Table of contents |
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काम |
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शक्ति |
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थर्मामीटर |
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ताप के स्थानांतरण के तरीके |
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दर्पण |
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मानव आंख |
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तरंग गुण |
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ध्वनि के लक्षण |
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ध्वनि के बारे में अतिरिक्त तथ्य |
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शक्ति लगाने, विभिन्न प्रकार की ऊर्जा का उपयोग करने और शक्ति उत्पन्न करने के सभी कार्य एक-दूसरे से जुड़े हुए हैं। जब किसी शरीर पर बल लगाकर काम किया जाता है, तो यह विभिन्न प्रकार की ऊर्जा उत्पन्न करता है, जिसे किसी भी इच्छित रूप में परिवर्तित किया जा सकता है, जिससे मानवता को लाभ होता है। ऊर्जा को यांत्रिक उपकरणों के माध्यम से काम में परिवर्तित किया जा सकता है, और इसमें द्रव्यमान का ऊर्जा में और ऊर्जा का द्रव्यमान में रूपांतरण भी शामिल है, जिसे आइंस्टीन के द्रव्यमान-ऊर्जा संबंध द्वारा प्रसिद्ध रूप से वर्णित किया गया है।
भौतिकी में, काम तब किया जाता है जब किसी वस्तु पर बल लगाया जाता है और वह स्थानांतरित होती है। गणितीय रूप से, काम को लगाए गए बल और बल की दिशा में शरीर के विस्थापन के गुणनफल के रूप में व्यक्त किया जाता है:
सूत्र: W = F x d = F x cos θ x d, जहाँ θ बल और विस्थापन के बीच का कोण है।
काम की SI इकाई जूल (J) है।
काम करने की दर को शक्ति कहा जाता है। एक बल द्वारा दी गई शक्ति निम्नलिखित के द्वारा दी जाती है:
सूत्र: , जहाँ v वस्तु की गति है।
शक्ति का SI इकाई Joule/सेकंड है, जिसे Watt (W) के रूप में जाना जाता है। शक्ति की एक सामान्य इकाई है:
1 हॉर्सपावर (hp) = 746 वाट।
ऊर्जा काम करने की क्षमता या क्षमता है। यह विभिन्न रूपों में मौजूद है:
ऊर्जा का संरक्षण का नियम
यह नियम कहता है कि ऊर्जा न तो बनाई जा सकती है और न ही नष्ट की जा सकती है, बल्कि केवल एक रूप से दूसरे रूप में रूपांतरित की जा सकती है। किसी भी शरीर या प्रणाली की कुल ऊर्जा स्थिर रहती है।
तापमानतापमान किसी पदार्थ या वस्तु में उपस्थित गर्मी की डिग्री या तीव्रता है, जिसे आमतौर पर थर्मामीटर का उपयोग करके मापा जाता है या स्पर्श द्वारा महसूस किया जाता है। तापमान मापने के लिए चार मुख्य पैमाने हैं:
रूपांतरण सूत्र:
विभाग | से | सूत्र |
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सेल्सियस (C) | फारेनहाइट (F) | F = (C × 9/5) + 32 |
सेल्सियस (C) | रियोमूर (R) | R = C × 4/5 |
सेल्सियस (C) | केल्विन (K) | K = C + 273.15 |
थर्मामीटर एक उपकरण है जिसका उपयोग तापमान मापने के लिए किया जाता है। सबसे सामान्य प्रकार का थर्मामीटर पारा थर्मामीटर है, जिसका व्यापक उपयोग चिकित्सा और प्रयोगशाला सेटिंग्स में किया जाता है।
थर्मामीटर के विभिन्न प्रकार:
ताप एक उच्च तापमान वाले शरीर से एक निम्न तापमान वाले शरीर की ओर बहता है। ताप के स्थानांतरण के तीन तरीके हैं:
ताप ऊर्जा से संबंधित अन्य महत्वपूर्ण शर्तें
प्रकाश हमें वस्तुओं को देखने में मदद करता है और यह सीधी रेखा में यात्रा करता है, जिसे प्रकाश का रेखीय प्रसार (rectilinear propagation of light) कहा जाता है।
रोशनी का परावर्तन
जब रोशनी एक दर्पण पर गिरती है, तो इसकी दिशा बदल जाती है, जिसे रोशनी का परावर्तन कहते हैं।
रोशनी का अपवर्तन
जब प्रकाश की एक किरण एक अन्य पारदर्शी माध्यम से टकराती है, तो एक भाग की रोशनी पहले माध्यम में वापस परावर्तित हो जाती है और शेष भाग दूसरे माध्यम में प्रवेश करता है। इस प्रक्रिया में, जिस किरण का दिशा परिवर्तन होता है, उसे अपवर्तन कहा जाता है।
यदि एक बिंदु से आने वाली प्रकाश किरणें परावर्तन के बाद दूसरे बिंदु पर मिलती हैं या दूसरे बिंदु पर मिलती प्रतीत होती हैं, तो दूसरे बिंदु को पहले बिंदु की छवि (Image) कहा जाता है।
विशेषता | वास्तविक चित्र | आभासी चित्र |
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निर्माण | जब प्रकाश निहित बिंदु पर एकत्रित होता है, तो बनता है। | जब किरणें परावर्तन के बाद एक बिंदु से आती प्रतीत होती हैं। |
प्राप्ति | स्क्रीन पर प्राप्त किया जा सकता है। | स्क्रीन पर प्राप्त नहीं किया जा सकता। |
उन्मुखता | वस्तु के सापेक्ष उल्टा। | वस्तु के सापेक्ष सीधा। |
दर्पण एक चमकदार सतह होती है जैसे कि काँच, जो लगभग सभी प्रकाश को परावर्तित करती है जो उस पर गिरता है। दर्पण के दो प्रकार होते हैं:
वस्तु का स्थान | किरण चित्र | चित्र का स्थान | चित्र की प्रकृति और आकार |
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अनंत पर | फोकस पर या फोकल प्लेन में | वास्तविक, उल्टा, अत्यधिक छोटा | |
क्रिवता के केंद्र से परे लेकिन सीमित दूरी पर | फोकस और क्रिवता के केंद्र के बीच | वास्तविक, उल्टा और छोटा | |
क्रिवता के केंद्र पर | क्रिवता के केंद्र पर | वास्तविक, उल्टा और वस्तु के समान | |
फोकस और क्रिवता के केंद्र के बीच | क्रिवता के केंद्र के परे | वास्तविक, उल्टा और वस्तु से बड़ा | |
फोकस पर | अनंत पर | वास्तविक, उल्टा और अत्यधिक बड़ा | |
ध्रुव और फोकस के बीच | दर्पण के पीछे | आभासी, सीधा और बड़ा |
प्रकाश का विसरन
सफेद प्रकाश को उसके घटक रंगों में विभाजित करने की प्रक्रिया को प्रकाश का विसरण कहा जाता है। लाल प्रकाश सबसे कम विचलित होता है, जबकि बैंगनी प्रकाश सबसे अधिक विचलित होता है।
विभिन्न रंगों की प्रकाश किरणें एक खाली स्थान और हवा में एक ही गति से यात्रा करती हैं, लेकिन अन्य माध्यमों में, वे विभिन्न गति से यात्रा करती हैं और विभिन्न कोणों पर मुड़ती हैं, जिससे विसरण होता है। लाल प्रकाश की तरंगदैर्ध्य अधिकतम होती है और बैंगनी प्रकाश की तरंगदैर्ध्य न्यूनतम होती है, इसलिए किसी भी माध्यम में, लाल प्रकाश सबसे तेज़ यात्रा करता है और सबसे कम विचलित होता है, जबकि बैंगनी प्रकाश सबसे धीमी गति से यात्रा करता है और सबसे अधिक विचलित होता है।
तरंगदैर्ध्य ∝ गति ∝ 1/विचलन
मानव आंख एक जटिल ऑप्टिकल उपकरण है जिसकी गोलाकार आकृति होती है। यह प्रकाश को रेफ्रेक्ट करके एक केंद्रित छवि उत्पन्न कर सकती है जो एक तंत्रिका प्रतिक्रिया को उत्तेजित करती है, जिससे हमें देखने की क्षमता मिलती है।
दृष्टि की दोष
मायोपिया (नज़दीकी दृष्टि दोष): एक स्थिति जिसमें नज़दीकी वस्तुएं स्पष्ट दिखाई देती हैं, लेकिन दूर की वस्तुएं स्पष्ट नहीं होतीं। इसे कॉन्केव लेंस के माध्यम से ठीक किया जाता है।
हाइपरमेट्रोपिया (दूरदर्शिता): एक स्थिति जिसमें दूर की वस्तुएं स्पष्ट दिखाई देती हैं, लेकिन नज़दीकी वस्तुएं स्पष्ट नहीं होतीं। इसे कॉनवेक्स लेंस के माध्यम से ठीक किया जाता है।
मोतियाबिंद: एक स्थिति जो वृद्धावस्था में होती है, जिसमें दृष्टि धुंधली हो जाती है। यह 40 वर्ष से अधिक उम्र के लोगों में दृष्टि हानि का सबसे सामान्य कारण है और इसका उपचार किया जा सकता है।
अस्टीग्मेटिज़्म: एक दृष्टि स्थिति जिसमें कॉर्निया असममित होता है, जिससे गलत वक्रता होती है। इसे चश्मे, कॉन्टेक्ट लेंस, रेफ्रैक्टिव लेजर सर्जरी, और इम्प्लांटेबल कॉन्टेक्ट लेंस के माध्यम से ठीक किया जाता है। अस्टीग्मेटिज़्म के लिए कॉन्टेक्ट लेंस को टोरिक कहा जाता है।
अन्य ऑप्टिकल उपकरण
ध्वनि कंपन करने वाले वस्तुओं द्वारा उत्पन्न होती है। यह शून्य में यात्रा नहीं कर सकती और इसके लिए एक माध्यम (गैस, तरल, या ठोस) की आवश्यकता होती है। ध्वनि तरंगें लॉन्गिट्यूडिनल होती हैं और ये संकुचन और विरंजन के रूप में यात्रा करती हैं, जो माध्यम के कणों की आगे-पीछे की गति से उत्पन्न होती हैं।
तरंग वेग, आवृत्ति, और तरंगदैর্ঘ्य के बीच का संबंध निम्नलिखित समीकरण द्वारा दिया गया है:
तरंग वेग (v) = आवृत्ति (n) × तरंगदैর্ঘ्य (λ)
इसे अन्य शब्दों में इस प्रकार लिखा जा सकता है: v = nλ जहाँ n = 1/λ।
हम कैसे बोलते हैं?
मनुष्य ध्वनि उत्पन्न करने के लिए एक अंग का उपयोग करते हैं जिसे स्वर पेटिका या लैरिंक्स कहा जाता है, जो श्वसन नली के ऊपरी सिरे पर स्थित होता है। स्वर पेटिका के पार दो स्वर तार खींचे जाते हैं, जिससे हवा के लिए एक संकीर्ण दरार छोड़ दी जाती है, जिससे ध्वनि उत्पन्न होती है।
हम कैसे सुनते हैं?
ध्वनि हमारे कान में प्रवेश करती है और एक नली के माध्यम से एक पतली झिल्ली, जिसे कान का परदा कहा जाता है, तक पहुँचती है। कान के परदे की कंपन आंतरिक कान में और फिर मस्तिष्क तक संकेतों के रूप में संचारित होती हैं।
मनुष्य के कान द्वारा ध्वनि की पहचान निम्नलिखित मानकों द्वारा की जाती है:
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