भौतिकी: चिरसम्मत यांत्रिकी

निश्चित रूप से, मैं आपकी मदद कर सकता हूँ। यहाँ अद्यतन नोट्स हैं:

• भौतिकी एक प्राकृतिक विज्ञान है जो पदार्थ, उसकी गति और अंतरिक्ष और समय के माध्यम से व्यवहार का अध्ययन करता है, और ऊर्जा और बल की संबंधित संस्थाओं का अध्ययन करता है।

चिरसम्मत यांत्रिकी

• चिरसम्मत यांत्रिकी स्थूल वस्तुओं की गति का वर्णन करता है, जैसे प्रक्षेप्य से लेकर मशीनरी के भागों तक, और खगोलीय वस्तुएँ, जैसे अंतरिक्ष यान, ग्रह, तारे और आकाशगंगाएँ।
• यह सटीक परिणाम प्रदान करता है जब तक कि जाँची जा रही वस्तुएँ नग्न आँखों से देखने के लिए काफी बड़ी हों, और गति प्रकाश की गति से बहुत कम हो।
• विशिष्ट सरल मामलों का अध्ययन एक सहज समझ हासिल करने और समस्या-समाधान कौशल विकसित करने के लिए सहायक है।
• विषयों में शामिल हैं:
  • गति के न्यूटन के नियम: ये नियम चिरसम्मत यांत्रिकी की नींव बनाते हैं, जो बल, द्रव्यमान और त्वरण के बीच संबंध का वर्णन करते हैं।
  • संरक्षण नियम: ये नियम बताते हैं कि कुछ भौतिक मात्राएँ, जैसे ऊर्जा, संवेग और कोणीय संवेग, एक बंद प्रणाली में समय के साथ स्थिर रहती हैं।
  • दोलन और तरंगें: सरल आवर्त गति, अवमंदित दोलन, मजबूर दोलन और तरंग घटना (व्यतिकरण, विवर्तन, अध्यारोपण)।
  • लैग्रेन्जियन और हेमिल्टनियन यांत्रिकी: चिरसम्मत यांत्रिकी के वैकल्पिक निर्माण जो जटिल प्रणालियों के लिए विशेष रूप से उपयोगी हैं।
  • घूर्णी गति: घूर्णन वस्तुओं के कीनेमेटिक्स और डायनेमिक्स, कोणीय संवेग, टोक़ और जड़त्व आघूर्ण।
  • द्रव यांत्रिकी: तरल पदार्थों (तरल और गैस) का अध्ययन और विभिन्न परिस्थितियों में उनका व्यवहार।

विद्युत चुंबकत्व

• विद्युत चुंबकत्व विद्युत चुम्बकीय बल का अध्ययन है, जो प्रकृति के चार मौलिक बलों में से एक है।
• यह विद्युत आवेशित कणों के बीच परस्पर क्रिया में मध्यस्थता करता है।
• विद्युत चुंबकत्व में विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र दोनों शामिल हैं, जो संबंधित घटनाएं हैं।
• विषयों में शामिल हैं:
  • इलेक्ट्रोस्टैटिक्स: स्थिर विद्युत आवेशों का अध्ययन और उनके द्वारा बनाए गए विद्युत क्षेत्र।
  • मैग्नेटोस्टैटिक्स: स्थिर विद्युत धाराओं का अध्ययन और उनके द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र।
  • इलेक्ट्रोडायनामिक्स: विद्युत आवेशों और धाराओं के बीच परस्पर क्रिया का अध्ययन, और उनके द्वारा उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र।
  • मैक्सवेल के समीकरण: चार समीकरणों का एक सेट जो विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के व्यवहार और विद्युत आवेशों और धाराओं के साथ उनके संबंध का वर्णन करता है।
  • विद्युत चुम्बकीय तरंगें: तरंगें जो आवेशित कण के त्वरण द्वारा बनाई जाती हैं। इनमें दोलनशील विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र होते हैं जो एक-दूसरे के लंबवत होते हैं और प्रसार की दिशा में होते हैं।
  • प्रकाशिकी: प्रकाश का अध्ययन और पदार्थ के साथ इसकी बातचीत, जिसमें परावर्तन, अपवर्तन, विवर्तन और हस्तक्षेप शामिल हैं।

ऊष्मप्रवैगिकी

• ऊष्मप्रवैगिकी ऊर्जा और उसके परिवर्तनों का अध्ययन है।
• यह गर्मी, काम और आंतरिक ऊर्जा के बीच संबंधों और संतुलन में पदार्थ के गुणों से संबंधित है।
• ऊष्मप्रवैगिकी मौलिक नियमों के एक सेट पर आधारित है जो ऊर्जा और एन्ट्रॉपी के व्यवहार को नियंत्रित करते हैं।
• विषयों में शामिल हैं:
  • ऊष्मप्रवैगिकी का शून्यवाँ नियम: थर्मल संतुलन को परिभाषित करता है और तापमान की परिभाषा की अनुमति देता है।
  • ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम: बताता है कि ऊर्जा संरक्षित है, जिसका अर्थ है कि इसे बनाया या नष्ट नहीं किया जा सकता है, लेकिन केवल एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता है।
  • ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम: बताता है कि एक बंद प्रणाली की एन्ट्रापी हमेशा समय के साथ बढ़ती है।
  • ऊष्मप्रवैगिकी का तीसरा नियम: बताता है कि पूर्ण शून्य तापमान पर एक परिपूर्ण क्रिस्टल की एन्ट्रापी शून्य होती है।
  • हीट इंजन और रेफ्रिजरेटर: उपकरण जो गर्मी को काम में या इसके विपरीत बदलते हैं।
  • ऊष्मप्रवैगिकी क्षमता: ऐसे कार्य जिनका उपयोग विभिन्न परिस्थितियों में प्रणाली की संतुलन स्थिति निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।
  • सांख्यिकीय यांत्रिकी: भौतिकी की एक शाखा जो अपने घटक कणों के सूक्ष्म व्यवहार के संदर्भ में पदार्थ के स्थूल गुणों की व्याख्या करने के लिए सांख्यिकीय विधियों का उपयोग करती है।

क्वांटम यांत्रिकी

• क्वांटम यांत्रिकी भौतिकी में एक मौलिक सिद्धांत है जो परमाणुओं और उपपरमाण्विक कणों के पैमाने पर प्रकृति के भौतिक गुणों का वर्णन करता है।
• यह सभी क्वांटम भौतिकी की नींव है, जिसमें क्वांटम रसायन विज्ञान, क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत, क्वांटम तकनीक और क्वांटम सूचना विज्ञान शामिल हैं।
• चिरसम्मत भौतिकी, क्वांटम यांत्रिकी से पहले मौजूद भौतिकी का विवरण, एक साधारण (स्थूल) पैमाने पर प्रकृति के कई पहलुओं का वर्णन करता है, लेकिन छोटे (परमाणु और उपपरमाण्विक) पैमाने पर उनका वर्णन करने के लिए पर्याप्त नहीं है।
• चिरसम्मत भौतिकी के अधिकांश सिद्धांतों को क्वांटम यांत्रिकी से एक अनुमान के रूप में प्राप्त किया जा सकता है जो बड़े (स्थूल) पैमाने पर मान्य है।
• परमाणुओं, अणुओं और ठोस पदार्थों के व्यवहार को समझने के लिए क्वांटम यांत्रिकी आवश्यक है।
• विषयों में शामिल हैं:
  • तरंग-कण द्वैत: यह अवधारणा कि कण तरंग जैसे गुण प्रदर्शित कर सकते हैं और तरंगें कण जैसे गुण प्रदर्शित कर सकती हैं।
  • श्रोडिंगर समीकरण: एक गणितीय समीकरण जो एक क्वांटम प्रणाली के समय विकास का वर्णन करता है।
  • हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत: बताता है कि कुछ भौतिक मात्राओं, जैसे स्थिति और संवेग के युग्म को एक साथ ज्ञात करने की परिशुद्धता की एक मौलिक सीमा है।
  • क्वांटम उलझाव: एक घटना जिसमें दो या दो से अधिक कण इस तरह से एक साथ जुड़ जाते हैं कि एक कण की स्थिति दूसरे की स्थिति को तुरंत प्रभावित करती है, चाहे उनके बीच की दूरी कितनी भी हो।
  • क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत: एक सैद्धांतिक ढांचा जो प्राथमिक कणों और उनकी अंतःक्रियाओं के व्यवहार का वर्णन करने के लिए क्वांटम यांत्रिकी को विशेष सापेक्षता के साथ जोड़ता है।
  • क्वांटम कंप्यूटिंग: एक प्रकार की कंप्यूटिंग जो डेटा पर संचालन करने के लिए क्वांटम-यांत्रिक घटना, जैसे सुपरपोजिशन और उलझाव का उपयोग करती है।

सापेक्षता

• सापेक्षता भौतिकी का एक सिद्धांत है जो अंतरिक्ष और समय के बीच संबंध का वर्णन करता है।
• इसमें दो मुख्य भाग होते हैं: विशेष सापेक्षता और सामान्य सापेक्षता।
• विशेष सापेक्षता स्थिर वेग से चलने वाले पर्यवेक्षकों के लिए अंतरिक्ष और समय के बीच संबंध से संबंधित है।
• सामान्य सापेक्षता गुरुत्वाकर्षण के अंतरिक्ष और समय पर पड़ने वाले प्रभावों से संबंधित है।
• विषयों में शामिल हैं:
  • विशेष सापेक्षता:
    • विशेष सापेक्षता के अभिधारणाएँ: भौतिकी के नियम समान गति में सभी पर्यवेक्षकों के लिए समान हैं, और निर्वात में प्रकाश की गति सभी पर्यवेक्षकों के लिए समान है, प्रकाश स्रोत की गति की परवाह किए बिना।
    • समय फैलाव: वह घटना जिसमें एक पर्यवेक्षक के लिए समय और अधिक धीरे-धीरे गुजरता हुआ प्रतीत होता है जो दूसरे पर्यवेक्षक के सापेक्ष चल रहा है।
    • लंबाई संकुचन: वह घटना जिसमें किसी वस्तु की लंबाई एक पर्यवेक्षक को छोटी प्रतीत होती है जो वस्तु के सापेक्ष चल रहा है।
    • द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता: यह अवधारणा कि द्रव्यमान और ऊर्जा विनिमेय हैं, जैसा कि प्रसिद्ध समीकरण E=mc² द्वारा व्यक्त किया गया है।
  • सामान्य सापेक्षता:
    • तुल्यता का सिद्धांत: यह अवधारणा कि गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव त्वरण के प्रभावों से अप्रभेद्य हैं।
    • स्पेसटाइम की वक्रता: यह विचार कि गुरुत्वाकर्षण एक बल नहीं है, बल्कि द्रव्यमान और ऊर्जा की उपस्थिति के कारण होने वाली स्पेसटाइम की वक्रता है।
    • गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग: बड़े पैमाने पर वस्तुओं के चारों ओर प्रकाश का झुकना, जो दूर की आकाशगंगाओं की विकृत छवियों को बना सकता है।
    • ब्लैक होल: स्पेसटाइम के क्षेत्र जहां गुरुत्वाकर्षण इतना मजबूत होता है कि प्रकाश भी नहीं बच सकता।
    • गुरुत्वाकर्षण तरंगें: स्पेसटाइम में तरंगें जो त्वरित बड़े पैमाने पर वस्तुओं के कारण होती हैं।