भौतिकी के मुख्य सिद्धांत

Key Concepts in Physics

Fundamental Forces

Gravitational Force
- Attraction between masses.
- Governed by Newton's Law of Gravitation.
Electromagnetic Force
- Interaction between charged particles.
- Described by Coulomb's Law.
Weak Nuclear Force
- Responsible for radioactive decay.
- Acts at subatomic levels.
Strong Nuclear Force
- Holds protons and neutrons together in the nucleus.
- Strongest of all forces but acts over very short distances.

Laws of Motion

Newton's First Law (Inertia)
- An object at rest stays at rest, and an object in motion stays in motion unless acted upon by a net external force.
Newton's Second Law (F=ma)
- The acceleration of an object is directly proportional to the net force acting on it and inversely proportional to its mass.
Newton's Third Law (Action-Reaction)
- For every action, there is an equal and opposite reaction.

Energy

Kinetic Energy (KE)
- Energy of an object in motion: KE = 1/2 mv².
Potential Energy (PE)
- Energy stored due to an object's position or state: PE = mgh (for gravitational potential energy).
Conservation of Energy
- Energy cannot be created or destroyed, only transformed from one form to another.

Thermodynamics

Zeroth Law of Thermodynamics
- If two systems are in thermal equilibrium with a third system, they are in equilibrium with each other.
First Law of Thermodynamics (Conservation of Energy)
- Energy cannot be created or destroyed; it can only change forms.
Second Law of Thermodynamics
- Entropy of an isolated system always increases; energy transformations are not 100% efficient.
Third Law of Thermodynamics
- As temperature approaches absolute zero, the entropy of a perfect crystal approaches zero.

Waves and Sound

Wave Properties
- Wavelength, frequency, amplitude, speed.
- Types: transverse, longitudinal.
Sound
- Longitudinal wave that travels through a medium.
- Speed depends on the medium (faster in solids than in liquids and gases).

Light and Optics

Nature of Light
- Exhibits both particle and wave characteristics (wave-particle duality).
Reflection and Refraction
- Reflection: bouncing off a surface.
- Refraction: bending as it passes from one medium to another.
Lenses
- Convex lenses converge light; concave lenses diverge light.

Modern Physics

Relativity
- Special Relativity: Time and space are relative; mass increases with speed.
- General Relativity: Gravity is the curvature of spacetime caused by mass.
Quantum Mechanics
- Describes behavior of matter and energy at atomic and subatomic levels.
- Key concepts: quantization, wave functions, uncertainty principle.

Additional Concepts

Electricity and Magnetism
- Ohm's Law: V = IR (voltage = current x resistance).
- Faraday's Law of Electromagnetic Induction: Change in magnetic field induces an electric current.
Motion in a Circle
- Centripetal force keeps an object moving in a circular path.
- Acceleration is directed towards the center of the circle.
Fluid Dynamics
- Principles governing the behavior of fluids (Bernoulli's Principle, Pascal's Principle).

These notes cover essential concepts and principles of physics, providing a foundational understanding of the subject.

भौतिकी के प्रमुख सिद्धांत

मौलिक बल

गुरुत्वाकर्षण बल:
- द्रव्यमान के बीच आकर्षण, न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के नियम द्वारा संचालित।
इलेक्ट्रोमैग्नेटिक बल:
- आवेशित कणों के बीच संपर्क, कूलों का नियम इसे वर्णित करता है।
कमजोर नाभिकीय बल:
- रेडियोधर्मी क्षय के लिए जिम्मेदार, उपपरमाणु स्तर पर कार्य करता है।
शक्तिशाली नाभिकीय बल:
- नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ रखता है, यह सभी बलों में सबसे मजबूत है लेकिन इसका प्रभाव बहुत छोटे दूरियों पर होता है।

गति के कानून

न्यूटन का पहला कानून (जड़त्व):
- एक शांति में वस्तु शांति में रहती है और गतिमान वस्तु गतिमान रहती है जब तक कोई बाहरी प्रभाव न हो।
न्यूटन का दूसरा कानून (F=ma):
- किसी वस्तु की त्वरितता उस पर लगने वाले कुल बल के साथ सीधे अनुपात में और उसकी द्रव्यमान के विपरीत अनुपात में होती है।
न्यूटन का तीसरा कानून (क्रिया-प्रतिक्रिया):
- प्रत्येक क्रिया के लिए एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है।

ऊर्जा

गति ऊर्जा (KE):
- गतिशील वस्तु की ऊर्जा, KE = 1/2 mv²।
संभावित ऊर्जा (PE):
- वस्तु की स्थिति या स्थिति के कारण जमा ऊर्जा, PE = mgh (गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा के लिए)।
ऊर्जा का संरक्षण:
- ऊर्जा न तो बनाई जा सकती है और न ही नष्ट की जा सकती है, केवल एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित होती है।

थर्मोडायनामिक्स

थर्मोडायनामिक्स का ज़ेरोथ नियम:
- यदि दो प्रणाली एक तृतीय प्रणाली के साथ तापीय संतुलन में हैं, तो वे एक-दूसरे के साथ संतुलन में हैं।
थर्मोडायनामिक्स का पहला नियम:
- ऊर्जा न बनाई जा सकती है और न ही नष्ट की जा सकती है; यह केवल रूप बदल सकती है।
थर्मोडायनामिक्स का दूसरा नियम:
- एक अलग प्रणाली की एंट्रोपी हमेशा बढ़ती है; ऊर्जा परिवर्तन 100% प्रभावी नहीं होते।
थर्मोडायनामिक्स का तीसरा नियम:
- जैसे-जैसे तापमान पूर्ण शून्य के करीब आता है, एक पूर्ण क्रिस्टल की एंट्रोपी शून्य के करीब पहुंचती है।

तरंगें और ध्वनि

तरंगों के गुण:
- तरंग दैर्ध्य, आवृत्ति, आयाम, गति; प्रकार: अनुप्रस्थ, अनुदैर्ध्य।
ध्वनि:
- एक अनुदैर्ध्य तरंग जो माध्यम के माध्यम से यात्रा करती है; इसकी गति माध्यम पर निर्भर करती है (ठोस में तरल और गैसों की तुलना में तेज़)।

प्रकाश और ऑप्टिक्स

प्रकाश का स्वरूप:
- कण और तरंग दोनों के गुणों को प्रदर्शित करता है (तरंग-कण द्वैतता)।
परावर्तन और अपवर्तन:
- परावर्तन: एक सतह से टकराना। अपवर्तन: एक माध्यम से दूसरे में जाते समय बेंड होना।
लेंस:
- उत्तल लेंस प्रकाश को संकेंद्रित करता है; अवतल लेंस प्रकाश को फैलाता है।

आधुनिक भौतिकी

सापेक्षता:
- विशेष सापेक्षता: समय और स्थान सापेक्ष होते हैं; गति के साथ द्रव्यमान बढ़ता है।
- सामान्य सापेक्षता: गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान द्वारा समय स्थान का वक्रता है।
Quantum Mechanics:
- परमाणु और उपपरमाणु स्तर पर पदार्थ और ऊर्जा के व्यवहार का वर्णन करता है; प्रमुख अवधारणाएँ: क्वांटाइजेशन, तरंग कार्य, अनिश्चितता का सिद्धांत।

अतिरिक्त अवधारणाएँ

बिजली और चुम्बकत्व:
- ओम का नियम: V = IR (वोल्टेज = धारा x प्रतिरोध)।
- फैराडे का विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम: चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन विद्युत धारा उत्पन्न करता है।
गति वृत्त में:
- मध्यवर्ती बल एक वस्तु को वृत्ताकार पथ में गति में रखता है; त्वरितता केंद्र की ओर होती है।
तरल गतिशीलता:
- तरलों के व्यवहार के सिद्धांत (बर्नौली का सिद्धांत, पास्कल का सिद्धांत)।