भौतिकी: मूल अवधारणाएँ और शाखाएँ

ज़रूर, मैं आपकी अध्ययन नोट्स को अपडेट कर दूंगा।

• भौतिकी प्राकृतिक विज्ञान है जो पदार्थ, इसके मौलिक घटकों, अंतरिक्ष और समय के माध्यम से इसकी गति और व्यवहार, और ऊर्जा और बल से संबंधित संस्थाओं का अध्ययन करता है।
• भौतिकी सबसे बुनियादी वैज्ञानिक विषयों में से एक है, और इसका मुख्य लक्ष्य यह समझना है कि ब्रह्मांड कैसे व्यवहार करता है।

मूल अवधारणाएँ

• भौतिकी प्राथमिक कणों से लेकर आकाशगंगाओं तक की घटनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करती है।
• यह उन मूलभूत नियमों को खोजने का प्रयास करता है जो इन घटनाओं को नियंत्रित करते हैं।
• ये नियम गणितीय रूप से व्यक्त किए गए हैं और भविष्य कहनेवाला शक्ति प्रदान करते हैं।
• शास्त्रीय यांत्रिकी स्थूल वस्तुओं की गति का वर्णन करता है।
• ऊष्मप्रवैगिकी गर्मी, काम और ऊर्जा हस्तांतरण से संबंधित है।
• विद्युत चुंबकत्व विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के व्यवहार की व्याख्या करता है।
• क्वांटम यांत्रिकी परमाणु और उप-परमाणु स्तरों पर पदार्थ के व्यवहार को नियंत्रित करता है।
• सापेक्षता, विशेष और सामान्य दोनों, अंतरिक्ष, समय, गुरुत्वाकर्षण और ब्रह्मांड के बीच बड़े पैमाने पर संबंधों का वर्णन करती है।

भौतिकी की शाखाएँ

• शास्त्रीय यांत्रिकी: बलों की कार्रवाई के तहत निकायों की गति से संबंधित।
• ऊष्मप्रवैगिकी: गर्मी, काम और ऊर्जा से संबंधित है, और उनके बीच संबंध।
• विद्युत चुंबकत्व: विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के अध्ययन और पदार्थ के साथ उनकी बातचीत शामिल है।
• प्रकाशिकी: प्रकाश और उसके व्यवहार का अध्ययन।
• ध्वनिकी: ध्वनि और उसके व्यवहार का अध्ययन।
• क्वांटम यांत्रिकी: परमाणु और उप-परमाणु स्तरों पर पदार्थ और ऊर्जा के व्यवहार से संबंधित है।
• परमाणु भौतिकी: परमाणु नाभिक की संरचना, गुणों और प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करता है।
• कण भौतिकी: पदार्थ के मूलभूत घटकों और उनकी बातचीत पर ध्यान केंद्रित करता है।
• संघनित पदार्थ भौतिकी: घनीभूत चरणों (ठोस, तरल) में पदार्थ के भौतिक गुणों की पड़ताल करता है।
• खगोल भौतिकी: खगोलीय वस्तुओं और घटनाओं के अध्ययन के लिए भौतिकी लागू करता है।

प्रमुख सिद्धांत और कानून

• न्यूटन के गति के नियम: बल, द्रव्यमान और त्वरण के बीच संबंध का वर्णन करें।
• ऊर्जा के संरक्षण का नियम: बताता है कि ऊर्जा को बनाया या नष्ट नहीं किया जा सकता है, केवल एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता है।
• ऊष्मप्रवैगिकी के नियम: ऊष्मप्रवैगिकी प्रणालियों में ऊर्जा हस्तांतरण और एंट्रॉपी के व्यवहार को नियंत्रित करते हैं।
• मैक्सवेल के समीकरण: विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के व्यवहार और विद्युत आवेशों और धाराओं के साथ उनके संबंध का वर्णन करते हैं।
• श्रोडिंगर समीकरण: क्वांटम यांत्रिक प्रणालियों के समय के विकास का वर्णन करता है।
• आइंस्टीन का सापेक्षता का सिद्धांत: अंतरिक्ष, समय, गुरुत्वाकर्षण और गति के बीच संबंध का वर्णन करता है।

क्लासिकल मैकेनिक्स

• स्थूल वस्तुओं की गति का अध्ययन करता है।
• मुख्य अवधारणाओं में विस्थापन, वेग, त्वरण, बल, द्रव्यमान और ऊर्जा शामिल हैं।
• न्यूटन के गति के नियम शास्त्रीय यांत्रिकी के लिए मौलिक हैं:
• पहला नियम: विरामावस्था में कोई वस्तु विरामावस्था में रहती है, और गति में कोई वस्तु उसी गति से और उसी दिशा में गति में रहती है जब तक कि उस पर कोई बल न लगे।
• दूसरा नियम: बल किसी वस्तु के द्रव्यमान के उसके त्वरण से गुणा के बराबर होता है (F = ma)।
• तीसरा नियम: प्रत्येक क्रिया के लिए, एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है।
• ऊर्जा, गति और कोणीय गति के संरक्षण जैसे संरक्षण कानून आवश्यक हैं।

ऊष्मप्रवैगिकी

• गर्मी, काम और ऊर्जा हस्तांतरण से संबंधित है।
• मुख्य अवधारणाओं में तापमान, आंतरिक ऊर्जा, एन्ट्रापी और गर्मी क्षमता शामिल हैं।
• ऊष्मप्रवैगिकी के कानून:
• शून्यवां नियम: यदि दो प्रणालियाँ प्रत्येक तीसरी प्रणाली के साथ थर्मल संतुलन में हैं, तो वे एक दूसरे के साथ थर्मल संतुलन में हैं।
• पहला नियम: ऊष्मप्रवैगिकी प्रक्रियाओं में ऊर्जा का संरक्षण होता है (ΔU = Q - W)।
• दूसरा नियम: एक अलग प्रणाली की एन्ट्रापी बढ़ने की प्रवृत्ति होती है।
• तीसरा नियम: जैसे-जैसे तापमान पूर्ण शून्य के पास आता है, किसी प्रणाली की एन्ट्रापी एक स्थिर मान तक पहुँचती है।
• ऊष्मप्रवैगिकी प्रक्रियाओं में इज़ोटेर्मल, एडियाबेटिक, आइसोबैरिक और आइसोकोरिक प्रक्रियाएं शामिल हैं।

विद्युत चुंबकत्व

• विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के व्यवहार और उनकी अंतःक्रियाओं की व्याख्या करता है।
• मुख्य अवधारणाओं में विद्युत आवेश, विद्युत क्षेत्र, चुंबकीय क्षेत्र, विद्युत धारा और विद्युत चुम्बकीय तरंगें शामिल हैं।
• कूलाम का नियम: विद्युत आवेशों के बीच बल का वर्णन करता है।
• फैराडे का प्रेरण का नियम: बताता है कि कैसे एक बदलता चुंबकीय क्षेत्र एक विद्युत क्षेत्र बनाता है।
• मैक्सवेल के समीकरण: चार समीकरणों का एक सेट जो विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के व्यवहार का वर्णन करता है।
• विद्युत चुम्बकीय तरंगें, जैसे प्रकाश, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में गड़बड़ी हैं जो अंतरिक्ष के माध्यम से फैलती हैं।

प्रकाशिकी

• प्रकाश और उसके व्यवहार का अध्ययन।
• सिद्धांतों में प्रतिबिंब, अपवर्तन, विवर्तन और हस्तक्षेप शामिल हैं।
• लेंस प्रकाश को फोकस करने के लिए इसके व्यवहार का उपयोग करते हैं।
• दूरबीन और माइक्रोस्कोप जैसे उपकरण दूर की चीजों या छोटी चीजों को देखने के लिए इन सिद्धांतों का उपयोग करते हैं।

क्वांटम यांत्रिकी

• परमाणु और उप-परमाणु स्तरों पर पदार्थ के व्यवहार को नियंत्रित करता है।
• मुख्य अवधारणाओं में तरंग-कण द्वैत, क्वांटिज़ेशन, सुपरपोजिशन और अनिश्चितता शामिल हैं।
• तरंग-कण द्वैत: पदार्थ तरंग जैसे और कण जैसे दोनों गुण प्रदर्शित करता है।
• परिमाणीकरण: भौतिक मात्राएँ, जैसे ऊर्जा और कोणीय गति, परिमाणित होती हैं, जिसका अर्थ है कि वे केवल अलग-अलग मान ले सकती हैं।
• सुपरपोजिशन: एक क्वांटम प्रणाली एक साथ कई राज्यों में मौजूद हो सकती है।
• हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत: एक मौलिक सीमा है जिसके साथ कुछ भौतिक गुणों के जोड़े, जैसे कि स्थिति और गति, को एक साथ जाना जा सकता है।
• श्रोडिंगर समीकरण: क्वांटम यांत्रिक प्रणालियों के समय के विकास का वर्णन करता है।

सापेक्षता

• विशेष सापेक्षता: सापेक्ष गति में पर्यवेक्षकों के लिए अंतरिक्ष और समय के बीच संबंध का वर्णन करता है।
• मुख्य अवधारणाओं में समय का फैलाव, लंबाई का संकुचन और प्रकाश की गति एक सार्वभौमिक स्थिरांक के रूप में शामिल है।
• सामान्य सापेक्षता: द्रव्यमान और ऊर्जा के कारण गुरुत्वाकर्षण को स्पेसटाइम की वक्रता के रूप में वर्णित करता है।
• मुख्य अवधारणाओं में गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग, ब्लैक होल और ब्रह्मांड का विस्तार शामिल है।

परमाणु भौतिकी

• परमाणु नाभिक की संरचना, गुणों और प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करता है।
• मुख्य अवधारणाओं में आइसोटोप, परमाणु बल, रेडियोधर्मिता और परमाणु प्रतिक्रियाएं शामिल हैं।
• रेडियोधर्मिता: अस्थिर नाभिक से कणों या ऊर्जा का स्वतः उत्सर्जन।
• परमाणु प्रतिक्रियाएं: प्रक्रियाएं जिनमें नाभिक परस्पर क्रिया करते हैं या बदलते हैं, जैसे परमाणु विखंडन और परमाणु संलयन।

कण भौतिकी

• पदार्थ के मूलभूत घटकों और उनकी अंतःक्रियाओं पर ध्यान केंद्रित करता है।
• मुख्य अवधारणाओं में क्वार्क, लेप्टन, बोसॉन और कण भौतिकी का मानक मॉडल शामिल हैं।
• मानक मॉडल: एक सैद्धांतिक ढांचा जो ब्रह्मांड में मूलभूत कणों और बलों का वर्णन करता है।
• लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (एलएचसी) एक प्रमुख अनुसंधान सुविधा है जिसका उपयोग कण भौतिकी का अध्ययन करने के लिए किया जाता है।

संघनित पदार्थ भौतिकी

• घनीभूत चरणों (ठोस, तरल) में पदार्थ के भौतिक गुणों की पड़ताल करता है।
• मुख्य अवधारणाओं में क्रिस्टल संरचना, इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचना, चुंबकत्व और सुपरकंडक्टिविटी शामिल हैं।
• सुपरकंडक्टिविटी: एक घटना जिसमें कुछ सामग्री एक महत्वपूर्ण तापमान से नीचे शून्य विद्युत प्रतिरोध प्रदर्शित करती हैं।

खगोल भौतिकी

• खगोलीय वस्तुओं और घटनाओं के अध्ययन के लिए भौतिकी लागू करता है।
• मुख्य अवधारणाओं में तारे, आकाशगंगाएँ, ब्लैक होल और बिग बैंग शामिल हैं।
• ब्रह्मांड विज्ञान: ब्रह्मांड की उत्पत्ति, विकास और संरचना का अध्ययन।

भौतिकी एक प्राकृतिक विज्ञान है जो पदार्थ, उसके मौलिक घटकों, अंतरिक्ष और समय के माध्यम से उसकी गति और व्यवहार, और ऊर्जा और बल से संबंधित संस्थाओं का अध्ययन करता है। इसका मुख्य लक्ष्य यह समझना है कि ब्रह्मांड कैसे व्यवहार करता है।