया जाता है ?
(a ) खून में हीमोग्लोबीन
(b) पेशाब में शक्कर
(c) वातावरण में ध्वनि
(d) वायु में कण
28. 'बल' की एस.आई. (SI) यूनिट क्या है ?
(a) केल्विन
(b) न्यूटन
(c) पैस्कल
(d) वोल्ट
29. मात्रकों की अन्तर्राष्ट्रीय पद्धति कब लागू की गई ?
(a) 1969 ई.
(b) 1971 ई.
(c) 1983 ई.
(d) 1991 ई.
30. SI पद्धति में लेंस की शक्ति की इकाई क्या है ?
(a) वाट 
(b) डायोप्टर
(c) ऑप्टर
(d) मीटर
31. निम्नलिखित में से कौन-सा एक सुमेलित नहीं है ?
(a) डेसीबल - ध्वनि की प्रबलता (तीव्रता ) की इकाई
(b) अश्व शक्ति - शक्ति की इकाई
(c) समुद्री मील - नौसंचालन में दूरी की इकाई
(d) सेल्सियस - ऊष्मा की इकाई
32. 'ल्यूमेन' किसका मात्रक है ?
(a) ज्योति तीव्रता का
(b) ज्योति फ्लक्स का
(c) उपर्युक्त दोनों का
(d) इनमें से कोई नहीं
33. भौतिक मात्रा 'ज्याति' की इकाई क्या है ?
(a) सीमेंस
(b) टेस्ला
(c) लक्स
(d) वेबर
34. पास्कल' इकाई है–
(a) आद्रता की
(b) दाब की
(c) वर्षा की
(d) तापमान की
35. जूल' निम्नलिखित की इकाई है-
(a) ऊर्जा
(b) बल
(c) दाब
(d) तापमान
36. ‘हटर्ज' (Hz) क्या मापने की यूनिट है ?
(a) तरंगदैर्ध्य
(b) तरंगों की स्पष्टता
(c) तरंगों की तीव्रता
(d) तरंगों की आवृत्ति
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