Physics and Measurement (भौतिकी और मापन) Notes PDF in Hindi for Class 11, NEET and JEE Exams

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Physics and Measurement Notes PDF in Hindi

Physics and Measurement Notes PDF in Hindi

किसी भी भौतिक राशि की उसकी मानक इकाई से तुलना करना माप कहलाता है। लंबाई, द्रव्यमान और समय जैसी भौतिक मात्रा को मापने के लिए हमें माप के एक मानक की आवश्यकता होती है। माप के इस मानक को उस भौतिक मात्रा की इकाई कहा जाता है। 

भौतिक मात्राएँ

वे राशियाँ जो भौतिक विज्ञान के नियमों का वर्णन कर सकती हैं, भौतिक मात्राएँ कहलाती हैं। एक भौतिक मात्रा वह है जिसे मापा जा सकता है। इस प्रकार, लंबाई, द्रव्यमान, समय, दबाव, तापमान, धारा और प्रतिरोध भौतिक मात्राएँ हैं। वे भौतिक राशियाँ जो एक दूसरे से स्वतंत्र होती हैं, मूल राशियाँ कहलाती हैं। अन्य सभी राशियाँ जिन्हें मूल राशियों के रूप में व्यक्त किया जा सकता है, व्युत्पन्न मात्राएँ कहलाती हैं।

इकाई

भौतिक मात्रा की इकाई एक मनमाने ढंग से चुना गया मानक है जिसे समाज द्वारा व्यापक रूप से स्वीकार किया जाता है और जिसके संदर्भ में समान प्रकृति की अन्य मात्राओं को मापा जा सकता है।

इकाई के गुण

  • इकाई कुछ उपयुक्त आकार
  • की होनी चाहिए इकाई अच्छी तरह से परिभाषित
  • होनी चाहिए इकाई सभी स्थानों पर आसानी से प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य होनी
  • चाहिए इकाई समय
  • के साथ नहीं बदलनी चाहिए इकाई को तापमान, दबाव आदि जैसी भौतिक स्थितियों के साथ नहीं बदलना चाहिए
  • । इकाई समान भौतिक राशियों के साथ प्रयोगात्मक रूप से आसानी से तुलनीय होना चाहिए।

इकाइयों के प्रकार

  • मौलिक इकाइयाँ: मौलिक मात्राओं के लिए परिभाषित इकाइयाँ मौलिक इकाइयाँ कहलाती हैं।
  • व्युत्पन्न इकाइयाँ: अन्य सभी भौतिक मात्राओं की इकाइयाँ जो मौलिक इकाइयों से प्राप्त होती हैं, व्युत्पन्न इकाइयाँ कहलाती हैं।

इकाइयों की प्रणाली

पहले विभिन्न देशों में तीन अलग-अलग इकाई प्रणालियों का उपयोग किया जाता था। ये सीजीएस, एफपीएस और एमकेएस सिस्टम थे। आजकल अंतरराष्ट्रीय स्तर पर इकाइयों की एसआई प्रणाली का पालन किया जाता है। एसआई इकाई प्रणाली में, सात मात्राओं को आधार मात्रा के रूप में लिया जाता है।

  • एफपीएस प्रणाली: इस प्रणाली में लंबाई की इकाई फुट है, द्रव्यमान की इकाई पाउंड है और समय की इकाई दूसरी है।
  • सीजीएस प्रणाली: इस प्रणाली में लंबाई, द्रव्यमान और समय की इकाइयाँ क्रमशः सेंटीमीटर, ग्राम और सेकंड होती हैं।
  • MKS प्रणाली: इस प्रणाली में लंबाई, द्रव्यमान और समय की इकाई क्रमशः मीटर, किलोग्राम और सेकंड होती है।
  • एसआई प्रणाली: यह प्रणाली दुनिया भर में सभी मापों में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। यह प्रणाली सात बुनियादी इकाइयों और दो पूरक इकाइयों पर आधारित है।
मात्रा इकाई  इकाई का प्रतीक
लंबाई मीटर m
द्रव्यमान किलोग्राम kg
समय सेकंड s
तापमान केल्विन K
विद्युत प्रवाह एम्पीयर A
कणों की संख्या मोल mol
तीव्रता कैंडेला cd

पूरक इकाइयाँ

दो पूरक आधार इकाइयाँ हैं।

  • रेडियन (रेड): रेडियन वृत्त के केंद्र पर चाप द्वारा अंतरित कोण होता है जिसकी लंबाई वृत्त की त्रिज्या के बराबर होती है।
  • स्टेरेडियन (सीनियर) : स्टेरेडियन वह ठोस कोण होता है जो किसी गोले के केंद्र पर उसकी त्रिज्या के वर्ग के बराबर क्षेत्र के गोलाकार सतह द्वारा अंतरित होता है।
मात्रा इकाई  इकाई का प्रतीक
समतल कोण रेडियन rad
ठोस कोण स्टेरेडियन sr

द्रव्यमान का मापन

आमतौर पर किलो के संदर्भ में परिभाषित किया जा सकता है लेकिन परमाणुओं और अणुओं के लिए एक एकीकृत परमाणु द्रव्यमान इकाई (यू) का उपयोग किया जाएगा। ग्रहों के द्रव्यमान को गुरुत्वाकर्षण विधियों के उपयोग से मापा जाता है और परमाणु कणों के द्रव्यमान को मास स्पेक्ट्रोग्राफ के उपयोग से मापा जाता है (प्रक्षेपवक्र की त्रिज्या आवेशित कण के द्रव्यमान के समानुपाती होगी जो समान विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र में गति में है), सामान्य वजन के लिए संतुलन का उपयोग करने के अलावा।

समय की माप

समय की गणना घड़ी की सहायता से की गई है। समय के परमाणु मानक का उपयोग अब एक मानक के रूप में, सीज़ियम या परमाणु घड़ी द्वारा मापा जाता है।

  • एक सेकंड सीज़ियम घड़ी में सीज़ियम-133 के एक परमाणु के दो अति सूक्ष्म स्तरों के बीच संक्रमण से विकिरण के 9,192,631,770 कंपन के बराबर होगा।
  • सीज़ियम घड़ी सीज़ियम परमाणु के कंपन पर काम करेगी जो एक क्वार्ट्ज कलाई घड़ी में क्वार्ट्ज क्रिस्टल के कंपन और सामान्य कलाई घड़ी में बैलेंस व्हील के समान है।
  • राष्ट्रीय मानक समय और आवृत्ति को 4 परमाणु घड़ियों द्वारा बनाए रखा जाएगा। राष्ट्रीय भौतिक प्रयोगशाला (एनपीएल), नई दिल्ली में सीज़ियम घड़ी द्वारा भारतीय मानक समय को बनाए रखा जाएगा।

त्रुटि

भौतिक मात्रा का मापा मूल्य आमतौर पर इसके वास्तविक मूल्य से भिन्न होता है। किसी भी मापक यंत्र द्वारा प्रत्येक माप का परिणाम एक अनुमानित संख्या होती है, जिसमें कुछ अनिश्चितता होती है। इस अनिश्चितता को त्रुटि कहा जाता है। प्रत्येक गणना की गई मात्रा, जो मापा मूल्यों पर आधारित होती है, में भी त्रुटि होती है।

मापन में त्रुटियों के कारण

  • कम से कम गणना त्रुटि। कम से कम गणना त्रुटि उपकरण के संकल्प से जुड़ी त्रुटि है। अल्पतमांक पर्याप्त रूप से छोटा नहीं हो सकता है। अधिकतम संभव त्रुटि कम से कम गिनती के बराबर है।
  • वाद्य त्रुटि। यह दोषपूर्ण अंशांकन या स्थितियों में परिवर्तन के कारण होता है (उदाहरण के लिए, माप पैमाने का थर्मल विस्तार)। एक उपकरण में शून्य त्रुटि भी हो सकती है। एक सुधार लागू किया जाना है।
  • कोई भी त्रुटि। इसे चांस एरर भी कहते हैं। बार-बार लिए गए एक ही माप के लिए यह अलग-अलग परिणाम देता है। इन त्रुटियों को सामान्य वितरण के गाऊसी नियम का पालन करने के लिए माना जाता है।
  • आकस्मिक त्रुटि। यह त्रुटि बहुत अधिक या बहुत कम परिणाम देती है। इस त्रुटि से जुड़े मापों को गणना में शामिल नहीं किया जाता है।
  • सिस्टम में त्रुटि। व्यवस्थित त्रुटियां वे त्रुटियां हैं जो एक दिशा में होती हैं, या तो सकारात्मक या नकारात्मक। वजन में वायु उत्प्लावकता के कारण त्रुटियाँ और कैलोरीमिति में विकिरण हानि व्यवस्थित त्रुटियाँ हैं।

आयाम

भौतिक मात्रा के आयाम वे शक्तियाँ हैं जिनके लिए दी गई भौतिक मात्रा का प्रतिनिधित्व करने के लिए द्रव्यमान, लंबाई और समय की मूलभूत इकाइयों को उठाया जाना चाहिए।

आयाम के लक्षण आयाम

  • इकाइयों की प्रणाली पर निर्भर नहीं करते हैं।
  • समान विमाओं वाली मात्राओं को एक दूसरे से जोड़ा या घटाया जा सकता है।
  • आयाम भौतिक मात्राओं की इकाइयों से प्राप्त किए जा सकते हैं और इसके विपरीत।
  • दो अलग-अलग मात्राओं का एक ही आयाम हो सकता है।
  • जब दो आयामों को गुणा या विभाजित किया जाता है तो यह तीसरी मात्रा का आयाम बन जाएगा।

आयामी

  • सूत्र भौतिक मात्रा का आयामी सूत्र एक अभिव्यक्ति है जो हमें बताता है कि कैसे और कौन सी मौलिक मात्रा उस मात्रा की इकाई में प्रवेश करती है।
  • यह मूल राशियों को एक बड़े अक्षर द्वारा व्यक्त करने की प्रथा है, जैसे, लंबाई (L), द्रव्यमान (AT), समय (T), विद्युत प्रवाह (I), तापमान (K) और चमकदार तीव्रता (C)। किसी भी भौतिक राशि का विमीय सूत्र प्राप्त करने के लिए हम इन बड़े अक्षरों के उपयुक्त घात को वर्ग कोष्ठक में लिखते हैं।

कुछ व्युत्पन्न मात्राओं की इकाइयां और आयाम

भौतिक मात्रा इकाई आयामी फॉर्मूला
विस्थापन m M0L1T0
क्षेत्र m2 M0L2T0
वॉल्यूम m3 M0L3T0
वेग ms-1 M0L1T-1
त्वरण ms-2 M0L1T-2
घनत्व Kg m-3 M1L-3T0
गति Kg ms-1 M1L1T-1
कार्य / ऊर्जा / गर्मी Joule (or) Kg m2/sec2 M1L2T-2
पावर Watt (W) (or) Joule/sec M1L2T-3
कोणीय वेग rad s-1 M0L0T-1
कोणीय त्वरण rad s-2 M0L0T-2
जड़ता का क्षण Kg m2 M1L2T0
बल Newton (or) Kg m/sec2 M1L1T-2
दबाव Newton/m (or) Kg m-1/sec2 M1L-1T-2
इंपल्स Newton sec (or) Kg m/sec M1L1T-1
जड़ता Kg m2 M1L2T0
विद्युत Ampere (or) C/sec QT-1
प्रतिरोध/प्रतिबाधा Ohm (or) Kg m2/sec C2 ML2T-1Q-2
ईएमएफ/वोल्टेज/संभावित Volt (or) Kg m2/sec2 C ML2T-2Q-1
पारगम्यता henry/m (or) Kg m/C2 MLQ-2
फैराड Farad/m (or) sec2C2/Kgm3 T2Q2M-1L-3
आवृत्ति Hertz (or) sec-1 T-1
तरंग दैर्ध्य m L1

डाइम के दोष राष्ट्रीय विश्लेषण

  • सूत्र प्राप्त करते समय आनुपातिकता स्थिरांक नहीं पाया जा सकता है।
  • एक भौतिक राशि का समीकरण जो तीन से अधिक स्वतंत्र भौतिक मात्राओं पर निर्भर करता है, नहीं निकाला जा सकता है।
  • इस पद्धति का उपयोग नहीं किया जा सकता है यदि भौतिक मात्रा मौलिक मात्राओं की संख्या से अधिक मापदंडों पर निर्भर करती है।
  • त्रिकोणमितीय फलनों और घातांकीय फलनों वाले समीकरण व्युत्पन्न नहीं किए जा सकते हैं

 

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By Team Learning Mantras

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