ताकत कैसे मापी जाती है? बल को किस इकाई में मापा जाता है?

वापस स्कूल में, हमने पढ़ाया कि शक्ति' की अवधारणा; भौतिकी में एक ऐसे व्यक्ति द्वारा पेश किया गया जिसके सिर पर एक सेब गिर गया था। वैसे, यह gravity के कारण गिर गया। ऐसा लगता है कि न्यूटन उनका अंतिम नाम था। इसलिए उन्होंने बल के मापन की इकाई को बुलाया। हालाँकि वह इसे एक सेब कह सकता था, फिर भी यह उसके सिर पर लगा!

इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (SI) के अनुसार, बल को न्यूटन में मापा जाता है।

इंजीनियरिंग सिस्टम ऑफ यूनिट्स के अनुसार, बल को टन-बल, किलोग्राम-बल, ग्राम-बल आदि में मापा जाता है।

सीजीएस सिस्टम ऑफ यूनिट्स के अनुसार, बल की इकाई डाइन है।

यूएसएसआर में, कुछ समय के लिए, बल को मापने के लिए, उन्होंने दीवार के रूप में माप की ऐसी इकाई का उपयोग किया।

इसके अलावा, भौतिकी में तथाकथित प्राकृतिक इकाइयाँ हैं, जिसके अनुसार बल को प्लैंक बलों में मापा जाता है।

• • क्या ताकत है भाई?
  • न्यूटन भाई...

  (भौतिकी स्कूल में पढ़ाया जाना बंद कर दिया?)

बलभौतिकी में सबसे व्यापक रूप से ज्ञात अवधारणाओं में से एक है। नीचे बलएक मात्रा के रूप में समझा जाता है जो अन्य निकायों और विभिन्न शारीरिक प्रक्रियाओं से शरीर पर प्रभाव का एक उपाय है।

बल की मदद से न केवल अंतरिक्ष में वस्तुओं की गति हो सकती है, बल्कि उनका विरूपण भी हो सकता है।

शरीर पर किसी भी बल की क्रिया न्यूटन के 3 नियमों का पालन करती है।

माप की इकाईइकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में बल SI है न्यूटन. यह पत्र के साथ चिह्नित है एच.

1N एक बल है, जिसके प्रभाव में 1 किलो के द्रव्यमान वाले भौतिक शरीर पर, यह शरीर 1 ms के बराबर त्वरण प्राप्त करता है।

बल मापने के लिए प्रयोग किया जाने वाला उपकरण है शक्ति नापने का यंत्र.

यह भी ध्यान देने योग्य है कि कई भौतिक मात्राओं को अन्य इकाइयों में मापा जाता है।

उदाहरण के लिए:

वर्तमान ताकत को एम्प्स में मापा जाता है।

कैंडेला में प्रकाश की तीव्रता मापी जाती है।

उत्कृष्ट वैज्ञानिक और भौतिक विज्ञानी आइजैक न्यूटन के सम्मान में, जिन्होंने शरीर की गति को प्रभावित करने वाली प्रक्रियाओं के अस्तित्व की प्रकृति पर बहुत शोध किया। इसलिए, भौतिकी में बल को मापने के लिए प्रथागत है न्यूटन(1 एन)।

भौतिकी में, इस तरह की एक अवधारणा के रूप में force न्यूटन में मापा जाता है। उन्होंने आइजैक न्यूटन नामक प्रसिद्ध और प्रमुख भौतिक विज्ञानी के सम्मान में न्यूटन नाम दिया। भौतिकी में न्यूटन के 3 नियम हैं। बल की इकाई को न्यूटन भी कहा जाता है।

बल को न्यूटन में मापा जाता है। बल की इकाई 1 न्यूटन (1 एन) है। बल की माप की इकाई का नाम प्रसिद्ध वैज्ञानिक के नाम से आता है, जिसका नाम आइजैक न्यूटन था। उन्होंने शास्त्रीय यांत्रिकी के 3 नियम बनाए, जिन्हें न्यूटन का पहला, दूसरा और तीसरा नियम कहा जाता है। SI प्रणाली में, बल की इकाई को न्यूटन (N) कहा जाता है, और लैटिन में बल को न्यूटन (N) के रूप में दर्शाया जाता है। पहले, जब अभी तक कोई SI प्रणाली नहीं थी, तो बल को मापने की इकाई को डायन कहा जाता था, जो बल को मापने के लिए एक उपकरण के वाहक से बनता था, जिसे डायनेमोमीटर कहा जाता था।

अंतरराष्ट्रीय इकाइयों (एसआई) की प्रणाली में बल न्यूटन (एन) में मापा जाता है। न्यूटन के दूसरे नियम के अनुसार, बल शरीर के द्रव्यमान और उसके त्वरण के गुणनफल के बराबर होता है, क्रमशः न्यूटन (N) \u003d KG x M / C 2. (किलोग्राम MULTIPLY BY METER, DIVIDE BY SECOND IN SQUARE)।

हम सभी जीवन में तुलनात्मक शब्दों में शक्ति शब्द का उपयोग करने के आदी हैं, कहते हैं कि पुरुष महिलाओं की तुलना में अधिक मजबूत होते हैं, एक ट्रैक्टर एक कार से मजबूत होता है, एक शेर एक मृग से अधिक मजबूत होता है।

भौतिकी में बल को किसी पिंड की गति में परिवर्तन के माप के रूप में परिभाषित किया जाता है जो तब होता है जब पिंड परस्पर क्रिया करते हैं। यदि बल एक माप है, और हम विभिन्न बलों के अनुप्रयोग की तुलना कर सकते हैं, तो यह एक भौतिक मात्रा है जिसे मापा जा सकता है। बल को किस इकाई में मापा जाता है?

बल इकाइयाँ

विभिन्न प्रकार के बल के अस्तित्व और उपयोग की प्रकृति में भारी शोध करने वाले अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी आइजैक न्यूटन के सम्मान में, 1 न्यूटन (1 एन) को भौतिकी में बल की एक इकाई के रूप में स्वीकार किया जाता है। 1N का बल कितना होता है?भौतिकी में, कोई केवल माप की इकाइयों का चयन नहीं करता है, बल्कि उन इकाइयों के साथ एक विशेष समझौता करता है जिन्हें पहले ही अपनाया जा चुका है।

हम अनुभव और प्रयोगों से जानते हैं कि यदि कोई पिंड आराम पर है और उस पर कोई बल कार्य करता है, तो इस बल के प्रभाव में शरीर अपनी गति बदल देता है। तदनुसार, बल को मापने के लिए, एक इकाई को चुना गया जो शरीर की गति में परिवर्तन की विशेषता होगी। और यह मत भूलो कि शरीर का द्रव्यमान भी है, क्योंकि यह ज्ञात है कि एक ही बल के साथ विभिन्न वस्तुओं पर प्रभाव अलग-अलग होगा। हम गेंद को दूर तक फेंक सकते हैं, लेकिन कोबलस्टोन बहुत कम दूरी तक उड़ जाएगा। यही है, सभी कारकों को ध्यान में रखते हुए, हम इस परिभाषा पर आते हैं कि 1 एन का बल शरीर पर लागू होगा यदि इस बल के प्रभाव में 1 किलो द्रव्यमान वाला कोई पिंड अपनी गति को 1 मीटर / सेकंड से बदल देता है। 1 सेकंड में।

गुरुत्वाकर्षण इकाई

हम गुरुत्वाकर्षण की इकाई में भी रुचि रखते हैं। चूँकि हम जानते हैं कि पृथ्वी अपनी सतह पर सभी पिंडों को अपनी ओर आकर्षित करती है, इसलिए आकर्षण बल है और इसे मापा जा सकता है। और फिर, हम जानते हैं कि आकर्षण बल शरीर के द्रव्यमान पर निर्भर करता है। शरीर का द्रव्यमान जितना अधिक होगा, पृथ्वी उतनी ही मजबूत होगी। यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया है कि 102 ग्राम द्रव्यमान के पिंड पर कार्य करने वाला गुरुत्वाकर्षण बल 1 N है।और 102 ग्राम एक किलोग्राम का लगभग दसवां हिस्सा है। और अधिक सटीक होने के लिए, यदि 1 किलो को 9.8 भागों में विभाजित किया जाता है, तो हमें लगभग 102 ग्राम मिलेगा।

यदि 102 ग्राम वजन वाले पिंड पर 1 N का बल कार्य करता है, तो 9.8 N का बल 1 किग्रा वजन वाले पिंड पर कार्य करता है। मुक्त रूप से गिरने का त्वरण g अक्षर से निरूपित होता है। और जी 9.8 एन/किग्रा है। यह वह बल है जो 1 किग्रा द्रव्यमान के पिंड पर कार्य करता है, इसे हर सेकंड 1 मी / से तेज करता है। यह पता चला है कि एक बड़ी ऊंचाई से गिरने वाला शरीर उड़ान के दौरान बहुत तेज गति पकड़ता है। फिर बर्फ़ के टुकड़े और बारिश की बूँदें शांति से क्यों गिरती हैं? इनका द्रव्यमान बहुत कम होता है और पृथ्वी इन्हें बहुत ही कमजोर रूप से अपनी ओर खींचती है। और उनके लिए वायु प्रतिरोध काफी बड़ा है, इसलिए वे बहुत अधिक नहीं, बल्कि समान गति से पृथ्वी पर उड़ते हैं। लेकिन उल्कापिंड, उदाहरण के लिए, पृथ्वी के पास आने पर, बहुत तेज गति प्राप्त करते हैं और जब वे उतरते हैं, तो एक अच्छा विस्फोट होता है, जो क्रमशः उल्कापिंड के आकार और द्रव्यमान पर निर्भर करता है।

आवेदन के बिंदु और प्रत्येक बल की दिशा को जानना आवश्यक है। यह निर्धारित करने में सक्षम होना महत्वपूर्ण है कि शरीर पर कौन से बल कार्य करते हैं और किस दिशा में। बल को न्यूटन में मापा जाता है। बलों के बीच अंतर करने के लिए, उन्हें निम्नानुसार नामित किया गया है

प्रकृति में अभिनय करने वाले मुख्य बल नीचे दिए गए हैं। समस्याओं को हल करते समय गैर-मौजूद ताकतों का आविष्कार करना असंभव है!

प्रकृति में अनेक शक्तियाँ हैं। यहां हम उन बलों पर विचार करते हैं जिन्हें स्कूल भौतिकी पाठ्यक्रम में गतिकी का अध्ययन करते समय माना जाता है। अन्य बलों का भी उल्लेख किया गया है, जिनकी चर्चा अन्य वर्गों में की जाएगी।

गुरुत्वाकर्षण

ग्रह का प्रत्येक पिंड पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से प्रभावित होता है। जिस बल से पृथ्वी प्रत्येक पिंड को आकर्षित करती है वह सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

आवेदन का बिंदु शरीर के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र में है। गुरुत्वाकर्षण हमेशा लंबवत नीचे की ओर इशारा करते हुए.

घर्षण बल

आइए घर्षण बल से परिचित हों। यह बल तब उत्पन्न होता है जब पिंड गति करते हैं और दो सतहें संपर्क में आती हैं। बल इस तथ्य के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है कि सतहें, जब एक माइक्रोस्कोप के तहत देखी जाती हैं, तो वे चिकनी नहीं होती हैं जैसा कि लगता है। घर्षण बल सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

दो सतहों के बीच संपर्क बिंदु पर एक बल लगाया जाता है। आंदोलन के विपरीत दिशा में निर्देशित।

समर्थन प्रतिक्रिया बल

एक मेज पर पड़ी एक बहुत भारी वस्तु की कल्पना करें। मेज वस्तु के भार के नीचे झुक जाती है। लेकिन न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार, मेज वस्तु पर ठीक उसी बल के साथ कार्य करती है जिस प्रकार मेज पर रखी वस्तु पर होती है। बल को उस बल के विपरीत निर्देशित किया जाता है जिसके साथ वस्तु मेज पर दबाती है। वह ऊपर है। इस बल को समर्थन प्रतिक्रिया कहा जाता है। बल का नाम "बोलता है" प्रतिक्रिया समर्थन. जब भी समर्थन पर प्रभाव पड़ता है तो यह बल उत्पन्न होता है। आणविक स्तर पर इसकी घटना की प्रकृति। वस्तु, जैसा कि यह थी, अणुओं की सामान्य स्थिति और कनेक्शन (तालिका के अंदर) को विकृत कर दिया, वे बदले में, अपनी मूल स्थिति में लौटने के लिए "प्रतिरोध" करते हैं।

बिल्कुल कोई भी शरीर, यहां तक ​​कि बहुत हल्का (उदाहरण के लिए, एक टेबल पर पड़ी एक पेंसिल), सूक्ष्म स्तर पर समर्थन को विकृत कर देता है। इसलिए, एक समर्थन प्रतिक्रिया होती है।

इस बल को ज्ञात करने का कोई विशेष सूत्र नहीं है। वे इसे अक्षर से निर्दिष्ट करते हैं, लेकिन यह बल केवल एक अलग प्रकार का लोचदार बल है, इसलिए इसे इस रूप में भी निरूपित किया जा सकता है

बल समर्थन के साथ वस्तु के संपर्क के बिंदु पर लगाया जाता है। समर्थन के लिए लंबवत निर्देशित।

चूंकि शरीर को एक भौतिक बिंदु के रूप में दर्शाया गया है, इसलिए बल को केंद्र से दर्शाया जा सकता है

लोचदार बल

यह बल विकृति (पदार्थ की प्रारंभिक अवस्था में परिवर्तन) के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है। उदाहरण के लिए, जब हम एक स्प्रिंग को खींचते हैं, तो हम स्प्रिंग सामग्री के अणुओं के बीच की दूरी बढ़ाते हैं। जब हम वसंत को संपीड़ित करते हैं, तो हम इसे कम करते हैं। जब हम ट्विस्ट या शिफ्ट करते हैं। इन सभी उदाहरणों में, एक बल उत्पन्न होता है जो विरूपण को रोकता है - लोचदार बल।

हुक का नियम

लोचदार बल विरूपण के विपरीत निर्देशित होता है।

चूंकि शरीर को एक भौतिक बिंदु के रूप में दर्शाया गया है, इसलिए बल को केंद्र से दर्शाया जा सकता है

जब श्रृंखला में जुड़ा होता है, उदाहरण के लिए, स्प्रिंग्स, कठोरता की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

समानांतर में जुड़े होने पर, कठोरता

नमूना कठोरता। यंग मापांक।

यंग का मापांक किसी पदार्थ के लोचदार गुणों की विशेषता है। यह एक स्थिर मान है जो केवल सामग्री, उसकी भौतिक स्थिति पर निर्भर करता है। तन्यता या संपीड़ित विरूपण का विरोध करने के लिए सामग्री की क्षमता की विशेषता है। यंग मापांक का मान सारणीबद्ध है।

ठोस के गुणों के बारे में अधिक जानें।

शरीर का वजन

शरीर का भार वह बल है जिसके साथ कोई वस्तु किसी सहारे पर कार्य करती है। आप कहते हैं कि यह गुरुत्वाकर्षण है! भ्रम निम्नलिखित में होता है: वास्तव में, अक्सर शरीर का वजन गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर होता है, लेकिन ये बल पूरी तरह से भिन्न होते हैं। गुरुत्वाकर्षण वह बल है जो पृथ्वी के साथ परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है। वजन समर्थन के साथ बातचीत का परिणाम है। गुरुत्वाकर्षण बल वस्तु के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र पर लगाया जाता है, जबकि भार वह बल है जो समर्थन पर लगाया जाता है (वस्तु पर नहीं)!

वजन निर्धारित करने का कोई फार्मूला नहीं है। इस बल को अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है।

समर्थन प्रतिक्रिया बल या लोचदार बल किसी निलंबन या समर्थन पर किसी वस्तु के प्रभाव के जवाब में उत्पन्न होता है, इसलिए शरीर का वजन हमेशा लोचदार बल के समान होता है, लेकिन विपरीत दिशा होती है।

समर्थन और भार की प्रतिक्रिया बल एक ही प्रकृति के बल हैं, न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार वे समान और विपरीत दिशा में निर्देशित हैं। भार एक बल है जो शरीर पर नहीं, बल्कि एक सहारा पर कार्य करता है। गुरुत्वाकर्षण बल शरीर पर कार्य करता है।

शरीर का वजन गुरुत्वाकर्षण के बराबर नहीं हो सकता है। यह या तो कम या ज्यादा हो सकता है, या ऐसा हो सकता है कि वजन शून्य हो। इस राज्य को कहा जाता है भारहीनता. भारहीनता एक ऐसी स्थिति है जब कोई वस्तु किसी सहारे से संपर्क नहीं करती है, उदाहरण के लिए, उड़ान की स्थिति: गुरुत्वाकर्षण है, लेकिन वजन शून्य है!

त्वरण की दिशा निर्धारित करना संभव है यदि आप यह निर्धारित करते हैं कि परिणामी बल कहाँ निर्देशित है

ध्यान दें कि भार एक बल है, जिसे न्यूटन में मापा जाता है। प्रश्न का सही उत्तर कैसे दें: "आपका वजन कितना है"? हम वजन नहीं, बल्कि हमारे द्रव्यमान का नामकरण करते हुए 50 किलो का जवाब देते हैं! इस उदाहरण में, हमारा वजन गुरुत्वाकर्षण के बराबर है, जो लगभग 500N है!

अधिभार- वजन और गुरुत्वाकर्षण का अनुपात

आर्किमिडीज की ताकत

बल किसी द्रव (गैस) के साथ किसी पिंड की अन्योन्य क्रिया के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है, जब इसे किसी द्रव (या गैस) में डुबोया जाता है। यह बल शरीर को पानी (गैस) से बाहर धकेलता है। इसलिए, इसे लंबवत ऊपर की ओर निर्देशित किया जाता है (धक्का)। सूत्र द्वारा निर्धारित:

हवा में हम आर्किमिडीज के बल की उपेक्षा करते हैं।

यदि आर्किमिडीज बल गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर है, तो पिंड तैरता है। यदि आर्किमिडीज का बल अधिक होता है, तो यह द्रव की सतह पर ऊपर उठ जाता है, यदि कम हो तो डूब जाता है।

विद्युत बल

विद्युत मूल के बल हैं। विद्युत आवेश की उपस्थिति में होता है। इन बलों, जैसे कूलम्ब बल, एम्पीयर बल, लोरेंत्ज़ बल, पर विद्युत खंड में विस्तार से चर्चा की गई है।

शरीर पर कार्य करने वाले बलों का योजनाबद्ध पदनाम

अक्सर शरीर को एक भौतिक बिंदु द्वारा तैयार किया जाता है। इसलिए, आरेखों में, आवेदन के विभिन्न बिंदुओं को एक बिंदु पर - केंद्र में स्थानांतरित किया जाता है, और शरीर को एक सर्कल या आयत के रूप में योजनाबद्ध रूप से दर्शाया जाता है।

बलों को सही ढंग से नामित करने के लिए, उन सभी निकायों को सूचीबद्ध करना आवश्यक है जिनके साथ अध्ययन के तहत शरीर बातचीत करता है। निर्धारित करें कि प्रत्येक के साथ बातचीत के परिणामस्वरूप क्या होता है: घर्षण, विरूपण, आकर्षण, या शायद प्रतिकर्षण। बल के प्रकार का निर्धारण करें, दिशा को सही ढंग से इंगित करें। ध्यान! बलों की संख्या उन निकायों की संख्या के साथ मेल खाएगी जिनके साथ बातचीत होती है।

याद रखने वाली मुख्य बात

1) बल और उनकी प्रकृति;
2) बलों की दिशा;
3) अभिनय बलों की पहचान करने में सक्षम हो

बाहरी (शुष्क) और आंतरिक (चिपचिपा) घर्षण के बीच अंतर करें। संपर्क में ठोस सतहों के बीच बाहरी घर्षण होता है, उनकी सापेक्ष गति के दौरान तरल या गैस की परतों के बीच आंतरिक घर्षण होता है। बाहरी घर्षण तीन प्रकार के होते हैं: स्थैतिक घर्षण, फिसलने वाला घर्षण और रोलिंग घर्षण।

रोलिंग घर्षण सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

प्रतिरोध बल तब उत्पन्न होता है जब कोई पिंड किसी तरल या गैस में गति करता है। प्रतिरोध बल का परिमाण शरीर के आकार और आकार, उसकी गति की गति और तरल या गैस के गुणों पर निर्भर करता है। कम गति पर, प्रतिरोध बल शरीर की गति के समानुपाती होता है

उच्च गति पर यह गति के वर्ग के समानुपाती होता है

किसी वस्तु और पृथ्वी के पारस्परिक आकर्षण पर विचार करें। उनके बीच, गुरुत्वाकर्षण के नियम के अनुसार, एक बल उत्पन्न होता है

आइए अब गुरुत्वाकर्षण के नियम और गुरुत्वाकर्षण बल की तुलना करें

मुक्त पतन त्वरण का मान पृथ्वी के द्रव्यमान और उसकी त्रिज्या पर निर्भर करता है! इस प्रकार, उस ग्रह के द्रव्यमान और त्रिज्या का उपयोग करके, यह गणना करना संभव है कि चंद्रमा या किसी अन्य ग्रह पर वस्तुएं किस त्वरण से गिरेंगी।

पृथ्वी के केंद्र से ध्रुवों की दूरी भूमध्य रेखा से कम है। इसलिए, भूमध्य रेखा पर मुक्त रूप से गिरने का त्वरण ध्रुवों की तुलना में थोड़ा कम होता है। साथ ही, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि क्षेत्र के अक्षांश पर मुक्त गिरावट के त्वरण की निर्भरता का मुख्य कारण यह तथ्य है कि पृथ्वी अपनी धुरी के चारों ओर घूमती है।

पृथ्वी की सतह से दूर जाने पर, गुरुत्वाकर्षण बल और मुक्त गिरने का त्वरण पृथ्वी के केंद्र की दूरी के वर्ग के विपरीत बदल जाता है।

यह सभी देखें "भौतिक पोर्टल"

एक वेक्टर मात्रा के रूप में बल की विशेषता है मापांक , दिशाऔर आवेदन का "बिंदु"ताकत। अंतिम पैरामीटर के अनुसार, भौतिकी में एक वेक्टर के रूप में बल की अवधारणा वेक्टर बीजगणित में एक वेक्टर की अवधारणा से भिन्न होती है, जहां निरपेक्ष मूल्य और दिशा में बराबर वैक्टर, उनके आवेदन के बिंदु की परवाह किए बिना, एक ही वेक्टर माना जाता है। भौतिकी में, इन वैक्टरों को मुक्त वैक्टर कहा जाता है। यांत्रिकी में, बाध्य वैक्टर की अवधारणा बेहद सामान्य है, जिसकी शुरुआत अंतरिक्ष में एक निश्चित बिंदु पर तय होती है या एक रेखा पर हो सकती है जो वेक्टर (स्लाइडिंग वैक्टर) की दिशा को जारी रखती है। ) .

अवधारणा का भी उपयोग किया जाता है बल की रेखा, बल के आवेदन के बिंदु से गुजरने वाली सीधी रेखा को दर्शाता है, जिसके साथ बल निर्देशित होता है।

बल का आयाम LMT -2 है, CGS प्रणाली में मापन की इकाई इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (SI) में न्यूटन (N, N) है - dyne।

अवधारणा का इतिहास

बल की अवधारणा का इस्तेमाल पुरातनता के वैज्ञानिकों ने स्थैतिक और आंदोलन पर अपने कार्यों में किया था। वह तीसरी शताब्दी में सरल तंत्र को डिजाइन करने की प्रक्रिया में बलों के अध्ययन में लगे हुए थे। ईसा पूर्व इ। आर्किमिडीज। मौलिक विसंगतियों से जुड़े अरस्तू के सत्ता के विचार कई शताब्दियों तक चले। 17वीं शताब्दी में इन विसंगतियों को समाप्त कर दिया गया। आइजैक न्यूटन बल का वर्णन करने के लिए गणितीय विधियों का उपयोग करते हैं। न्यूटनियन यांत्रिकी लगभग तीन सौ वर्षों तक आम तौर पर स्वीकृत रही। XX सदी की शुरुआत तक। सापेक्षता के सिद्धांत में अल्बर्ट आइंस्टीन ने दिखाया कि न्यूटोनियन यांत्रिकी केवल अपेक्षाकृत कम गति और सिस्टम में निकायों के द्रव्यमान पर ही सही है, जिससे किनेमेटिक्स और गतिशीलता के बुनियादी प्रावधानों को स्पष्ट किया जा सके और अंतरिक्ष-समय के कुछ नए गुणों का वर्णन किया जा सके।

न्यूटनियन यांत्रिकी

आइजैक न्यूटन ने जड़ता और बल की अवधारणाओं का उपयोग करके वस्तुओं की गति का वर्णन करने के लिए निर्धारित किया। ऐसा करने के बाद, उन्होंने इस तरह स्थापित किया कि कोई भी यांत्रिक गति सामान्य संरक्षण कानूनों के अधीन है। मिस्टर न्यूटन में अपनी प्रसिद्ध रचना "" प्रकाशित की, जिसमें उन्होंने शास्त्रीय यांत्रिकी (न्यूटन के प्रसिद्ध नियम) के तीन मूलभूत नियमों को रेखांकित किया।

न्यूटन का पहला नियम

उदाहरण के लिए, एक ट्रक के पिछले हिस्से में यांत्रिकी के नियम बिल्कुल समान होते हैं, जब वह सड़क के सीधे हिस्से में स्थिर गति से गाड़ी चला रहा होता है और जब वह स्थिर होता है। एक व्यक्ति गेंद को ऊपर की ओर उछाल सकता है और कुछ समय बाद उसी स्थान पर पकड़ सकता है, भले ही ट्रक समान रूप से और सीधा या आराम से चल रहा हो। उसके लिए गेंद एक सीधी रेखा में उड़ती है। हालांकि, जमीन पर एक बाहरी पर्यवेक्षक के लिए, गेंद का प्रक्षेपवक्र एक परवलय की तरह दिखता है। यह इस तथ्य के कारण है कि उड़ान के दौरान गेंद जमीन के सापेक्ष न केवल लंबवत चलती है, बल्कि क्षैतिज रूप से ट्रक की दिशा में जड़ता से भी चलती है। एक ट्रक के पीछे एक व्यक्ति के लिए, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि ट्रक सड़क के साथ आगे बढ़ रहा है, या आसपास की दुनिया विपरीत दिशा में निरंतर गति से आगे बढ़ रही है, और ट्रक स्थिर है। इस प्रकार, आराम की स्थिति और एकसमान रेक्टिलिनियर गति एक दूसरे से शारीरिक रूप से अप्रभेद्य हैं।

न्यूटन का दूसरा नियम

गति की परिभाषा के अनुसार:

द्रव्यमान कहाँ है, गति है।

यदि किसी भौतिक बिंदु का द्रव्यमान अपरिवर्तित रहता है, तो द्रव्यमान का समय व्युत्पन्न शून्य होता है, और समीकरण बन जाता है:

न्यूटन का तीसरा नियम

किन्हीं दो निकायों के लिए (चलिए उन्हें शरीर 1 और शरीर 2 कहते हैं), न्यूटन के तीसरे नियम में कहा गया है कि शरीर 2 पर शरीर 1 की क्रिया का बल निरपेक्ष मान के बराबर, लेकिन दिशा में विपरीत, अभिनय करने वाले बल की उपस्थिति के साथ है। शरीर 1 पर शरीर 2 से। गणितीय रूप से, कानून इस तरह लिखा गया है:

इस नियम का अर्थ है कि बल हमेशा क्रिया-प्रतिक्रिया युग्मों में उत्पन्न होते हैं। यदि शरीर 1 और शरीर 2 एक ही प्रणाली में हैं, तो इन निकायों के परस्पर क्रिया के कारण प्रणाली में कुल बल शून्य है:

इसका मतलब है कि एक बंद प्रणाली में कोई असंतुलित आंतरिक बल नहीं हैं। यह इस तथ्य की ओर जाता है कि एक बंद प्रणाली के द्रव्यमान का केंद्र (जो बाहरी बलों से प्रभावित नहीं होता है) त्वरण के साथ नहीं चल सकता है। सिस्टम के अलग-अलग हिस्सों में तेजी आ सकती है, लेकिन केवल इस तरह से कि सिस्टम पूरी तरह से आराम या एकसमान रेक्टिलिनियर गति की स्थिति में रहता है। हालांकि, यदि बाहरी बल सिस्टम पर कार्य करते हैं, तो इसका द्रव्यमान केंद्र परिणामी बाहरी बल के समानुपाती और सिस्टम के द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती त्वरण के साथ चलना शुरू कर देगा।

मौलिक बातचीत

प्रकृति में सभी बल चार प्रकार की मूलभूत अंतःक्रियाओं पर आधारित हैं। सभी प्रकार की अंतःक्रियाओं के प्रसार की अधिकतम गति निर्वात में प्रकाश की गति के बराबर होती है। विद्युत चुम्बकीय बल विद्युत आवेशित पिंडों के बीच कार्य करते हैं, गुरुत्वाकर्षण बल भारी वस्तुओं के बीच कार्य करते हैं। मजबूत और कमजोर केवल बहुत कम दूरी पर दिखाई देते हैं और उप-परमाणु कणों के बीच बातचीत के लिए जिम्मेदार होते हैं, जिसमें परमाणु नाभिक भी शामिल हैं।

मजबूत और कमजोर अंतःक्रियाओं की तीव्रता को मापा जाता है ऊर्जा की इकाइयाँ(इलेक्ट्रॉन वोल्ट), नहीं बल की इकाइयाँ, और इसलिए उनके लिए "बल" शब्द का प्रयोग पुरातनता से ली गई परंपरा द्वारा समझाया गया है ताकि प्रत्येक घटना के लिए विशिष्ट "बलों" की कार्रवाई द्वारा आसपास की दुनिया में किसी भी घटना की व्याख्या की जा सके।

बल की अवधारणा को उप-परमाणु दुनिया की घटनाओं पर लागू नहीं किया जा सकता है। यह शास्त्रीय भौतिकी के शस्त्रागार से एक अवधारणा है, जो दूरी पर अभिनय करने वाली ताकतों के बारे में न्यूटन के विचारों से जुड़ी है (भले ही केवल अवचेतन रूप से)। उप-परमाणु भौतिकी में, अब ऐसी कोई ताकत नहीं है: उन्हें कणों के बीच परस्पर क्रिया द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है जो कि क्षेत्रों के माध्यम से होते हैं, अर्थात कुछ अन्य कण। इसलिए, उच्च ऊर्जा भौतिक विज्ञानी इस शब्द का उपयोग करने से बचते हैं बल, इसे शब्द के साथ बदलना इंटरैक्शन.

प्रत्येक प्रकार की बातचीत बातचीत के संबंधित वाहकों के आदान-प्रदान के कारण होती है: गुरुत्वाकर्षण - गुरुत्वाकर्षण का आदान-प्रदान (अस्तित्व प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि नहीं किया गया है), विद्युत चुम्बकीय - आभासी फोटॉन, कमजोर - वेक्टर बोसॉन, मजबूत - ग्लून्स (और बड़ी दूरी पर - मेसन)। वर्तमान में, विद्युत चुम्बकीय और कमजोर अंतःक्रियाओं को अधिक मौलिक विद्युतीय अंतःक्रिया में मिला दिया जाता है। सभी चार मूलभूत अंतःक्रियाओं को एक (तथाकथित भव्य एकीकृत सिद्धांत) में संयोजित करने का प्रयास किया जा रहा है।

प्रकृति में स्वयं को प्रकट करने वाली सभी प्रकार की शक्तियों को, सिद्धांत रूप में, इन चार मूलभूत अंतःक्रियाओं में घटाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, घर्षण संपर्क में दो सतहों के परमाणुओं के बीच कार्य करने वाले विद्युत चुम्बकीय बलों की अभिव्यक्ति है, और पाउली अपवर्जन सिद्धांत, जो परमाणुओं को एक दूसरे के क्षेत्र में प्रवेश करने से रोकता है। हुक के नियम द्वारा वर्णित वसंत के विकृत होने पर होने वाला बल, कणों और पाउली अपवर्जन सिद्धांत के बीच विद्युत चुम्बकीय बलों का भी परिणाम है, जो किसी पदार्थ के क्रिस्टल जाली के परमाणुओं को एक संतुलन स्थिति के पास रखने के लिए मजबूर करता है। .

हालांकि, व्यवहार में यह न केवल अव्यावहारिक है, बल्कि समस्या की स्थितियों के अनुसार असंभव भी है, बलों की कार्रवाई के मुद्दे पर इतना विस्तृत विचार।

गुरुत्वाकर्षण

गुरुत्वाकर्षण ( गुरुत्वाकर्षण) - किसी भी तरह के पदार्थ के बीच सार्वभौमिक संपर्क। शास्त्रीय यांत्रिकी के ढांचे के भीतर, यह सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम द्वारा वर्णित है, जिसे आइजैक न्यूटन ने अपने काम "प्राकृतिक दर्शन के गणितीय सिद्धांत" में तैयार किया है। न्यूटन ने उस त्वरण का परिमाण प्राप्त किया जिसके साथ चंद्रमा पृथ्वी के चारों ओर घूमता है, यह मानते हुए कि गुरुत्वाकर्षण बल गुरुत्वाकर्षण पिंड से दूरी के वर्ग के साथ व्युत्क्रमानुपाती घटता जाता है। इसके अलावा, उन्होंने यह भी पाया कि एक पिंड द्वारा दूसरे पिंड के आकर्षण के कारण त्वरण इन पिंडों के द्रव्यमान के गुणनफल के समानुपाती होता है। इन दो निष्कर्षों के आधार पर, गुरुत्वाकर्षण का नियम तैयार किया गया था: कोई भी भौतिक कण एक दूसरे की ओर एक बल के साथ आकर्षित होते हैं जो सीधे द्रव्यमान (और) के उत्पाद के समानुपाती होते हैं और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होते हैं:

यहां गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है, जिसका मूल्य सबसे पहले हेनरी कैवेन्डिश द्वारा अपने प्रयोगों में प्राप्त किया गया था। इस नियम का उपयोग करके, मनमाना आकार के पिंडों के गुरुत्वाकर्षण बल की गणना के लिए सूत्र प्राप्त कर सकते हैं। न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत सौर मंडल के ग्रहों और कई अन्य खगोलीय पिंडों की गति का अच्छी तरह से वर्णन करता है। हालांकि, यह लंबी दूरी की कार्रवाई की अवधारणा पर आधारित है, जो सापेक्षता के सिद्धांत के विपरीत है। इसलिए, गुरुत्वाकर्षण का शास्त्रीय सिद्धांत प्रकाश की गति के करीब गति से गतिमान पिंडों की गति का वर्णन करने के लिए लागू नहीं है, अत्यधिक विशाल वस्तुओं के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र (उदाहरण के लिए, ब्लैक होल), साथ ही इनके द्वारा बनाए गए परिवर्तनशील गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र उनसे बड़ी दूरी पर गतिमान पिंड।

विद्युत चुम्बकीय संपर्क

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र (स्थिर आवेशों का क्षेत्र)

न्यूटन के बाद भौतिकी का विकास तीन मुख्य (लंबाई, द्रव्यमान, समय) मात्राओं में आयाम C के साथ एक विद्युत आवेश को जोड़ता है। हालाँकि, माप की सुविधा के आधार पर अभ्यास की आवश्यकताओं के आधार पर, आयाम I के साथ एक विद्युत प्रवाह अक्सर चार्ज के बजाय इस्तेमाल किया जाता है, और मैं = सीटी − 1 . आवेश की इकाई कूलम्ब होती है और धारा की इकाई एम्पीयर होती है।

चूंकि चार्ज, जैसे, इसे ले जाने वाले शरीर से स्वतंत्र रूप से मौजूद नहीं है, निकायों की विद्युत बातचीत यांत्रिकी में माने जाने वाले उसी बल के रूप में प्रकट होती है, जो त्वरण का कारण बनती है। जैसा कि निर्वात में दो "बिंदु आवेशों" के इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन पर लागू होता है, कूलम्ब के नियम का उपयोग किया जाता है:

शुल्कों के बीच की दूरी कहाँ है, और 0 8.854187817 10 -12 F/m। इस प्रणाली में एक सजातीय (आइसोट्रोपिक) पदार्थ में, संपर्क बल ε के कारक से कम हो जाता है, जहां माध्यम का ढांकता हुआ स्थिरांक है।

बल की दिशा बिंदु आवेशों को जोड़ने वाली रेखा से मेल खाती है। ग्राफिक रूप से, एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र को आमतौर पर बल की रेखाओं की एक तस्वीर के रूप में दर्शाया जाता है, जो काल्पनिक प्रक्षेपवक्र होते हैं जिसके साथ द्रव्यमान से रहित एक आवेशित कण चलता है। ये लाइनें एक से शुरू होकर दूसरे चार्ज पर खत्म होती हैं।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (डीसी क्षेत्र)

एक चुंबकीय क्षेत्र के अस्तित्व को मध्य युग में चीनियों द्वारा मान्यता दी गई थी, जिन्होंने "प्रेमी पत्थर" का उपयोग किया था - एक चुंबक, एक चुंबकीय कंपास के प्रोटोटाइप के रूप में। ग्राफिक रूप से, चुंबकीय क्षेत्र को आमतौर पर बल की बंद रेखाओं के रूप में दर्शाया जाता है, जिसका घनत्व (जैसा कि इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के मामले में) इसकी तीव्रता को निर्धारित करता है। ऐतिहासिक रूप से, चुंबकीय क्षेत्र की कल्पना करने का एक दृश्य तरीका लोहे का बुरादा था, उदाहरण के लिए, चुंबक पर रखे कागज की एक शीट पर।

व्युत्पन्न प्रकार के बल

लोचदार बल- शरीर की विकृति से उत्पन्न होने वाला बल और इस विकृति का विरोध। लोचदार विकृतियों के मामले में, यह संभावित है। लोचदार बल में एक विद्युत चुम्बकीय प्रकृति होती है, जो अंतर-आणविक संपर्क का एक मैक्रोस्कोपिक अभिव्यक्ति है। लोचदार बल सतह के लंबवत विस्थापन के विपरीत निर्देशित होता है। बल वेक्टर अणुओं के विस्थापन की दिशा के विपरीत होता है।

घर्षण बल- ठोस पिंडों की सापेक्ष गति से उत्पन्न और इस गति का विरोध करने वाला बल। विघटनकारी ताकतों को संदर्भित करता है। घर्षण बल में एक विद्युत चुम्बकीय प्रकृति होती है, जो अंतर-आणविक अंतःक्रिया का एक मैक्रोस्कोपिक अभिव्यक्ति है। घर्षण बल वेक्टर वेग वेक्टर के विपरीत निर्देशित होता है।

मध्यम प्रतिरोध बल- द्रव या गैसीय माध्यम में किसी ठोस पिंड की गति से उत्पन्न बल। विघटनकारी ताकतों को संदर्भित करता है। प्रतिरोध बल में एक विद्युतचुंबकीय प्रकृति होती है, जो अंतर-आणविक अंतःक्रिया का एक मैक्रोस्कोपिक अभिव्यक्ति है। प्रतिरोध बल वेक्टर वेग वेक्टर के विपरीत निर्देशित होता है।

सामान्य समर्थन प्रतिक्रिया का बल- शरीर पर समर्थन की ओर से अभिनय करने वाला लोचदार बल। समर्थन की सतह के लंबवत निर्देशित।

सतह तनाव बल- चरण खंड की सतह पर उत्पन्न होने वाले बल। इसकी एक विद्युतचुंबकीय प्रकृति है, जो अंतर-आणविक अंतःक्रिया का एक मैक्रोस्कोपिक अभिव्यक्ति है। तनाव बल को इंटरफेस के लिए स्पर्शरेखा रूप से निर्देशित किया जाता है; चरण सीमा पर स्थित अणुओं के अप्रतिस्पर्धी आकर्षण के कारण उत्पन्न होता है जो चरण सीमा पर स्थित नहीं होते हैं।

परासरण दाब

वैन डेर वाल्स फ़ोर्स- अणुओं के ध्रुवीकरण और द्विध्रुवों के निर्माण से उत्पन्न होने वाली विद्युत चुम्बकीय अंतर-आणविक बल। बढ़ती दूरी के साथ वैन डेर वाल्स बल तेजी से घटते हैं।

जड़ता बल- न्यूटन के दूसरे नियम को पूरा करने के लिए संदर्भ के गैर-जड़त्वीय फ्रेम में काल्पनिक बल पेश किया गया। विशेष रूप से, एक समान रूप से त्वरित गतिमान पिंड से जुड़े संदर्भ के फ्रेम में, जड़ता का बल त्वरण के विपरीत निर्देशित होता है। सुविधा के लिए कुल जड़त्वीय बल से, केन्द्रापसारक बल और कोरिओलिस बल को प्रतिष्ठित किया जा सकता है।

परिणामी

किसी पिंड के त्वरण की गणना करते समय, उस पर कार्य करने वाले सभी बलों को एक बल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जिसे परिणामी कहा जाता है। यह शरीर पर कार्य करने वाले सभी बलों का ज्यामितीय योग है। इस मामले में, प्रत्येक बल की कार्रवाई दूसरों की कार्रवाई पर निर्भर नहीं करती है, अर्थात प्रत्येक बल शरीर को ऐसा त्वरण प्रदान करता है कि वह अन्य बलों की कार्रवाई के अभाव में प्रदान करेगा। इस कथन को बलों की कार्रवाई की स्वतंत्रता का सिद्धांत (अध्यारोपण का सिद्धांत) कहा जाता है।

यह सभी देखें

सूत्रों का कहना है

• ग्रिगोरिएव वी। आई।, मायाकिशेव जी। हां। - "प्रकृति में बल"
• लैंडौ, एल.डी., लाइफशिट्ज़, ई.एम.मैकेनिक्स - 5 वां संस्करण, स्टीरियोटाइपिकल। - एम।: फ़िज़मैटलिट, 2004. - 224 पी। - ("सैद्धांतिक भौतिकी", खंड I)। -।

टिप्पणियाँ

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2. ब्रोंस्टीन I. N. Semendyaev K. A. गणित की पुस्तिका। एम।: प्रकाशन गृह "नौका" संदर्भ भौतिक और गणितीय साहित्य का संस्करण। 1964।
3. फेनमैन, आर.पी., लीटन, आर.बी., सैंड्स, एम।भौतिकी पर व्याख्यान, खंड 1 - एडिसन-वेस्ले, 1963।(अंग्रेज़ी)

स्वेता। यह लेख पाठकों को फोटॉन के गुणों के बारे में बताएगा, जो उन्हें यह निर्धारित करने की अनुमति देगा कि प्रकाश अलग-अलग चमक में क्यों आता है।

कण या लहर?

बीसवीं शताब्दी की शुरुआत में, वैज्ञानिक प्रकाश क्वांटा - फोटॉन के व्यवहार से हैरान थे। एक ओर, व्यतिकरण और विवर्तन ने उनकी तरंग प्रकृति की बात की। इसलिए, प्रकाश को आवृत्ति, तरंग दैर्ध्य और आयाम जैसे गुणों की विशेषता थी। दूसरी ओर, उन्होंने वैज्ञानिक समुदाय को आश्वस्त किया कि फोटॉन गति को सतहों पर स्थानांतरित करते हैं। यह असंभव होगा यदि कणों का द्रव्यमान न हो। इस प्रकार, भौतिकविदों को स्वीकार करना पड़ा: विद्युत चुम्बकीय विकिरण एक तरंग और भौतिक वस्तु दोनों है।

फोटॉन ऊर्जा

जैसा कि आइंस्टीन ने सिद्ध किया, द्रव्यमान ऊर्जा है। यह तथ्य हमारे केंद्रीय प्रकाशमान, सूर्य को सिद्ध करता है। एक थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया अत्यधिक संपीड़ित गैस के द्रव्यमान को शुद्ध ऊर्जा में बदल देती है। लेकिन उत्सर्जित विकिरण की शक्ति का निर्धारण कैसे करें? उदाहरण के लिए, सुबह के समय सूर्य की चमकदार तीव्रता दोपहर की तुलना में कम क्यों होती है? पिछले पैराग्राफ में वर्णित विशेषताएँ विशिष्ट संबंधों द्वारा परस्पर जुड़ी हुई हैं। और वे सभी उस ऊर्जा की ओर इशारा करते हैं जो विद्युत चुम्बकीय विकिरण वहन करती है। यह मान ऊपर की ओर तब बदलता है जब:

• तरंग दैर्ध्य में कमी;
• बढ़ती आवृत्ति।

विद्युत चुम्बकीय विकिरण की ऊर्जा क्या है?

एक फोटान अन्य कणों से भिन्न होता है। इसका द्रव्यमान, और इसलिए इसकी ऊर्जा, केवल तब तक मौजूद रहती है जब तक यह अंतरिक्ष में घूमती है। किसी बाधा से टकराने पर प्रकाश की मात्रा उसकी आंतरिक ऊर्जा को बढ़ा देती है या उसे गतिज क्षण देती है। लेकिन फोटॉन का अस्तित्व समाप्त हो जाता है। जो वास्तव में एक बाधा के रूप में कार्य करता है, उसके आधार पर विभिन्न परिवर्तन होते हैं।

1. यदि बाधा एक ठोस शरीर है, तो अक्सर प्रकाश इसे गर्म करता है। निम्नलिखित परिदृश्य भी संभव हैं: एक फोटॉन दिशा बदलता है, एक रासायनिक प्रतिक्रिया को उत्तेजित करता है, या इलेक्ट्रॉनों में से एक को अपनी कक्षा छोड़ने और दूसरे राज्य (फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव) में जाने का कारण बनता है।
2. यदि बाधा एक एकल अणु है, उदाहरण के लिए, बाहरी अंतरिक्ष में गैस के एक दुर्लभ बादल से, तो एक फोटॉन अपने सभी बंधनों को अधिक मजबूती से कंपन करता है।
3. यदि बाधा एक विशाल पिंड (उदाहरण के लिए, एक तारा या एक आकाशगंगा) है, तो प्रकाश विकृत हो जाता है और गति की दिशा बदल देता है। यह प्रभाव ब्रह्मांड के सुदूर अतीत में "देखने" की क्षमता पर आधारित है।

विज्ञान और मानवता

वैज्ञानिक डेटा अक्सर कुछ अमूर्त, जीवन के लिए अनुपयुक्त प्रतीत होता है। यह प्रकाश की विशेषताओं के साथ भी होता है। जब तारों के विकिरण के प्रयोग या मापने की बात आती है, तो वैज्ञानिकों को निरपेक्ष मूल्यों (उन्हें फोटोमेट्रिक कहा जाता है) जानने की आवश्यकता होती है। इन अवधारणाओं को आमतौर पर ऊर्जा और शक्ति के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है। याद रखें कि शक्ति प्रति यूनिट समय में ऊर्जा के परिवर्तन की दर को संदर्भित करती है, और सामान्य तौर पर यह उस कार्य की मात्रा को दर्शाती है जो सिस्टम उत्पादन कर सकता है। लेकिन मनुष्य वास्तविकता को समझने की अपनी क्षमता में सीमित है। उदाहरण के लिए, त्वचा गर्मी महसूस करती है, लेकिन आंख अवरक्त विकिरण के फोटॉन को नहीं देखती है। चमकदार तीव्रता की इकाइयों के साथ एक ही समस्या: विकिरण वास्तव में जो शक्ति दिखाता है वह उस शक्ति से अलग है जिसे मानव आंख देख सकती है।

मानव आँख की वर्णक्रमीय संवेदनशीलता

हम आपको याद दिलाते हैं कि नीचे दी गई चर्चा औसत संकेतकों पर केंद्रित होगी। सभी लोग अलग हैं। कुछ अलग-अलग रंगों (कलरब्लाइंड) को बिल्कुल नहीं समझते हैं। दूसरों के लिए, रंग की संस्कृति स्वीकृत वैज्ञानिक दृष्टिकोण से मेल नहीं खाती। उदाहरण के लिए, जापानी हरे और नीले रंग में अंतर नहीं करते हैं, और ब्रिटिश - नीला और नीला। इन भाषाओं में भिन्न-भिन्न रंगों को एक ही शब्द से निरूपित किया जाता है।

चमकदार तीव्रता की इकाई औसत मानव आंख की वर्णक्रमीय संवेदनशीलता पर निर्भर करती है। अधिकतम दिन का प्रकाश 555 नैनोमीटर के तरंग दैर्ध्य वाले फोटॉन पर पड़ता है। इसका अर्थ है कि सूर्य के प्रकाश में व्यक्ति को हरा रंग सबसे अच्छा दिखाई देता है। नाइट विजन मैक्सिमम एक फोटॉन है जिसकी तरंग दैर्ध्य 507 नैनोमीटर है। इसलिए, चंद्रमा के नीचे, लोग नीली वस्तुओं को बेहतर देखते हैं। शाम के समय, सब कुछ प्रकाश व्यवस्था पर निर्भर करता है: यह जितना बेहतर होता है, उतना ही अधिक "हरा" अधिकतम रंग जो एक व्यक्ति मानता है वह बन जाता है।

मानव आँख की संरचना

लगभग हमेशा, जब दृष्टि की बात आती है, तो हम वही कहते हैं जो आंख देखती है। यह गलत कथन है, क्योंकि मस्तिष्क सबसे पहले मानता है। आँख केवल एक उपकरण है जो मुख्य कंप्यूटर को प्रकाश उत्पादन के बारे में जानकारी प्रसारित करता है। और, किसी भी उपकरण की तरह, संपूर्ण रंग धारणा प्रणाली की अपनी सीमाएं हैं।

मानव रेटिना में दो अलग-अलग प्रकार की कोशिकाएं होती हैं - शंकु और छड़। पूर्व दिन की दृष्टि के लिए जिम्मेदार हैं और रंगों को बेहतर समझते हैं। उत्तरार्द्ध रात्रि दृष्टि प्रदान करते हैं, लाठी के लिए धन्यवाद, एक व्यक्ति प्रकाश और छाया के बीच अंतर करता है। लेकिन वे रंगों को अच्छी तरह से नहीं समझते हैं। लाठी भी आंदोलन के प्रति अधिक संवेदनशील होती है। इसलिए, यदि कोई व्यक्ति चांदनी पार्क या जंगल से गुजरता है, तो वह शाखाओं के हर हिलने, हवा की हर सांस को देखता है।

इस अलगाव का विकासवादी कारण सरल है: हमारे पास एक सूर्य है। चंद्रमा परावर्तित प्रकाश से चमकता है, जिसका अर्थ है कि इसका स्पेक्ट्रम केंद्रीय प्रकाशमान के स्पेक्ट्रम से बहुत अलग नहीं है। इसलिए, दिन को दो भागों में बांटा गया है - प्रबुद्ध और अंधेरा। यदि लोग दो या तीन सितारों की प्रणाली में रहते हैं, तो हमारी दृष्टि में शायद अधिक घटक होंगे, जिनमें से प्रत्येक एक चमकदार के स्पेक्ट्रम के अनुकूल था।

मुझे कहना होगा, हमारे ग्रह पर ऐसे जीव हैं जिनकी दृष्टि मानव से अलग है। उदाहरण के लिए, रेगिस्तान में रहने वाले लोग अपनी आंखों से अवरक्त प्रकाश का पता लगाते हैं। कुछ मछलियाँ पराबैंगनी के पास देख सकती हैं, क्योंकि यह विकिरण पानी के स्तंभ में सबसे गहराई तक प्रवेश करता है। हमारी पालतू बिल्लियाँ और कुत्ते रंगों को अलग तरह से समझते हैं, और उनका स्पेक्ट्रम कम हो जाता है: वे काइरोस्कोरो के लिए बेहतर रूप से अनुकूलित होते हैं।

लेकिन लोग सभी अलग हैं, जैसा कि हमने ऊपर बताया। मानव जाति के कुछ प्रतिनिधि निकट अवरक्त प्रकाश देखते हैं। यह कहना नहीं है कि उन्हें थर्मल कैमरों की आवश्यकता नहीं होगी, लेकिन वे अन्य की तुलना में थोड़ा अधिक लाल रंगों को देखने में सक्षम हैं। दूसरों ने स्पेक्ट्रम का पराबैंगनी भाग विकसित किया है। इस तरह के एक मामले का वर्णन किया गया है, उदाहरण के लिए, फिल्म "प्लैनेट का-पैक्स" में। नायक का दावा है कि वह किसी अन्य स्टार सिस्टम से आया है। जांच से पता चला कि उनमें अल्ट्रावायलेट रेडिएशन देखने की क्षमता थी।

क्या यह साबित करता है कि प्रोट एक एलियन है? नहीं। कुछ लोग इसे कर सकते हैं। इसके अलावा, निकट पराबैंगनी दृश्य स्पेक्ट्रम के निकट है। कोई आश्चर्य नहीं कि कुछ लोग थोड़ा अधिक लेते हैं। लेकिन सुपरमैन निश्चित रूप से पृथ्वी से नहीं है: इस तरह की दृष्टि को मानवीय दृष्टिकोण से समझाने के लिए एक्स-रे स्पेक्ट्रम दृश्य से बहुत दूर है।

चमकदार प्रवाह का निर्धारण करने के लिए निरपेक्ष और सापेक्ष इकाइयाँ

वर्णक्रमीय संवेदनशीलता से स्वतंत्र एक मात्रा, जो एक ज्ञात दिशा में प्रकाश के प्रवाह को इंगित करती है, "कैंडेला" कहलाती है। बिजली इकाई, पहले से ही अधिक "मानव" रवैये के साथ, उसी तरह उच्चारित की जाती है। अंतर केवल इन अवधारणाओं के गणितीय पदनाम में है: निरपेक्ष मान में एक सबस्क्रिप्ट "ई" होता है, जो मानव आंख के सापेक्ष होता है - "υ"। लेकिन यह मत भूलो कि इन श्रेणियों के आकार बहुत भिन्न होंगे। वास्तविक समस्याओं को हल करते समय इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए।

निरपेक्ष और सापेक्ष मूल्यों की गणना और तुलना

यह समझने के लिए कि प्रकाश की शक्ति किसमें मापी जाती है, "पूर्ण" और "मानव" मूल्यों की तुलना करना आवश्यक है। दाईं ओर विशुद्ध रूप से भौतिक अवधारणाएँ हैं। बाईं ओर वे मान हैं जिनमें वे मानव नेत्र प्रणाली से गुजरते समय मुड़ते हैं।

1. विकिरण की शक्ति प्रकाश की शक्ति बन जाती है। अवधारणाओं को कैंडेला में मापा जाता है।
2. ऊर्जा की चमक चमक में बदल जाती है। मान प्रति वर्ग मीटर कैंडेला में व्यक्त किए जाते हैं।

निश्चित रूप से पाठक ने यहां परिचित शब्द देखे। अपने जीवन में कई बार लोग कहते हैं: "बहुत उज्ज्वल सूरज, चलो छाया में चलते हैं" या "मॉनिटर को उज्जवल बनाएं, फिल्म बहुत उदास और अंधेरा है।" हमें उम्मीद है कि लेख थोड़ा स्पष्ट करेगा कि यह अवधारणा कहां से आई है, साथ ही साथ चमकदार तीव्रता की इकाई को क्या कहा जाता है।

"कैंडेला" की अवधारणा की विशेषताएं

हम ऊपर इस शब्द का उल्लेख पहले ही कर चुके हैं। हमने यह भी समझाया कि विद्युत चुम्बकीय विकिरण की शक्ति से संबंधित भौतिकी की पूरी तरह से अलग अवधारणाओं को संदर्भित करने के लिए एक ही शब्द का उपयोग क्यों किया जाता है। तो, प्रकाश की तीव्रता के लिए माप की इकाई को कैंडेला कहा जाता है। लेकिन यह किसके बराबर है? एक कैंडेला एक स्रोत से ज्ञात दिशा में प्रकाश की तीव्रता है जो 5.4 * 10 14 की आवृत्ति के साथ सख्ती से मोनोक्रोमैटिक विकिरण उत्सर्जित करता है, और इस दिशा में स्रोत की ऊर्जा शक्ति 1/683 वाट प्रति इकाई ठोस कोण है। पाठक आसानी से आवृत्ति को तरंग दैर्ध्य में बदल सकता है, सूत्र बहुत आसान है। हम संकेत देंगे: परिणाम दृश्य क्षेत्र में है।

प्रकाश की तीव्रता के मापन की इकाई को एक कारण से "कैंडेला" कहा जाता है। अंग्रेजी जानने वालों को याद है कि मोमबत्ती मोमबत्ती है। पहले, मानव गतिविधि के कई क्षेत्रों को प्राकृतिक मापदंडों में मापा जाता था, उदाहरण के लिए, अश्वशक्ति, पारा के मिलीमीटर। तो यह आश्चर्य की बात नहीं है कि प्रकाश की तीव्रता के लिए माप की इकाई कैंडेला, एक मोमबत्ती है। केवल एक मोमबत्ती बहुत ही अजीब है: कड़ाई से निर्दिष्ट तरंग दैर्ध्य के साथ, और प्रति सेकंड एक विशिष्ट संख्या में फोटॉन का उत्पादन।