ભૌતિકશાસ્ત્ર: ગતિ, ઉર્જા અને બળ

અહીં સંશોધિત અભ્યાસ નોંધો છે:

• ભૌતિકશાસ્ત્ર એક કુદરતી વિજ્ઞાન છે જે પદાર્થ, તેના મૂળભૂત ઘટકો, અવકાશ અને સમય દ્વારા તેની ગતિ અને વર્તન અને ઊર્જા અને બળ સંબંધિત સંબંધિત સંસ્થાઓનો અભ્યાસ કરે છે.

મુખ્ય ખ્યાલો

• મિકેનિક્સ ગતિ અને દળોના અભ્યાસ સાથે સંબંધિત છે
• થર્મોડાયનેમિક્સ ગરમી, કાર્ય અને ઊર્જા સાથે સંબંધિત છે
• ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો અને તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ સાથે સંબંધિત છે
• ઓપ્ટિક્સ પ્રકાશના વર્તન અને ગુણધર્મો સાથે સંબંધિત છે
• ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ અણુ અને સબએટોમિક સ્તરે પદાર્થ અને ઊર્જાના વર્તન સાથે સંબંધિત છે
• સાપેક્ષતા અવકાશ સમયની રચના સાથે સંબંધિત છે

શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સ

• ગતિશાસ્ત્ર ગતિના કારણોને ધ્યાનમાં લીધા વગર ગતિનું વર્ણન કરે છે
• ગતિશીલતા ગતિના કારણોનો અભ્યાસ કરે છે, એટલે કે, દળો
• ન્યૂટનના ગતિના નિયમો શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સને સંચાલિત કરતા મૂળભૂત સિદ્ધાંતો છે
  • પ્રથમ નિયમ: આરામ પરની વસ્તુ આરામ પર રહે છે, અને ગતિમાં રહેલી વસ્તુ સમાન ઝડપ અને સમાન દિશામાં ગતિમાં રહે છે સિવાય કે તેના પર બળ દ્વારા કાર્ય કરવામાં આવે.
  • બીજો નિયમ: બળ એ પ્રવેગકના સમૂહ જેટલું છે (F = ma)
  • ત્રીજો નિયમ: દરેક ક્રિયા માટે, ત્યાં સમાન અને વિરુદ્ધ પ્રતિક્રિયા હોય છે
• કાર્ય એ ઊર્જા છે જે કોઈ પદાર્થને બળ દ્વારા અથવા તેનાથી સ્થાનાંતરિત થાય છે જે વિસ્થાપનનું કારણ બને છે
• ઊર્જા વિવિધ સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જેમાં ગતિ ઊર્જા (ગતિની ઊર્જા) અને સંભવિત ઊર્જા (સ્થિતિની ઊર્જા) નો સમાવેશ થાય છે
• ઊર્જા સંરક્ષણ: અલગ સિસ્ટમની કુલ ઊર્જા સ્થિર રહે છે

થર્મોડાયનેમિક્સ

• તાપમાન એ સિસ્ટમમાં કણોની સરેરાશ ગતિ ઊર્જાનું માપ છે
• ગરમી એ તાપમાનના તફાવતને કારણે વસ્તુઓ અથવા સિસ્ટમો વચ્ચે થર્મલ ઊર્જાનું સ્થાનાંતરણ છે
• થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમો ઊર્જા અને એન્ટ્રોપીના વર્તનનું વર્ણન કરે છે
  • શૂન્ય નિયમ: જો બે સિસ્ટમો દરેક ત્રીજા સાથે થર્મલ સંતુલનમાં હોય, તો તે એકબીજા સાથે થર્મલ સંતુલનમાં હોય છે.
  • પ્રથમ નિયમ: ઊર્જા બનાવી કે નાશ કરી શકાતી નથી, ફક્ત રૂપાંતરિત કરી શકાય છે (ΔU = Q - W)
  • બીજો નિયમ: અલગ સિસ્ટમની એન્ટ્રોપી હંમેશા વધે છે અથવા સ્થિર રહે છે
  • ત્રીજો નિયમ: જેમ તાપમાન સંપૂર્ણ શૂન્યની નજીક આવે છે તેમ સિસ્ટમની એન્ટ્રોપી ન્યૂનતમ મૂલ્યની નજીક આવે છે
• ગરમીનું સ્થાનાંતરણ વહન, સંવહન અને કિરણોત્સર્ગ દ્વારા થાય છે

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ

• વિદ્યુત ચાર્જ દ્રવ્યનો મૂળભૂત ગુણધર્મ છે
• વિદ્યુત ક્ષેત્ર એ વિદ્યુત ચાર્જ દ્વારા બનાવેલ બળ ક્ષેત્ર છે
• વિદ્યુત સંભવિતતા એ એકમ ચાર્જ દીઠ વિદ્યુત સંભવિત ઊર્જા છે
• વિદ્યુત પ્રવાહ એ વિદ્યુત ચાર્જનો પ્રવાહ છે
• ચુંબકત્વ એ વિદ્યુત ચાર્જના ગતિને કારણે થતું બળ છે
• ચુંબકીય ક્ષેત્ર એ ફરતા વિદ્યુત ચાર્જ દ્વારા બનાવેલ બળ ક્ષેત્ર છે
• ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન એ વાહક દ્વારા બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્રના સંપર્કમાં આવવા પર ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ (વોલ્ટેજ) નું ઉત્પાદન છે
• મેક્સવેલના સમીકરણો વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોના વર્તનનું વર્ણન કરે છે
  • વીજળી માટે ગૌસનો નિયમ વિદ્યુત ક્ષેત્રને વિદ્યુત ચાર્જ સાથે સંબંધિત છે
  • ચુંબકત્વ માટે ગૌસનો નિયમ ચુંબકીય મોનોપોલ્સની ગેરહાજરી જણાવે છે
  • ફેરાડેનો ઇન્ડક્શનનો નિયમ બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્રને વિદ્યુત ક્ષેત્ર સાથે સંબંધિત છે
  • એમ્પીયર-મેક્સવેલનો નિયમ ચુંબકીય ક્ષેત્રને વિદ્યુત પ્રવાહ અને બદલાતા વિદ્યુત ક્ષેત્ર સાથે સંબંધિત છે
• ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોમાં વિક્ષેપ છે જે અવકાશમાંથી ફેલાય છે

ઓપ્ટિક્સ

• પ્રતિબિંબ એ સપાટી પરથી પ્રકાશનું ઉછળવું છે
• વક્રીભવન એ પ્રકાશનું એક માધ્યમથી બીજા માધ્યમમાં પસાર થતાં વળવું છે
• લેન્સ છબીઓ બનાવવા માટે પ્રકાશને વક્રીભૂત કરે છે
• જ્યારે બે કે તેથી વધુ તરંગો ઓવરલેપ થાય છે ત્યારે દખલ થાય છે
• વિવર્તન એ અવરોધોની આસપાસ અથવા છિદ્રો દ્વારા તરંગોનું વળવું છે
• ધ્રુવીકરણ એ પ્રકાશ તરંગોના વિદ્યુત ક્ષેત્ર વેક્ટરનું સંરેખણ છે
• ડોપ્લર અસર એ તરંગ સ્ત્રોતની સાપેક્ષ ગતિ કરતા નિરીક્ષકના સંબંધમાં તરંગની આવૃત્તિમાં ફેરફાર છે

ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ

• ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ અણુ અને સબએટોમિક સ્તરે પદાર્થ અને ઊર્જાના વર્તન સાથે સંબંધિત છે
• પ્લેન્કની ક્વોન્ટમ પૂર્વધારણા: ઊર્જાને ક્વોન્ટા નામના અલગ પેકેટમાં ક્વોન્ટાઇઝ કરવામાં આવે છે
• તરંગ-કણ દ્વૈતતા: કણો તરંગ જેવા ગુણધર્મો પ્રદર્શિત કરી શકે છે અને તરંગો કણ જેવા ગુણધર્મો પ્રદર્શિત કરી શકે છે
• હીઝનબર્ગનો અનિશ્ચિતતા સિદ્ધાંત: સંપૂર્ણ ચોકસાઈ સાથે કણની સ્થિતિ અને ગતિ બંને જાણવી અશક્ય છે
• શ્રોડિંજર સમીકરણ: ક્વોન્ટમ મિકેનિકલ સિસ્ટમ્સના સમયના ઉત્ક્રાંતિનું વર્ણન કરે છે
• ક્વોન્ટમ એન્ટંગલમેન્ટ: બે કે તેથી વધુ કણો એકબીજા સાથે એવી રીતે જોડાયેલા બને છે કે એક કણની સ્થિતિ તરત જ બીજાની સ્થિતિને અસર કરે છે, તેમને અલગ કરતા અંતરને ધ્યાનમાં લીધા વગર

સાપેક્ષતા

• વિશેષ સાપેક્ષતા અવકાશ અને સમય વચ્ચેના સંબંધ સાથે સંબંધિત છે
• સામાન્ય સાપેક્ષતા ગુરુત્વાકર્ષણને અવકાશ સમયના વળાંક તરીકે ગણે છે
• પ્રકાશની ઝડપ બધા નિરીક્ષકો માટે સ્થિર છે, તેમની ગતિને ધ્યાનમાં લીધા વગર
• સમય વિસ્તરણ એ ઉચ્ચ ઝડપે ફરતી વસ્તુ માટે સમય ધીમો પડી રહ્યો છે
• લંબાઈ સંકોચન એ ઉચ્ચ ઝડપે ગતિની દિશામાં વસ્તુનું સંકોચન છે
• સમૂહ-ઊર્જા સમાનતા: E=mc^2 ઊર્જા અને સમૂહ સાથે સંબંધિત છે
• ગુરુત્વાકર્ષણ સમય વિસ્તરણ: મજબૂત ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રોમાં સમય ધીમી ગતિએ પસાર થાય છે
• ગુરુત્વાકર્ષણીય લેન્સિંગ: વિશાળ વસ્તુઓ દ્વારા પ્રકાશનું વળવું

ભૌતિકશાસ્ત્ર એ એક પ્રાકૃતિક વિજ્ઞાન છે જે દ્રવ્ય, ગતિ અને ઊર્જાનો અભ્યાસ કરે છે. તેમાં ગતિશાસ્ત્ર, થર્મોડાયનેમિક્સ અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ જેવા વિષયોનો સમાવેશ થાય છે. આ વિજ્ઞાન સમય અને અવકાશમાં દ્રવ્યના વર્તન અને સંબંધિત ઘટકોની તપાસ કરે છે.