(જાન્યુઆરી 4, 1643, વૂલસ્ટોર્પ, ગ્રાન્થમ નજીક, લિંકનશાયર, ઈંગ્લેન્ડ - 31 માર્ચ, 1727, લંડન) - અંગ્રેજી ગણિતશાસ્ત્રી, મિકેનિક, ખગોળશાસ્ત્રી અને ભૌતિકશાસ્ત્રી, ક્લાસિકલ મિકેનિક્સના સર્જક, સભ્ય (1672) અને પ્રમુખ (1703 થી રોયલ) સોસાયટી ઓફ લંડન.
આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્રના સ્થાપકોમાંના એક, મિકેનિક્સના મૂળભૂત નિયમો ઘડ્યા અને મિકેનિક્સના આધારે તમામ ભૌતિક ઘટનાઓનું વર્ણન કરવા માટે એકીકૃત ભૌતિક કાર્યક્રમના વાસ્તવિક સર્જક હતા; સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો શોધ્યો, પૃથ્વીની આસપાસ સૂર્ય અને ચંદ્રની આસપાસના ગ્રહોની ગતિવિધિ તેમજ મહાસાગરોમાં ભરતી સમજાવી, સાતત્ય મિકેનિક્સ, એકોસ્ટિક્સ અને ભૌતિક ઓપ્ટિક્સનો પાયો નાખ્યો.
બાળપણ
આઇઝેક ન્યૂટનનો જન્મ એક નાનકડા ગામમાં એક નાના ખેડૂતના પરિવારમાં થયો હતો જેઓ તેમના પુત્રના જન્મના ત્રણ મહિના પહેલા મૃત્યુ પામ્યા હતા. બાળક અકાળ હતો; એક દંતકથા છે કે તે એટલો નાનો હતો કે તેને બેંચ પર પડેલા ઘેટાંના ચામડામાં મૂકવામાં આવ્યો હતો, જ્યાંથી તે એક દિવસ પડ્યો હતો અને ફ્લોર પર તેનું માથું જોરથી અથડાયું હતું.
જ્યારે બાળક ત્રણ વર્ષનો હતો, ત્યારે તેની માતાએ ફરીથી લગ્ન કર્યા અને તેને તેની દાદીની સંભાળમાં મૂકીને છોડી દીધી. ન્યુટન બીમાર અને અસંગત રીતે ઉછર્યા હતા, દિવાસ્વપ્ન જોવાની સંભાવના હતી. તે કવિતા અને ચિત્ર દ્વારા આકર્ષાયો હતો; તેના સાથીદારોથી દૂર, તેણે કાગળના પતંગો બનાવ્યા, પવનચક્કી, પાણીની ઘડિયાળ અને પેડલ ગાડીની શોધ કરી.
ન્યૂટન માટે શાળા જીવનની શરૂઆત મુશ્કેલ હતી. તે નબળો અભ્યાસ કરતો હતો, તે એક નબળો છોકરો હતો, અને એક દિવસ તેના સહપાઠીઓએ તેને ત્યાં સુધી માર્યો જ્યાં સુધી તે ભાનમાં ન ગયો. ગૌરવપૂર્ણ ન્યૂટન માટે આવી અપમાનજનક પરિસ્થિતિને સહન કરવી અસહ્ય હતી, અને ત્યાં માત્ર એક જ વસ્તુ બાકી હતી: તેની શૈક્ષણિક સફળતા માટે બહાર ઊભા રહેવું. સખત મહેનત દ્વારા તેણે તેના વર્ગમાં પ્રથમ સ્થાન પ્રાપ્ત કર્યું.
ટેક્નોલોજીમાં રસે ન્યૂટનને કુદરતી ઘટનાઓ વિશે વિચારવા મજબૂર કર્યું; તેણે ગણિતનો પણ ઊંડાણપૂર્વક અભ્યાસ કર્યો. જીન બાપ્ટિસ્ટ બાયોટે પાછળથી આ વિશે લખ્યું: “તેના એક કાકાએ, એક દિવસ તેને એક હેજ હેઠળ તેના હાથમાં પુસ્તક સાથે શોધીને, ઊંડા વિચારમાં ડૂબેલા, તેની પાસેથી પુસ્તક લીધું અને જોયું કે તે ગાણિતિક સમસ્યા હલ કરવામાં વ્યસ્ત છે. આવા યુવાનની આટલી ગંભીર અને સક્રિય દિશાથી પ્રભાવિત થઈને, તેણે તેની માતાને તેના પુત્રની ઇચ્છાનો વધુ પ્રતિકાર ન કરવા અને તેને અભ્યાસ ચાલુ રાખવા માટે મોકલવા માટે સમજાવ્યું." ગંભીર તૈયારી કર્યા પછી, ન્યૂટન 1660 માં સબસિઝફ્રા (કહેવાતા ગરીબ વિદ્યાર્થીઓ કે જેઓ કૉલેજના સભ્યોની સેવા કરવા માટે બંધાયેલા હતા, જે ન્યૂટનને બોજ આપી શકતા ન હતા) તરીકે કેમ્બ્રિજમાં પ્રવેશ્યા.
સર્જનાત્મકતાની શરૂઆત. ઓપ્ટિક્સ
છ વર્ષમાં, ન્યૂટને કોલેજની તમામ ડિગ્રીઓ પૂર્ણ કરી અને તેની આગળની તમામ મહાન શોધો તૈયાર કરી. 1665 માં, ન્યૂટન આર્ટ્સમાં માસ્ટર બન્યા.
તે જ વર્ષે, જ્યારે ઇંગ્લેન્ડમાં પ્લેગનો રોગચાળો ફાટી નીકળ્યો હતો, ત્યારે તેણે અસ્થાયી રૂપે વૂલસ્ટોર્પમાં સ્થાયી થવાનું નક્કી કર્યું. તે ત્યાં હતું કે તેણે સક્રિયપણે ઓપ્ટિક્સમાં જોડાવાનું શરૂ કર્યું; લેન્સ ટેલિસ્કોપમાં રંગીન વિકૃતિને દૂર કરવાના માર્ગોની શોધ ન્યુટનને હવે જેને વિક્ષેપ કહેવામાં આવે છે, એટલે કે આવર્તન પર રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સની અવલંબનનો અભ્યાસ કરવા તરફ દોરી ગયા. તેમણે કરેલા ઘણા પ્રયોગો (અને તેમાંથી એક હજારથી વધુ છે) ક્લાસિક બની ગયા છે અને આજે શાળાઓ અને સંસ્થાઓમાં પુનરાવર્તિત થાય છે.
તમામ સંશોધનનો લીટમોટિફ પ્રકાશના ભૌતિક સ્વભાવને સમજવાની ઇચ્છા હતી. શરૂઆતમાં, ન્યૂટન એવું વિચારવા માટે વલણ ધરાવતા હતા કે પ્રકાશ સર્વવ્યાપી ઈથરમાં તરંગો છે, પરંતુ પછીથી તેણે આ વિચારને છોડી દીધો, અને નક્કી કર્યું કે ઈથરથી થતા પ્રતિકારને કારણે અવકાશી પદાર્થોની હિલચાલ નોંધપાત્ર રીતે ધીમી થવી જોઈએ. આ દલીલો ન્યુટનને આ વિચાર તરફ દોરી ગઈ કે પ્રકાશ એ વિશિષ્ટ કણો, કોર્પસ્કલ્સનો પ્રવાહ છે, જે સ્ત્રોતમાંથી ઉત્સર્જિત થાય છે અને જ્યાં સુધી તેમને અવરોધો ન આવે ત્યાં સુધી સીધી રેખામાં આગળ વધે છે. કોર્પસ્ક્યુલર મોડેલે માત્ર પ્રકાશના પ્રસારની સીધીતા જ નહીં, પણ પ્રતિબિંબનો કાયદો (સ્થિતિસ્થાપક પ્રતિબિંબ) પણ સમજાવ્યો, અને - જો કે, વધારાની ધારણા વિના નહીં - રીફ્રેક્શનનો કાયદો. આ ધારણા એવી હતી કે પ્રકાશ કોર્પસલ્સ, પાણીની સપાટીની નજીક આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, તેના દ્વારા આકર્ષિત થવું જોઈએ અને તેથી પ્રવેગકતા અનુભવે છે. આ સિદ્ધાંત મુજબ, પાણીમાં પ્રકાશની ઝડપ હવા કરતા વધારે હોવી જોઈએ (જે પાછળથી પ્રાયોગિક ડેટાનો વિરોધાભાસ કરે છે).
મિકેનિક્સ કાયદા
પ્રકાશ વિશેના કોર્પસ્ક્યુલર વિચારોની રચના એ હકીકત દ્વારા સ્પષ્ટપણે પ્રભાવિત હતી કે તે સમયે ન્યુટનના કાર્યનું મુખ્ય મહાન પરિણામ બનવાનું નિર્ધારિત કાર્ય પહેલેથી જ મોટાભાગે પૂર્ણ થઈ ગયું હતું - કાયદાના આધારે વિશ્વના એકીકૃત ભૌતિક ચિત્રની રચના. તેમના દ્વારા ઘડવામાં આવેલ મિકેનિક્સ.
આ ચિત્ર ભૌતિક બિંદુઓના વિચાર પર આધારિત હતું - પદાર્થના ભૌતિક રીતે અનંત કણો અને તેમની હિલચાલને નિયંત્રિત કરતા કાયદા. તે આ નિયમોની સ્પષ્ટ રચના હતી જેણે ન્યૂટનના મિકેનિક્સને સંપૂર્ણતા અને સંપૂર્ણતા આપી. આમાંનો પહેલો કાયદો, હકીકતમાં, જડતા સંદર્ભ પ્રણાલીઓની વ્યાખ્યા હતી: તે એવી સિસ્ટમોમાં છે કે જે ભૌતિક બિંદુઓ કે જે કોઈ પ્રભાવનો અનુભવ કરતા નથી તે એકસરખી અને સરખી રીતે આગળ વધે છે. મિકેનિક્સનો બીજો નિયમ કેન્દ્રિય ભૂમિકા ભજવે છે. તે જણાવે છે કે એકમ સમય દીઠ જથ્થા, ગતિ (દળ અને વેગનું ઉત્પાદન) માં ફેરફાર એ ભૌતિક બિંદુ પર કાર્ય કરતા બળની બરાબર છે. આ દરેક બિંદુઓનો સમૂહ એક સ્થિર છે; સામાન્ય રીતે, આ બધા બિંદુઓ "ખરી જતા નથી," જેમ કે ન્યુટને કહ્યું, તેમાંથી દરેક શાશ્વત છે, એટલે કે, તે ન તો ઉદ્ભવે છે અને ન તો નાશ પામી શકે છે. સામગ્રી બિંદુઓ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, અને તે દરેક પર અસરનું માત્રાત્મક માપ બળ છે. આ દળો શું છે તે શોધવાની સમસ્યા એ મિકેનિક્સની મૂળ સમસ્યા છે.
છેવટે, ત્રીજો કાયદો - "ક્રિયા અને પ્રતિક્રિયાની સમાનતા" નો કાયદો સમજાવે છે કે શા માટે કોઈપણ શરીર કે જે બાહ્ય પ્રભાવનો અનુભવ કરતું નથી તેની કુલ આવેગ યથાવત રહે છે, પછી ભલે તેના ઘટકો એકબીજા સાથે કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે.
ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો
વિવિધ દળોના અભ્યાસની સમસ્યા ઊભી કર્યા પછી, ન્યુટને પોતે તેના ઉકેલનું પ્રથમ તેજસ્વી ઉદાહરણ આપ્યું, સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ ઘડ્યો: શરીરો વચ્ચેના ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણનું બળ જેના પરિમાણો તેમની વચ્ચેના અંતર કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછા હોય છે તે તેમના સમૂહના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે. , તેમની વચ્ચેના અંતરના વર્ગના વિપરિત પ્રમાણસર અને કનેક્ટિંગ લાઇન સાથે નિર્દેશિત. તેમની સીધી. સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના કાયદાએ ન્યૂટનને પૃથ્વીની આસપાસ સૂર્ય અને ચંદ્રની આસપાસના ગ્રહોની હિલચાલનું માત્રાત્મક સમજૂતી આપવા અને દરિયાઈ ભરતીની પ્રકૃતિને સમજવાની મંજૂરી આપી. આ સંશોધકોના મન પર મોટી છાપ કરવામાં નિષ્ફળ રહી શક્યું નહીં. તમામ કુદરતી ઘટનાઓના એકીકૃત યાંત્રિક વર્ણન માટેનો પ્રોગ્રામ - "પૃથ્વી" અને "સ્વર્ગીય" બંને - ઘણા વર્ષોથી ભૌતિકશાસ્ત્રમાં સ્થાપિત થયો હતો. તદુપરાંત, બે સદીઓ દરમિયાન ઘણા ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ માટે, ન્યૂટનના નિયમોની લાગુ પડવાની મર્યાદાનો પ્રશ્ન જ ગેરવાજબી લાગતો હતો.
1668માં, ન્યૂટન કેમ્બ્રિજ પરત ફર્યા અને ટૂંક સમયમાં જ ગણિતની લુકેસિયન ચેર પ્રાપ્ત કરી. આ ખુરશી અગાઉ તેમના શિક્ષક આઈ. બેરો દ્વારા કબજે કરવામાં આવી હતી, જેમણે તેમને આર્થિક રીતે પ્રદાન કરવા માટે તેમના મનપસંદ વિદ્યાર્થીને ખુરશી સોંપી હતી. તે સમય સુધીમાં, ન્યુટન પહેલેથી જ દ્વિપદીના લેખક અને સર્જક (એકસાથે લીબનીઝ સાથે, પરંતુ તેમનાથી સ્વતંત્ર રીતે) પ્રવાહની પદ્ધતિ - જેને હવે વિભેદક અને અભિન્ન કલન કહેવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, તે ન્યૂટનના કાર્યમાં સૌથી ફળદાયી સમયગાળો હતો: સાત વર્ષમાં, 1660 થી 1667 સુધી, તેના મુખ્ય વિચારોની રચના કરવામાં આવી હતી, જેમાં સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના કાયદાના વિચારનો સમાવેશ થાય છે. પોતાની જાતને એકલા સૈદ્ધાંતિક સંશોધન સુધી મર્યાદિત ન રાખીને, તે જ વર્ષોમાં તેણે પ્રતિબિંબિત ટેલિસ્કોપ (પ્રતિબિંબિત) ડિઝાઇન અને બનાવવાનું શરૂ કર્યું. આ કાર્યને કારણે પાછળથી "સમાન જાડાઈની રેખાઓ" તરીકે ઓળખાતી હસ્તક્ષેપની શોધ થઈ. (ન્યુટને, એ સમજીને કે "પ્રકાશ દ્વારા પ્રકાશનું શમન" અહીં પ્રગટ થયું હતું, જે કોર્પસ્ક્યુલર મોડેલમાં બંધબેસતું નહોતું, તેણે એવી ધારણા રજૂ કરીને અહીં ઊભી થયેલી મુશ્કેલીઓને દૂર કરવાનો પ્રયાસ કર્યો કે પ્રકાશમાં કોર્પસ્કલ્સ તરંગોમાં ફરે છે - "ભરતી") . ન્યૂટનને લંડનની રોયલ સોસાયટીના સભ્ય તરીકે રજૂ કરવા પાછળનું બીજું ટેલિસ્કોપ (સુધારેલું) કારણભૂત હતું. જ્યારે ન્યૂટને સભ્યપદની ફી ચૂકવવા માટે ભંડોળના અભાવને ટાંકીને સભ્યપદનો ઇનકાર કર્યો હતો, ત્યારે તેની વૈજ્ઞાનિક યોગ્યતાઓને ધ્યાનમાં રાખીને, તેને ચૂકવણીમાંથી મુક્તિ આપીને તેના માટે અપવાદ બનાવવાનું શક્ય માનવામાં આવતું હતું.
સ્વભાવે ખૂબ જ સાવધ (ડરપોક ન કહેવા માટે) વ્યક્તિ હોવાને કારણે, ન્યૂટન, તેની ઇચ્છા વિરુદ્ધ, કેટલીકવાર પોતાને પીડાદાયક ચર્ચાઓ અને તકરારમાં દોરતો જોવા મળ્યો. આમ, 1675માં દર્શાવેલ તેમના પ્રકાશ અને રંગોના સિદ્ધાંતે એવા હુમલાઓ કર્યા કે ન્યૂટને જ્યારે તેઓ જીવતા હતા ત્યારે ઓપ્ટિક્સ પર કંઈપણ પ્રકાશિત ન કરવાનું નક્કી કર્યું. હૂક, તેનો સૌથી કડવો વિરોધી. ન્યૂટનને રાજકીય કાર્યક્રમોમાં પણ ભાગ લેવો પડતો હતો. 1688 થી 1694 સુધી તેઓ સંસદના સભ્ય હતા. તે સમય સુધીમાં, 1687 માં, તેમની મુખ્ય કૃતિ "નેચરલ ફિલોસોફીના ગાણિતિક સિદ્ધાંતો" પ્રકાશિત થઈ હતી - અવકાશી પદાર્થોની હિલચાલથી લઈને ધ્વનિના પ્રસાર સુધીની તમામ ભૌતિક ઘટનાઓના મિકેનિક્સનો આધાર. આવનારી ઘણી સદીઓ સુધી, આ પ્રોગ્રામ ભૌતિકશાસ્ત્રના વિકાસને નિર્ધારિત કરે છે, અને તેનું મહત્વ આજ સુધી સમાપ્ત થયું નથી.
ન્યુટન રોગ
સતત પ્રચંડ નર્વસ અને માનસિક તાણ એ હકીકત તરફ દોરી ગયું કે 1692 માં ન્યૂટન માનસિક વિકારથી બીમાર પડ્યો. આ માટે તાત્કાલિક પ્રેરણા એ આગ હતી જેમાં તેણે તૈયાર કરેલી તમામ હસ્તપ્રતો ખોવાઈ ગઈ હતી. જુબાની અનુસાર, ફક્ત 1694 સુધીમાં તેણે કર્યું હ્યુજેન્સ, "...તેમનું પુસ્તક "સિદ્ધાંતો" સમજવાનું શરૂ થઈ ગયું છે."
ભૌતિક અસુરક્ષાની સતત દમનકારી લાગણી નિઃશંકપણે ન્યૂટનની માંદગીનું એક કારણ હતું. તેથી, ટંકશાળના વોર્ડનનું પદ, જ્યારે કેમ્બ્રિજ ખાતે તેમની પ્રોફેસરશીપ જાળવી રાખતા હતા, તેમના માટે મહત્વપૂર્ણ હતું. ઉત્સાહપૂર્વક કામ કરવા અને ઝડપથી નોંધપાત્ર સફળતા હાંસલ કરીને, તેઓ 1699 માં ડિરેક્ટર તરીકે નિયુક્ત થયા. આને શિક્ષણ સાથે જોડવાનું અશક્ય હતું અને ન્યૂટન લંડન ગયા. 1703 ના અંતમાં તેઓ રોયલ સોસાયટીના પ્રમુખ તરીકે ચૂંટાયા. તે સમયે ન્યૂટન ખ્યાતિના શિખરે પહોંચી ગયા હતા. 1705 માં, તેને નાઈટહૂડમાં ઉન્નત કરવામાં આવ્યો હતો, પરંતુ, એક વિશાળ એપાર્ટમેન્ટ, છ નોકરો અને એક શ્રીમંત કુટુંબ હોવાને કારણે, તે એકલા રહે છે. સક્રિય સર્જનાત્મકતાનો સમય સમાપ્ત થઈ ગયો છે, અને ન્યૂટને પોતાને "ઓપ્ટિક્સ" ની આવૃત્તિ તૈયાર કરવા માટે, "સિદ્ધાંતો" નું પુનઃમુદ્રણ અને પવિત્ર ગ્રંથોના અર્થઘટન સુધી મર્યાદિત રાખ્યું છે (તેઓ એપોકેલિપ્સનું અર્થઘટન ધરાવે છે, પ્રબોધક ડેનિયલ પર એક નિબંધ) .
ન્યૂટનને વેસ્ટમિંસ્ટર એબીમાં દફનાવવામાં આવ્યા હતા. તેમની કબર પરનો શિલાલેખ આ શબ્દો સાથે સમાપ્ત થાય છે: "મનુષ્યને આનંદ થવા દો કે માનવ જાતિની આવી શણગાર તેમની વચ્ચે રહે છે."
XIX-XX સદીઓના વળાંક પર. શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સની લાગુ પડવાની મર્યાદાઓ ઓળખવામાં આવી હતી (લેખના અંતે "શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સની લાગુ પડવાની મર્યાદાઓ" વિભાગ જુઓ). તે બહાર આવ્યું છે કે તે અત્યંત સચોટ પરિણામો આપે છે, પરંતુ ફક્ત તે કિસ્સાઓમાં જ્યારે તે એવા શરીર પર લાગુ થાય છે કે જેની ગતિ પ્રકાશની ગતિ કરતા ઘણી ઓછી હોય છે, અને જેનું કદ નોંધપાત્ર રીતે અણુઓ અને પરમાણુઓના કદ કરતાં વધી જાય છે અને અંતર અથવા પરિસ્થિતિઓમાં જ્યાં ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રસારની ગતિને અનંત ગણી શકાય ( મનસ્વી ગતિએ આગળ વધતા શરીર માટે શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સનું સામાન્યીકરણ સાપેક્ષ મિકેનિક્સ છે, અને તે સંસ્થાઓ કે જેના પરિમાણો અણુ સાથે સરખાવી શકાય છે - ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ; ક્વોન્ટમ ફિલ્ડ થિયરી દ્વારા ક્વોન્ટમ રિલેટિવિસ્ટિક અસરો ગણવામાં આવે છે) .
જો કે, શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સ તેનું મહત્વ જાળવી રાખે છે કારણ કે તે:
- અન્ય સિદ્ધાંતો કરતાં સમજવા અને ઉપયોગમાં લેવા માટે ખૂબ સરળ.
- વિશાળ શ્રેણીમાં, તે વાસ્તવિકતાને ખૂબ સારી રીતે વર્ણવે છે.
ક્લાસિકલ મિકેનિક્સનો ઉપયોગ ભૌતિક પદાર્થોના ખૂબ જ વિશાળ વર્ગની ગતિનું વર્ણન કરવા માટે થઈ શકે છે: રોજિંદા મેક્રોસ્કોપિક ઑબ્જેક્ટ્સ (જેમ કે ટોપ અને બેઝબોલ), ખગોળીય ઑબ્જેક્ટ્સ (જેમ કે ગ્રહો અને તારાઓ), અને ઘણા માઇક્રોસ્કોપિક ઑબ્જેક્ટ્સ.
જ્ઞાનકોશીય YouTube
1 / 5
✪ વ્યાખ્યાન 1. | 8.01 ભૌતિકશાસ્ત્ર I: ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ, ફોલ 1999
✪ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ 1 - શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્રની નિષ્ફળતા
✪ ભૌતિકશાસ્ત્ર - ન્યુટનના પ્રથમ અને બીજા નિયમો
✪ મિકેનિક્સ - મિકેનિક્સની મૂળભૂત વિભાવનાઓ
✪ મિકેનિક્સ. ન્યૂટનના નિયમો. શક્તિઓ
સબટાઈટલ
મૂળભૂત ખ્યાલો
ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ ઘણા મૂળભૂત ખ્યાલો અને મોડેલો પર કાર્ય કરે છે. તેમની વચ્ચે છે:
- જગ્યા એવું માનવામાં આવે છે કે શરીરની હિલચાલ એ અવકાશમાં થાય છે જે યુક્લિડિયન, નિરપેક્ષ (નિરીક્ષકથી સ્વતંત્ર), સજાતીય (અવકાશમાં કોઈપણ બે બિંદુઓ અવિભાજ્ય છે) અને આઇસોટ્રોપિક (અવકાશમાં કોઈપણ બે દિશાઓ અસ્પષ્ટ છે).
- શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સમાં સમય એ મૂળભૂત ખ્યાલ છે. એવું માનવામાં આવે છે કે સમય નિરપેક્ષ, એકરૂપ અને આઇસોટ્રોપિક છે (શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સના સમીકરણો સમયના પ્રવાહની દિશા પર આધારિત નથી).
- સંદર્ભ પ્રણાલીમાં સંદર્ભ બોડી (ચોક્કસ શરીર, વાસ્તવિક અથવા કાલ્પનિક, યાંત્રિક પ્રણાલીની હિલચાલને સંબંધિત ગણવામાં આવે છે), સમય માપવા માટેનું ઉપકરણ અને સંકલન પ્રણાલીનો સમાવેશ થાય છે.
- માસ એ શરીરની જડતાનું માપ છે.
- મટીરીયલ પોઈન્ટ એ પદાર્થનું એક મોડેલ છે જેમાં સમૂહ હોય છે, જેનાં પરિમાણોને સમસ્યા હલ કરવામાં અવગણવામાં આવે છે. બિન-શૂન્ય કદના શરીર જટિલ ગતિનો અનુભવ કરી શકે છે કારણ કે તેમની આંતરિક ગોઠવણી બદલાઈ શકે છે (ઉદાહરણ તરીકે, શરીર ફેરવી શકે છે અથવા વિકૃત થઈ શકે છે). જો કે, અમુક કિસ્સાઓમાં, ભૌતિક બિંદુઓ માટે મેળવેલા પરિણામો આવા સંસ્થાઓને લાગુ પડે છે, જો આપણે આવી સંસ્થાઓને મોટી સંખ્યામાં ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી સામગ્રી બિંદુઓના એકંદર તરીકે ધ્યાનમાં લઈએ. ગતિશાસ્ત્ર અને ગતિશાસ્ત્રમાં સામગ્રીના બિંદુઓ સામાન્ય રીતે નીચેના જથ્થા દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે:
- ત્રિજ્યા વેક્ટર r → (\displaystyle (\vec (r)))- કોઓર્ડિનેટ્સની ઉત્પત્તિથી અવકાશમાં તે બિંદુ સુધી દોરવામાં આવેલ વેક્ટર જે સામગ્રી બિંદુની વર્તમાન સ્થિતિ તરીકે સેવા આપે છે
- વેગ એ એક વેક્ટર છે જે સમય સાથે સામગ્રી બિંદુની સ્થિતિમાં ફેરફારને દર્શાવે છે અને સમયના સંદર્ભમાં ત્રિજ્યા વેક્ટરના વ્યુત્પન્ન તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે: v → = d r → d t (\displaystyle (\vec (v))=(\frac (d(\vec (r)))(dt)))
- પ્રવેગક એ વેક્ટર છે જે સમય સાથે સામગ્રીના બિંદુની ગતિમાં ફેરફારને દર્શાવે છે અને સમયના સંદર્ભમાં ઝડપના વ્યુત્પન્ન તરીકે વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે: a → = d v → d t = d 2 r → d t 2 (\displaystyle (\vec (a))=(\frac (d(\vec (v)))(dt))=(\frac (d^(2) )(\vec (r)))(dt^(2))))
- માસ એ સામગ્રી બિંદુની જડતાનું માપ છે; સમયાંતરે સ્થિર અને ભૌતિક બિંદુની હિલચાલ અને અન્ય સંસ્થાઓ સાથે તેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની કોઈપણ વિશેષતાઓથી સ્વતંત્ર હોવાનું માનવામાં આવે છે.
- મોમેન્ટમ (બીજું નામ મોમેન્ટમ છે) એક વેક્ટર ભૌતિક જથ્થા છે જે સામગ્રીના બિંદુના સમૂહના ઉત્પાદન અને તેની ગતિ સમાન છે: p → = m v → . (\પ્રદર્શન શૈલી (\vec (p))=m(\vec (v)).)
- ગતિ ઊર્જા એ ભૌતિક બિંદુની ગતિની ઊર્જા છે, જે શરીરના સમૂહના અડધા ઉત્પાદન અને તેની ગતિના વર્ગ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે: T = m v 2 2 . (\displaystyle T=(\frac (mv^(2))(2)).)અથવા T = p 2 2 m. (\displaystyle T=(\frac (p^(2))(2m)).)
- બળ એ વેક્ટર ભૌતિક જથ્થો છે, જે આપેલ શરીર તેમજ ભૌતિક ક્ષેત્રો પર અન્ય સંસ્થાઓના પ્રભાવની તીવ્રતાનું માપ છે. તે સામગ્રી બિંદુના કોઓર્ડિનેટ્સ અને વેગનું કાર્ય છે, સમયના સંદર્ભમાં તેના વેગના વ્યુત્પન્નતાને નિર્ધારિત કરે છે.
- જો બળનું કાર્ય શરીરની ગતિના પ્રકાર પર આધારિત ન હોય, પરંતુ તેની પ્રારંભિક અને અંતિમ સ્થિતિઓ દ્વારા જ નક્કી કરવામાં આવે છે, તો આવા બળને સંભવિત કહેવામાં આવે છે. સંભવિત બળો દ્વારા થતી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને સંભવિત-ઊર્જા દ્વારા વર્ણવી શકાય છે. વ્યાખ્યા દ્વારા, સંભવિત ઊર્જા એ શરીરના કોઓર્ડિનેટ્સનું કાર્ય છે U (r →) (\displaystyle U((\vec (r))))જેમ કે શરીર પર કાર્ય કરતું બળ આ ફંક્શનના ગ્રેડિયન્ટ જેટલું છે, જે વિરુદ્ધ ચિહ્ન સાથે લેવામાં આવે છે: F → = − ∇ U (r →) . (\displaystyle (\vec (F))=-\nabla U((\vec (r))).)
મૂળભૂત કાયદા
ગેલિલિયોનો સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાંત
મુખ્ય સિદ્ધાંત જેના પર ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ આધારિત છે તે સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાંત છે, જે જી. ગેલિલિયો દ્વારા પ્રયોગમૂલક અવલોકનોના આધારે ઘડવામાં આવ્યો છે. આ સિદ્ધાંત મુજબ, અનંતપણે ઘણી બધી સંદર્ભ પ્રણાલીઓ છે જેમાં મુક્ત શરીર આરામમાં હોય છે અથવા તીવ્રતા અને દિશામાં ગતિ સ્થિર સાથે આગળ વધે છે. આ સંદર્ભ પ્રણાલીઓને જડતા કહેવામાં આવે છે અને એકબીજાની સાપેક્ષ રીતે એકસરખી અને રેક્ટીલીનરી રીતે આગળ વધે છે. તમામ જડતા સંદર્ભ પ્રણાલીઓમાં, અવકાશ અને સમયના ગુણધર્મો સમાન હોય છે, અને યાંત્રિક પ્રણાલીઓમાં તમામ પ્રક્રિયાઓ સમાન કાયદાઓનું પાલન કરે છે. આ સિદ્ધાંતને નિરપેક્ષ સંદર્ભ પ્રણાલીઓની ગેરહાજરી તરીકે પણ ઘડી શકાય છે, એટલે કે, સંદર્ભ પ્રણાલીઓ જે કોઈપણ રીતે અન્યની તુલનામાં અલગ હોય છે.
ન્યૂટનના નિયમો
ક્લાસિકલ મિકેનિક્સનો આધાર ન્યૂટનના ત્રણ કાયદા છે (આ કાયદા ઘડવામાં, ન્યૂટને "બોડી" શબ્દનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જો કે હકીકતમાં તેઓ ભૌતિક મુદ્દાઓ વિશે વાત કરી રહ્યા છે).
ન્યુટનનો બીજો નિયમ કણની ગતિનું વર્ણન કરવા માટે પૂરતો નથી. વધુમાં, બળનું વર્ણન જરૂરી છે F → (\displaystyle (\vec (F))), શારીરિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના સારને ધ્યાનમાં લેતા પ્રાપ્ત થાય છે જેમાં શરીર ભાગ લે છે.
ઊર્જા સંરક્ષણનો કાયદો
ઊર્જાના સંરક્ષણનો કાયદો એ બંધ રૂઢિચુસ્ત પ્રણાલીઓ (એટલે કે, સિસ્ટમો જેમાં માત્ર રૂઢિચુસ્ત દળો કાર્ય કરે છે) માટેના ન્યૂટનના કાયદાનું પરિણામ છે. આ કાયદાનો મૂળભૂત આધાર મિલકત છે સમયની એકરૂપતા, અને ઊર્જાના સંરક્ષણના કાયદા અને આ મિલકત વચ્ચેનો સંબંધ ફરીથી નોથેરના પ્રમેય દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવ્યો છે.
વિસ્તૃત સંસ્થાઓ માટે વિસ્તરણ
ક્લાસિકલ મિકેનિક્સમાં વિસ્તૃત બિન-બિંદુ પદાર્થોની જટિલ ગતિનું વર્ણન પણ શામેલ છે. ન્યુટોનિયન મિકેનિક્સના નિયમોનું આવા પદાર્થોમાં વિસ્તરણ મુખ્યત્વે યુલરને કારણે હતું. યુલરના નિયમોની આધુનિક રચના ત્રિ-પરિમાણીય વેક્ટરના ઉપકરણનો પણ ઉપયોગ કરે છે.
વેગ અને ગતિ ઊર્જા માટે ઉપરોક્ત અભિવ્યક્તિઓ ફક્ત ત્યારે જ માન્ય છે જો ત્યાં કોઈ નોંધપાત્ર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક યોગદાન ન હોય. ઈલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમમાં, જો સિસ્ટમના વેગમાં ઈલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડના યોગદાનને ધ્યાનમાં લેવામાં ન આવે તો વર્તમાન-વહન વાયર માટે ન્યૂટનના બીજા નિયમનું ઉલ્લંઘન થાય છે; આવા યોગદાનને પોઈન્ટિંગ વેક્ટર દ્વારા વિભાજિત કરવામાં આવે છે c 2 જ્યાં cખાલી જગ્યામાં પ્રકાશની ગતિ છે.
વાર્તા
પ્રાચીનકાળ
ક્લાસિકલ મિકેનિક્સનો ઉદ્ભવ પ્રાચીનકાળમાં મુખ્યત્વે બાંધકામ દરમિયાન ઊભી થતી સમસ્યાઓના સંબંધમાં થયો હતો. વિકાસ માટે મિકેનિક્સની પ્રથમ શાખા સ્ટેટિક્સ હતી, જેનો પાયો 3જી સદી બીસીમાં આર્કિમિડીઝના કાર્યોમાં નાખવામાં આવ્યો હતો. ઇ. તેમણે લીવર નિયમ ઘડ્યો, સમાંતર દળોના ઉમેરા પર પ્રમેય, ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્રની વિભાવના રજૂ કરી, અને હાઇડ્રોસ્ટેટિક્સ (આર્કિમિડીઝનું બળ)નો પાયો નાખ્યો.
મધ્યમ વય
નવો સમય
17મી સદી
ક્લાસિકલ મિકેનિક્સનો પાયો નાખવો એ આઇઝેક ન્યૂટનના કાર્ય સાથે સમાપ્ત થયો, જેમણે સૌથી સામાન્ય સ્વરૂપમાં મિકેનિક્સના નિયમો ઘડ્યા અને સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના કાયદાની શોધ કરી. 1684 માં, તેમણે પ્રવાહી અને વાયુઓમાં ચીકણું ઘર્ષણનો કાયદો સ્થાપિત કર્યો.
17મી સદીમાં, 1660 માં, સ્થિતિસ્થાપક વિકૃતિનો કાયદો ઘડવામાં આવ્યો હતો, જે તેના શોધક રોબર્ટ હૂકનું નામ ધરાવે છે.
XVIII સદી
19 મી સદી
ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ એ સ્વ-સતત સિદ્ધાંત છે, એટલે કે, તેના માળખામાં એવા કોઈ નિવેદનો નથી કે જે એકબીજા સાથે વિરોધાભાસી હોય. સામાન્ય રીતે, તે અન્ય "શાસ્ત્રીય" સિદ્ધાંતો (જેમ કે શાસ્ત્રીય ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ અને ક્લાસિકલ થર્મોડાયનેમિક્સ) સાથે સુસંગત છે, પરંતુ 19મી સદીના અંતમાં આ સિદ્ધાંતો વચ્ચે કેટલીક અસંગતતાઓ બહાર આવી હતી; આ અસંગતતાઓને દૂર કરવાથી આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્રનો ઉદભવ થયો. વિશેષ રીતે:
- ક્લાસિકલ ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સના સમીકરણો ગેલિલિયન ટ્રાન્સફોર્મેશનના સંદર્ભમાં અપ્રચલિત છે: કારણ કે આ સમીકરણોમાં (ભૌતિક સ્થિરાંક તરીકે, બધા નિરીક્ષકો માટે સતત) પ્રકાશની ગતિનો સમાવેશ થાય છે, તો પછી ક્લાસિકલ ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ અને ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ ફક્ત એક પસંદ કરેલામાં સુસંગત છે. સંદર્ભ સિસ્ટમ - ઈથર સાથે સંકળાયેલ. પરંતુ પ્રાયોગિક પરીક્ષણ ઈથરનું અસ્તિત્વ જાહેર કરી શક્યું ન હતું, અને આનાથી સાપેક્ષતાના વિશેષ સિદ્ધાંતની રચના થઈ (જેમાં મિકેનિક્સના સમીકરણોમાં ફેરફાર કરવામાં આવ્યા હતા).
- શાસ્ત્રીય થર્મોડાયનેમિક્સના કેટલાક નિવેદનો શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સ સાથે પણ અસંગત છે: શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સના નિયમો સાથે તેમનો ઉપયોગ ગિબ્સ વિરોધાભાસ તરફ દોરી જાય છે (જે મુજબ એન્ટ્રોપીનું મૂલ્ય ચોક્કસ રીતે નક્કી કરવું અશક્ય છે) અને અલ્ટ્રાવાયોલેટ વિનાશ તરફ દોરી જાય છે (પછીનો અર્થ કે
"સારા ઉદાહરણો આપણને જે લાભો આપે છે તે વિશે વિચારો, અને તમે જોશો કે મહાન લોકોની યાદશક્તિ તેમની હાજરી કરતાં ઓછી ઉપયોગી નથી."
મિકેનિક્સ સૌથી વધુ એક છે પ્રાચીનવિજ્ઞાન તે પ્રભાવ હેઠળ ઉભો થયો અને વિકસિત થયો જાહેર પ્રેક્ટિસ વિનંતીઓ, અને પણ આભાર માનવ વિચારની અમૂર્ત પ્રવૃત્તિ. પ્રાગૈતિહાસિક સમયમાં પણ, લોકોએ ઇમારતો બનાવી અને વિવિધ સંસ્થાઓની હિલચાલનું અવલોકન કર્યું. ઘણા યાંત્રિક ગતિના નિયમો અને ભૌતિક સંસ્થાઓના સંતુલનપુનરાવર્તિત પુનરાવર્તનો દ્વારા માનવજાત દ્વારા શીખ્યા, શુદ્ધ પ્રાયોગિક રીતે. આ સામાજિક-ઐતિહાસિક અનુભવ,પેઢી દર પેઢી નીચે પસાર, અને એક હતી વિજ્ઞાન તરીકે મિકેનિક્સ વિકસિત થયું તેના વિશ્લેષણ પર સ્ત્રોત સામગ્રી. મિકેનિક્સનો ઉદભવ અને વિકાસસાથે ગાઢ સંબંધ હતો ઉત્પાદન, સાથે જરૂરિયાતોમાનવ સમાજ. "કૃષિના વિકાસના ચોક્કસ તબક્કે," એંગલ્સ લખે છે, અને અમુક દેશોમાં (ઇજિપ્તમાં સિંચાઈ માટે પાણી વધારવું), અને ખાસ કરીને શહેરો, મોટી ઇમારતો અને હસ્તકલાના વિકાસ સાથે, મિકેનિક્સ. ટૂંક સમયમાં તે શિપિંગ અને લશ્કરી બાબતો માટે પણ જરૂરી બની જશે.
પ્રથમમિકેનિક્સ ક્ષેત્રે હસ્તપ્રતો અને વૈજ્ઞાનિક અહેવાલો જે આજ સુધી ટકી રહ્યા છે ઇજિપ્ત અને ગ્રીસના પ્રાચીન વૈજ્ઞાનિકો. સૌથી પ્રાચીન પેપરી અને પુસ્તકો, જેમાં મિકેનિક્સની કેટલીક સરળ સમસ્યાઓનો અભ્યાસ સાચવવામાં આવ્યો છે, તે મુખ્યત્વે વિવિધ સમસ્યાઓ સાથે સંબંધિત છે. સ્ટેટિક્સ, એટલે કે સંતુલનનો સિદ્ધાંત. સૌ પ્રથમ, અહીં આપણે પ્રાચીન ગ્રીસના ઉત્કૃષ્ટ ફિલસૂફ (384-322 બીસી) ના કાર્યોને નામ આપવાની જરૂર છે, જેમણે નામને વૈજ્ઞાનિક પરિભાષામાં રજૂ કર્યું. મિકેનિક્સમાનવ જ્ઞાનના વિશાળ ક્ષેત્ર માટે જેમાં પ્રકૃતિમાં અવલોકન કરાયેલ અને તેની પ્રવૃત્તિઓ દરમિયાન માણસ દ્વારા બનાવેલ ભૌતિક શરીરની સરળ હિલચાલનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે.
એરિસ્ટોટલથ્રેસમાં સ્ટેગીરાની ગ્રીક વસાહતમાં જન્મ. તેના પિતા મેસેડોનિયન રાજાના ચિકિત્સક હતા. 367 માં, એરિસ્ટોટલ એથેન્સમાં સ્થાયી થયા, જ્યાં તેમણે ગ્રીસમાં પ્રખ્યાત આદર્શવાદી ફિલસૂફની એકેડેમીમાં દાર્શનિક શિક્ષણ મેળવ્યું. પ્લેટો. 343 માં એરિસ્ટોટલે સત્તા સંભાળી એલેક્ઝાન્ડર ધ ગ્રેટના શિક્ષક(એલેક્ઝાન્ડર ધ ગ્રેટએ કહ્યું: "હું મારા પિતા સાથે સમાન ધોરણે એરિસ્ટોટલનું સન્માન કરું છું, કારણ કે જો હું મારા પિતાને મારા જીવનનો ઋણી છું, તો હું એરિસ્ટોટલની દરેક વસ્તુનો ઋણી છું જે તેને મૂલ્ય આપે છે."), પછીથી પ્રાચીન વિશ્વના પ્રખ્યાત કમાન્ડર. તેની પોતાની ફિલોસોફિકલ સ્કૂલ, જેને સ્કૂલ કહે છે પેરીપેટેટીક્સ, એરિસ્ટોટલ એથેન્સમાં 335 માં સ્થાપના કરી હતી. એરિસ્ટોટલની કેટલીક ફિલોસોફિકલ સ્થિતિઓ આજ સુધી તેમનું મહત્વ ગુમાવી નથી. એફ. એંગલ્સે લખ્યું; "પ્રાચીન ગ્રીક ફિલસૂફો બધા સ્વયંસ્ફુરિત ડાયાલેક્ટીશિયનો તરીકે જન્મ્યા હતા, અને એરિસ્ટોટલે, તેમની વચ્ચેના સૌથી સાર્વત્રિક વડા, પહેલેથી જ દ્વિભાષી વિચારસરણીના તમામ આવશ્યક સ્વરૂપોની શોધ કરી હતી." પરંતુ મિકેનિક્સના ક્ષેત્રમાં, માનવ વિચારના આ વ્યાપક સાર્વત્રિક નિયમો એરિસ્ટોટલના કાર્યોમાં ફળદાયી રીતે પ્રતિબિંબિત થયા ન હતા.
આર્કિમિડીઝ મોટી સંખ્યામાં માલિક છે તકનીકી શોધ, સૌથી સરળ સહિત વોટર-લિફ્ટિંગ મશીન (આર્કિમિડિયન સ્ક્રૂ),જેને પાણીથી છલકાયેલી સાંસ્કૃતિક જમીનોને દૂર કરવા માટે ઇજિપ્તમાં અરજી મળી. તેણે પોતાને અને કેવી રીતે બતાવ્યું લશ્કરી ઈજનેરપોતાના વતન સિરાક્યુઝ (સિલી)નો બચાવ કરતી વખતે. આર્કિમિડીઝ માનવતા માટે સચોટ અને વ્યવસ્થિત વૈજ્ઞાનિક સંશોધનની શક્તિ અને મહાન મહત્વને સમજતા હતા, અને તેમને ગૌરવપૂર્ણ શબ્દો સાથે શ્રેય આપવામાં આવે છે: “ મને ઊભા રહેવાની જગ્યા આપો અને હું પૃથ્વીને ખસેડીશ."
સિરાક્યુઝના કબજા દરમિયાન રોમનોએ કરેલા હત્યાકાંડ દરમિયાન આર્કિમિડીઝ રોમન સૈનિકની તલવારથી મૃત્યુ પામ્યા હતા. દંતકથા છે કે આર્કિમિડીસે, ભૌમિતિક આકૃતિઓનું પરીક્ષણ કરવામાં ડૂબીને, તેમની પાસે આવેલા એક સૈનિકને કહ્યું: "મારા રેખાંકનોને સ્પર્શ કરશો નહીં." સૈનિક, આ શબ્દોમાં વિજેતાઓની શક્તિનું અપમાન જોઈને, તેનું માથું કાપી નાખ્યું, અને આર્કિમિડીઝના લોહીથી તેના વૈજ્ઞાનિક કાર્યને ડાઘ લાગ્યો.
પ્રખ્યાત પ્રાચીન ખગોળશાસ્ત્રી ટોલેમી(બીજી સદી એડી - એવી માહિતી છે કે ટોલેમી (ક્લાઉડિયસ ટોલેમિયસ) એલેક્ઝાન્ડ્રિયામાં 127 થી 141 અથવા 151 સુધી રહેતા હતા અને કામ કરતા હતા. આરબ દંતકથાઓ અનુસાર, તેઓ 78 વર્ષની વયે મૃત્યુ પામ્યા હતા.) તેમના કામમાં “ 13 પુસ્તકોમાં ખગોળશાસ્ત્રનું મહાન ગાણિતિક નિર્માણ"વિશ્વની એક ભૂકેન્દ્રીય પ્રણાલી વિકસાવી, જેમાં પૃથ્વી ગતિહીન છે અને બ્રહ્માંડના કેન્દ્રમાં સ્થિત છે તેવી ધારણા પર અવકાશ અને ગ્રહોની દૃશ્યમાન હિલચાલ સમજાવવામાં આવી હતી. સમગ્ર અવકાશ 24 કલાકમાં પૃથ્વીની આસપાસ સંપૂર્ણ ક્રાંતિ કરે છે, અને તારાઓ તેમની સંબંધિત સ્થિતિને યથાવત રાખીને માત્ર દૈનિક હિલચાલમાં ભાગ લે છે; ગ્રહો, વધુમાં, અવકાશી વલયની સાપેક્ષમાં આગળ વધે છે, તારાઓની તુલનામાં તેમની સ્થિતિ બદલીને. ગ્રહોની દેખીતી હિલચાલના નિયમો ટોલેમી દ્વારા એટલી હદે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યા હતા કે સ્થિર તારાઓના ગોળાની તુલનામાં તેમની સ્થિતિની પૂર્વ ગણતરી કરવી શક્ય બની હતી.
જો કે, બ્રહ્માંડની રચના અંગે ટોલેમીનો સિદ્ધાંત ભૂલભર્યો હતો; તે ગ્રહોની ગતિની અસામાન્ય રીતે જટિલ અને કૃત્રિમ પેટર્ન તરફ દોરી જાય છે અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં તારાઓની તુલનામાં તેમની દેખીતી ગતિવિધિઓને સંપૂર્ણ રીતે સમજાવી શકતી નથી. ખાસ કરીને ગણતરીઓ અને અવલોકનો વચ્ચે મોટી વિસંગતતાઓ જ્યારે ઘણા વર્ષો અગાઉ કરવામાં આવેલ સૂર્ય અને ચંદ્રગ્રહણની આગાહી કરતી વખતે પ્રાપ્ત થઈ હતી.
ટોલેમીએ એરિસ્ટોટલની પદ્ધતિનું સખતપણે પાલન કર્યું ન હતું અને પ્રકાશના વક્રીભવન પર પદ્ધતિસરના પ્રયોગો કર્યા હતા. શારીરિક-ઓપ્ટિકલ અવલોકનોટોલેમીએ આજ સુધી તેનો રસ ગુમાવ્યો નથી. હવામાંથી પાણીમાં, હવામાંથી કાચમાં અને પાણીમાંથી કાચમાં પસાર થતી વખતે તેને પ્રકાશના વક્રીવર્તનના ખૂણા મળ્યા હતા. ખૂબ જ સચોટતેના સમય માટે. ટોલેમી નોંધપાત્ર રીતે પોતાની જાતમાં જોડાયો એક કડક ગણિતશાસ્ત્રી અને આતુર પ્રયોગકર્તા.
મધ્ય યુગ દરમિયાન, તમામ વિજ્ઞાનનો વિકાસ, તેમજ મિકેનિક્સ, મોટા પ્રમાણમાં ધીમી પડી. તદુપરાંત, આ વર્ષો દરમિયાન પ્રાચીનકાળના વિજ્ઞાન, તકનીકી અને કલાના સૌથી મૂલ્યવાન સ્મારકોનો નાશ અને નાશ કરવામાં આવ્યો હતો. ધાર્મિક કટ્ટરપંથીઓએ પૃથ્વીના ચહેરા પરથી વિજ્ઞાન અને સંસ્કૃતિના તમામ લાભો ભૂંસી નાખ્યા. આ સમયગાળાના મોટાભાગના વૈજ્ઞાનિકોએ આ વૈજ્ઞાનિકની કૃતિઓમાં સમાવિષ્ટ તમામ જોગવાઈઓને બિનશરતી રીતે સાચી ગણીને મિકેનિક્સ ક્ષેત્રે એરિસ્ટોટલની વિદ્વાનોની પદ્ધતિને આંખ આડા કાન કર્યા હતા. ટોલેમીની ભૂકેન્દ્રીય વિશ્વ પ્રણાલી કેનોનાઇઝ્ડ હતી. વિશ્વની આ વ્યવસ્થા અને એરિસ્ટોટલની ફિલસૂફીના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો સામેના વિરોધને પવિત્ર ગ્રંથોના પાયાનું ઉલ્લંઘન માનવામાં આવતું હતું અને સંશોધકોએ આ કરવાનું નક્કી કર્યું હતું. વિધર્મીઓ. "પોપોવશ્ચિનાએ એરિસ્ટોટલમાં જીવતા લોકોની હત્યા કરી અને મૃતકોને કાયમી બનાવ્યા," લેનિને લખ્યું. મૃત, અર્થહીન વિદ્વાનોએ ઘણા ગ્રંથોના પૃષ્ઠો ભરી દીધા. વાહિયાત સમસ્યાઓ ઉભી કરવામાં આવી હતી, અને સચોટ જ્ઞાન સતાવણી કરવામાં આવી હતી અને સુકાઈ ગઈ હતી. મધ્ય યુગમાં મિકેનિક્સ પર મોટી સંખ્યામાં કામો શોધવા માટે સમર્પિત હતા. શાશ્વત મોબાઇલ", એટલે કે શાશ્વત ગતિ મશીન, બહારથી ઉર્જા પ્રાપ્ત કર્યા વિના કાર્ય કરે છે. આ કાર્યો, મોટાભાગે, મિકેનિક્સના વિકાસમાં થોડો ફાળો આપે છે (મધ્ય યુગની વિચારધારા મોહમ્મદ દ્વારા સારી રીતે વ્યક્ત કરવામાં આવી હતી, કહે છે: "જો વિજ્ઞાન કુરાનમાં લખેલું છે તે શીખવે છે, તો તે બિનજરૂરી છે; જો તેઓ કંઈક બીજું શીખવે છે. , તેઓ અધર્મી અને ગુનેગાર છે”). "પ્રકૃતિની ડાયાલેક્ટિક્સ" માં એફ. એંગલ્સ કહે છે, "ખ્રિસ્તી મધ્ય યુગે વિજ્ઞાન માટે કંઈ જ છોડ્યું નથી."
મિકેનિક્સનો સઘન વિકાસ માં શરૂ થયો પુનરુજ્જીવન 15મી સદીની શરૂઆતથી ઇટાલીમાં અને પછી અન્ય દેશોમાં. આ યુગ દરમિયાન, મિકેનિક્સના વિકાસમાં ખાસ કરીને મહાન પ્રગતિ કાર્યને કારણે પ્રાપ્ત થઈ હતી (1452-1519), (1473-1543) અને ગેલીલી (1564-1642).
પ્રખ્યાત ઇટાલિયન કલાકાર, ગણિતશાસ્ત્રી, મિકેનિક અને એન્જિનિયર, લીઓનાર્ડો દા વિન્સીમિકેનિઝમના સિદ્ધાંત પર સંશોધનમાં રોકાયેલા (તેણે લંબગોળ લેથ બનાવ્યું), મશીનોમાં ઘર્ષણનો અભ્યાસ કર્યો, પાઈપોમાં પાણીની હિલચાલ અને વલણવાળા પ્લેન પર શરીરની હિલચાલનો અભ્યાસ કર્યો. મિકેનિક્સની નવી વિભાવનાના અત્યંત મહત્વને ઓળખનાર તે સૌપ્રથમ હતા - બિંદુને સંબંધિત બળની ક્ષણ. બ્લોક પર કામ કરતા દળોના સંતુલનનો અભ્યાસ કરીને, તેમણે સ્થાપિત કર્યું કે બળના હાથની ભૂમિકા બ્લોકના નિશ્ચિત બિંદુથી લોડ વહન કરતા દોરડાની દિશા સુધી લંબરૂપની લંબાઈ દ્વારા ભજવવામાં આવે છે. બ્લોકનું સંતુલન ત્યારે જ શક્ય છે જો દળોના ઉત્પાદનો અને અનુરૂપ લંબની લંબાઈ સમાન હોય; બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, બ્લોકનું સંતુલન ફક્ત તે શરત હેઠળ જ શક્ય છે કે બ્લોકના વજન બિંદુને સંબંધિત દળોની સ્થિર ક્ષણોનો સરવાળો શૂન્ય સમાન હોય.
બ્રહ્માંડની સંરચના પરના મંતવ્યોમાં એક ક્રાંતિકારી ક્રાંતિ પોલિશ વૈજ્ઞાનિક દ્વારા કરવામાં આવી હતી, જેમણે વોર્સોમાં તેમના સ્મારક પર અલંકારિક રીતે લખ્યું હતું, "સૂર્યને રોક્યો અને પૃથ્વીને ખસેડી." નવું, વિશ્વની સૂર્યકેન્દ્રીય સિસ્ટમએ હકીકતના આધારે ગ્રહોની હિલચાલ સમજાવી કે સૂર્ય એક નિશ્ચિત કેન્દ્ર છે જેની આસપાસ બધા ગ્રહો વર્તુળોમાં ફરે છે. અહીં કોપરનિકસના મૂળ શબ્દો છે, જે તેમની અમર કૃતિમાંથી લેવામાં આવ્યા છે: “સૂર્યની ચળવળ તરીકે આપણને જે દેખાય છે તે તેના ચળવળમાંથી નથી, પરંતુ પૃથ્વી અને તેના ગોળાની ગતિથી આવે છે, જેની સાથે આપણે સૂર્યની આસપાસ પરિભ્રમણ કરીએ છીએ. , અન્ય કોઈપણ ગ્રહની જેમ. તેથી, પૃથ્વી પર એક કરતાં વધુ હલનચલન છે. ગ્રહોની દેખીતી સરળ અને પાછળની ગતિ તેમની ગતિને કારણે નહીં, પરંતુ પૃથ્વીની ગતિને કારણે થાય છે. આમ, આકાશમાં દેખાતી ઘણી અસમાનતાઓને સમજાવવા માટે એકલા પૃથ્વીની ગતિ જ પર્યાપ્ત છે."
કોપરનિકસના કાર્યમાં, ગ્રહોની ગતિનું મુખ્ય લક્ષણ જાહેર કરવામાં આવ્યું હતું અને સૂર્ય અને ચંદ્રગ્રહણની આગાહીઓ સંબંધિત ગણતરીઓ આપવામાં આવી હતી. નિશ્ચિત તારાઓના ગોળાની સાપેક્ષમાં બુધ, શુક્ર, મંગળ, ગુરુ અને શનિની પુનરાવર્તિત દેખીતી ગતિની સ્પષ્ટતાએ સ્પષ્ટતા, વિશિષ્ટતા અને સરળતા પ્રાપ્ત કરી છે. કોપરનિકસ અવકાશમાં શરીરની સંબંધિત ગતિના ગતિશાસ્ત્રને સ્પષ્ટપણે સમજી ગયા. તે લખે છે: “સ્થિતિમાં દરેક દેખીતો ફેરફાર અવલોકન કરેલ પદાર્થ અથવા નિરીક્ષકની હિલચાલના પરિણામે થાય છે, અથવા બંનેની હિલચાલના પરિણામે, જો, અલબત્ત, તેઓ એકબીજાથી અલગ હોય છે; કારણ કે જ્યારે અવલોકન કરેલ પદાર્થ અને નિરીક્ષક એક જ રીતે અને એક જ દિશામાં આગળ વધે છે, ત્યારે અવલોકન કરેલ પદાર્થ અને નિરીક્ષક વચ્ચે કોઈ ગતિ જોવા મળતી નથી."
ખરેખર વૈજ્ઞાનિકકોપરનિકસના સિદ્ધાંતે સંખ્યાબંધ મહત્વપૂર્ણ વ્યવહારુ પરિણામો મેળવવાનું શક્ય બનાવ્યું: ખગોળશાસ્ત્રીય કોષ્ટકોની ચોકસાઈ વધારવી, કેલેન્ડરમાં સુધારો કરવો (નવી શૈલી રજૂ કરવી) અને વધુ કડક રીતે વર્ષની લંબાઈ નક્કી કરવી.
તેજસ્વી ઇટાલિયન વૈજ્ઞાનિકના કાર્યો ગેલીલવિકાસ માટે મૂળભૂત હતા વક્તાઓ.
વિજ્ઞાન તરીકે ગતિશીલતાની સ્થાપના ગેલિલિયો દ્વારા કરવામાં આવી હતી, જેમણે એકસરખી પ્રવેગક અને એકસરખી રીતે ધીમી ગતિના ઘણા મહત્વપૂર્ણ ગુણધર્મો શોધ્યા.આ નવા વિજ્ઞાનના પાયા ગેલિલિયો દ્વારા ડિસકોર્સિસ એન્ડ મેથેમેટિકલ પ્રૂફ્સ કન્સર્નિંગ ટુ ન્યૂ બ્રાન્ચીસ ઓફ સાયન્સ રિલેટીંગ ટુ મિકેનિક્સ એન્ડ લોકલ મોશન નામના પુસ્તકમાં મૂકવામાં આવ્યા હતા. પ્રકરણ III માં, ગતિશાસ્ત્ર પર, ગેલિલિયો લખે છે: “અમે એક નવું વિજ્ઞાન બનાવી રહ્યા છીએ, જેનો વિષય ખૂબ જૂનો છે. પ્રકૃતિમાં ચળવળ કરતાં જૂની કંઈ નથી, પરંતુ ફિલસૂફો દ્વારા તેના વિશે બહુ ઓછું નોંધપાત્ર લખવામાં આવ્યું છે. તેથી, મેં વારંવાર પ્રાયોગિક ધોરણે તેની વિશેષતાઓનો અભ્યાસ કર્યો છે, જે તેને સંપૂર્ણપણે લાયક છે, પરંતુ અત્યાર સુધી ક્યાં તો અજ્ઞાત અથવા અપ્રમાણિત છે. ઉદાહરણ તરીકે, તેઓ કહે છે કે ઘટી રહેલા શરીરની કુદરતી ગતિ એ પ્રવેગક ગતિ છે. જો કે, પ્રવેગકતા કેટલી હદે વધે છે તે હજુ સુધી સૂચવવામાં આવ્યું નથી; જ્યાં સુધી હું જાણું છું, હજુ સુધી કોઈએ સાબિત કર્યું નથી કે સમાન સમયગાળામાં ઘટતા શરીર દ્વારા પસાર થતી જગ્યાઓ ક્રમિક વિષમ સંખ્યાઓ તરીકે એકબીજા સાથે સંબંધિત છે. તે પણ નોંધવામાં આવ્યું હતું કે ફેંકવામાં આવેલા શરીર અથવા અસ્ત્રો ચોક્કસ વક્ર રેખાનું વર્ણન કરે છે, પરંતુ કોઈએ સૂચવ્યું નથી કે આ રેખા પેરાબોલા છે."
ગેલેલીયો ગેલીલી (1564-1642)
ગેલિલિયો પહેલા, શરીર પર કાર્ય કરતા દળોને સામાન્ય રીતે સંતુલનની સ્થિતિમાં ગણવામાં આવતા હતા અને દળોની ક્રિયા માત્ર સ્થિર પદ્ધતિઓ (લિવર, ભીંગડા) દ્વારા માપવામાં આવતી હતી. ગેલિલિયોએ ધ્યાન દોર્યું કે બળ એ ગતિમાં પરિવર્તનનું કારણ છે, અને તેના દ્વારા સ્થાપિત થયું ગતિશીલ પદ્ધતિદળોની સરખામણી. મિકેનિક્સ ક્ષેત્રે ગેલિલિયોનું સંશોધન માત્ર તે પ્રાપ્ત કરવામાં સક્ષમ પરિણામો માટે જ નહીં, પરંતુ મિકેનિક્સ સાથેના તેમના સતત પરિચય માટે પણ મહત્વપૂર્ણ છે. પ્રાયોગિકચળવળ સંશોધન પદ્ધતિ.
ઉદાહરણ તરીકે, વિક્ષેપના નાના ખૂણાઓ પર પેન્ડુલમ ઓસિલેશનના આઇસોક્રોનિઝમનો કાયદો અને વલણવાળા પ્લેન સાથેના બિંદુની ગતિના કાયદાનો કાળજીપૂર્વક સ્ટેજ કરેલા પ્રયોગો દ્વારા ગેલિલિયો દ્વારા અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો.
ગેલિલિયોના કાર્ય માટે આભાર, મિકેનિક્સનો વિકાસ માંગ સાથે નિશ્ચિતપણે જોડાયેલ છે ટેકનોલોજી,અને વૈજ્ઞાનિક પ્રયોગવ્યવસ્થિત રીતે ફળદાયી તરીકે રજૂ કરવામાં આવે છે સંશોધન પદ્ધતિયાંત્રિક ચળવળની ઘટના. ગેલિલિયો તેમની વાતચીતમાં સીધું જ કહે છે કે વેનેટીયન શસ્ત્રાગારમાં "પ્રથમ" માસ્ટર્સના કાર્યના અવલોકનો અને તેમની સાથેની વાતચીતથી તેમને "અસાધારણ ઘટનાના કારણો સમજવામાં મદદ મળી જે માત્ર અદ્ભુત જ ન હતી, પણ શરૂઆતમાં સંપૂર્ણપણે અવિશ્વસનીય પણ લાગતી હતી." એરિસ્ટોટલના મિકેનિક્સની ઘણી જોગવાઈઓ ગેલિલિયો દ્વારા સ્પષ્ટ કરવામાં આવી હતી (જેમ કે ગતિના ઉમેરા પરનો કાયદો) અથવા ખૂબ જ ચતુરાઈપૂર્વક સંપૂર્ણ તાર્કિક તર્ક દ્વારા રદિયો આપવામાં આવ્યો હતો (તે સમયે પ્રયોગો હાથ ધરવાથી ખંડન અપૂરતું માનવામાં આવતું હતું). શૈલીને દર્શાવવા માટે અમે અહીં ગેલિલિયોના પુરાવા રજૂ કરીએ છીએ, ખંડનએરિસ્ટોટલની સ્થિતિ કે પૃથ્વીની સપાટી પર ભારે શરીર ઝડપથી પડે છે, અને હળવા - ધીમા. ગેલિલિયો (સાલ્વિઆટી) અને એરિસ્ટોટલ (સિમ્પલીસીઓ) ના અનુયાયી વચ્ચેની વાતચીતના સ્વરૂપમાં તર્ક આપવામાં આવ્યો છે:
« સાલ્વિઆટી: ... વધુ પ્રયોગો વિના, સંક્ષિપ્ત પરંતુ ખાતરીપૂર્વકના તર્ક દ્વારા, અમે સ્પષ્ટપણે વિધાનની અયોગ્યતા બતાવી શકીએ છીએ કે ભારે શરીર હળવા કરતાં વધુ ઝડપથી આગળ વધે છે, એટલે કે સમાન પદાર્થના શરીર, એટલે કે, એરિસ્ટોટલ જેની વાત કરે છે. વાસ્તવમાં, મને કહો, સેનોર સિમ્પલીસીઓ, શું તમે જાણો છો કે દરેક ઘટતા શરીરની પ્રકૃતિમાં ચોક્કસ ગતિ હોય છે, જે માત્ર એક નવું બળ અથવા અવરોધ રજૂ કરીને વધારી કે ઘટાડી શકાય છે?
સરળતા:મને કોઈ શંકા નથી કે સમાન વાતાવરણમાં સમાન શરીરની પ્રકૃતિ દ્વારા નિર્ધારિત સતત ગતિ હોય છે, જે નવા બળના ઉપયોગ સિવાય વધી શકતી નથી, અથવા હલનચલનને ધીમી કરતા અવરોધ સિવાય ઘટી શકતી નથી.
સાલ્વિઆટી: આમ, જો આપણી પાસે બે પડતાં શરીર હોય, જેની પ્રાકૃતિક ગતિ જુદી હોય, અને આપણે ઝડપથી ચાલતા એકને ધીમી ગતિએ ચાલતા એક સાથે જોડીએ, તો તે સ્પષ્ટ છે કે ઝડપથી પડતા શરીરની ગતિમાં થોડો વિલંબ થશે, અને બીજાની હિલચાલ કંઈક અંશે ઝડપી થશે. શું તમને આ પરિસ્થિતિ સામે કોઈ વાંધો છે?
સરળતા:મને લાગે છે કે આ એકદમ સાચું છે.
સાલ્વિઆટી: પરંતુ જો આવું હોય, અને જો તે જ સમયે તે સાચું હોય કે મોટો પથ્થર આઠ હાથની ઝડપે ખસે છે, તો કહો, જ્યારે બીજો, નાનો પથ્થર ચાર હાથની ઝડપે ખસે છે, તો પછી, તેમને એકબીજા સાથે જોડે છે. , આપણે આઠ કોણી કરતા ઓછી ઝડપ મેળવવી જોઈએ; જો કે, બે પત્થરો એકસાથે જોડાઈને મૂળ કરતાં વધુ મોટું શરીર બનાવે છે, જેની ઝડપ આઠ હાથ હતી; તેથી, તે તારણ આપે છે કે ભારે શરીર હળવા કરતા ઓછી ઝડપે આગળ વધે છે, અને આ તમારી ધારણાથી વિરુદ્ધ છે. તમે હવે જુઓ કે કેવી રીતે વજનવાળા શરીર હળવા કરતાં વધુ ઝડપે આગળ વધે છે, હું નિષ્કર્ષ પર આવી શકું છું કે ભારે શરીર ઓછી ઝડપથી આગળ વધે છે.
પૃથ્વી પર શરીરના એકસરખા ઝડપી પડવાની ઘટના ગેલિલિયો પહેલા અસંખ્ય વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા અવલોકન કરવામાં આવી હતી, પરંતુ તેમાંથી કોઈ પણ આ રોજિંદા ઘટનાઓને સમજાવતા સાચા કારણો અને સાચા કાયદાઓ શોધી શક્યા ન હતા. લેગ્રેન્જ આ સંદર્ભમાં નોંધે છે કે "આવી ઘટનાઓમાં કુદરતના નિયમોને શોધવા માટે અસાધારણ પ્રતિભાની જરૂર હતી જે હંમેશા આંખોની સામે રહેતી હતી, પરંતુ તેમ છતાં, જેનું ખુલાસો હંમેશા ફિલસૂફોના સંશોધનને ટાળી દે છે."
તેથી, ગેલિલિયો આધુનિક ગતિશાસ્ત્રના સ્થાપક હતા. ગેલિલિયો સ્પષ્ટપણે જડતાના નિયમો અને દળોની સ્વતંત્ર ક્રિયાને તેમના આધુનિક સ્વરૂપમાં સમજતા હતા.
ગેલિલિયો એક ઉત્કૃષ્ટ અવલોકનક્ષમ ખગોળશાસ્ત્રી અને સૂર્યકેન્દ્રી વિશ્વ દૃષ્ટિકોણના પ્રખર સમર્થક હતા. ટેલિસ્કોપમાં ધરમૂળથી સુધારો કર્યા પછી, ગેલિલિયોએ શુક્રના તબક્કાઓ, ગુરુના ઉપગ્રહો અને સૂર્ય પરના સ્થળો શોધી કાઢ્યા. તેણે એરિસ્ટોટલના વિદ્વતાવાદ, ટોલેમીની જર્જરિત પ્રણાલી અને કેથોલિક ચર્ચના વિરોધી વૈજ્ઞાનિક સિદ્ધાંતો સામે સતત, સતત ભૌતિકવાદી સંઘર્ષ કર્યો. ગેલિલિયો એ વિજ્ઞાનના મહાન માણસોમાંના એક છે, "જેઓ જાણે છે કે કેવી રીતે જૂનાનો નાશ કરવો અને નવું કેવી રીતે બનાવવું, કોઈપણ અવરોધો છતાં, બધું હોવા છતાં."
ગેલિલિયોનું કાર્ય ચાલુ રાખવામાં આવ્યું અને વિકસિત થયું (1629-1695), જેણે વિકાસ કર્યો ભૌતિક લોલકના ઓસિલેશનનો સિદ્ધાંતઅને સ્થાપિત કેન્દ્રત્યાગી દળોની ક્રિયાના નિયમો.હ્યુજેન્સે એક બિંદુની ત્વરિત અને મંદ ગતિના સિદ્ધાંતને બિંદુઓની યાંત્રિક પ્રણાલીના કિસ્સામાં વિસ્તૃત કર્યો. આ એક નોંધપાત્ર પગલું આગળ હતું, કારણ કે તેનાથી કઠોર શરીરની રોટેશનલ હિલચાલનો અભ્યાસ કરવાનું શક્ય બન્યું હતું. હ્યુજેન્સે મિકેનિક્સનો ખ્યાલ રજૂ કર્યો ધરીને સંબંધિત શરીરની જડતાની ક્ષણઅને કહેવાતા " સ્વિંગ સેન્ટર"ભૌતિક લોલક. ભૌતિક લોલકના સ્વિંગનું કેન્દ્ર નક્કી કરતી વખતે, હ્યુજેન્સ એ સિદ્ધાંતથી આગળ વધ્યા કે "ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ ફરતા વજનદાર શરીરોની સિસ્ટમ ખસેડી શકતી નથી જેથી શરીરના ગુરુત્વાકર્ષણનું સામાન્ય કેન્દ્ર તેની પ્રારંભિક સ્થિતિથી ઉપર આવે." હ્યુજેન્સે પણ પોતાને શોધક તરીકે સાબિત કર્યા. તેણે લોલક ઘડિયાળોની ડિઝાઇન બનાવી, પોકેટ ઘડિયાળોના બેલેન્સર-રેગ્યુલેટરની શોધ કરી, તે સમયની શ્રેષ્ઠ ખગોળશાસ્ત્રીય નળીઓ બનાવી અને શનિ ગ્રહની રિંગને સ્પષ્ટપણે જોનારા પ્રથમ વ્યક્તિ હતા.
પ્રકાશની ગતિની સરખામણીમાં નાની ન હોય તેવી ગતિનું વર્ણન કરવા માટે, વિશેષ સાપેક્ષતા જરૂરી છે. એવા કિસ્સામાં જ્યાં વસ્તુઓ અત્યંત વિશાળ બને છે, સામાન્ય સાપેક્ષતા લાગુ પડે છે. જો કે, સંખ્યાબંધ આધુનિક સ્ત્રોતો શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્રમાં સાપેક્ષ મિકેનિક્સનો સમાવેશ કરે છે, જે તેઓ માને છે કે શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સ તેના સૌથી વિકસિત અને સચોટ સ્વરૂપમાં રજૂ કરે છે.
સિદ્ધાંતનું વર્ણન
નીચે અમે ક્લાસિકલ મિકેનિક્સની મૂળભૂત વિભાવનાઓ રજૂ કરીએ છીએ. સરળતા માટે, અમે ઘણીવાર વાસ્તવિક વસ્તુઓને બિંદુ કણો (નાના કદવાળા પદાર્થો) તરીકે મોડેલ કરીએ છીએ. બિંદુ કણની ગતિ નાની સંખ્યામાં પરિમાણો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે: તેની સ્થિતિ, સમૂહ અને તેના પર લાગુ દળો. આ દરેક પરિમાણો બદલામાં ચર્ચા કરવામાં આવે છે.
હકીકતમાં, ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ જે પ્રકારની વસ્તુઓનું વર્ણન કરી શકે છે તે હંમેશા બિન-શૂન્ય કદ ધરાવે છે. (ભૌતિકશાસ્ત્ર ખૂબનાના કણો, જેમ કે ઇલેક્ટ્રોન, ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ દ્વારા વધુ સચોટ રીતે વર્ણવવામાં આવે છે.) બિન-શૂન્ય કદ ધરાવતા પદાર્થો કાલ્પનિક બિંદુ કણો કરતાં વધુ જટિલ વર્તન ધરાવે છે, સ્વતંત્રતાની વધારાની ડિગ્રીને કારણે, ઉદાહરણ તરીકે, બેઝબોલ જ્યારે તે આગળ વધી રહ્યો હોય ત્યારે સ્પિન કરી શકે છે. . જો કે, બિંદુ કણોના પરિણામોનો ઉપયોગ આવી વસ્તુઓને એકસાથે અભિનય કરતા મોટી સંખ્યામાં બિંદુ કણોથી બનેલા સંયુક્ત પદાર્થો તરીકે ગણીને અભ્યાસ કરવા માટે કરી શકાય છે. સંયુક્ત પદાર્થના દળનું કેન્દ્ર બિંદુ કણની જેમ વર્તે છે.
સ્થિતિ અને તેના ડેરિવેટિવ્ઝ
| સ્થિતિ | m |
| કોણીય સ્થિતિ/કોણ | પરિમાણહીન (રેડિયન) |
| ઝડપ | m s -1 |
| કોણીય વેગ | s -1 |
| પ્રવેગ | m s -2 |
| કોણીય પ્રવેગક | s -2 |
| આંચકો | m s -3 |
| "કોર્નર સ્નેચ" | s -3 |
| ચોક્કસ ઊર્જા | m 2 s -2 |
| શોષિત માત્રા દર | m 2 s -3 |
| જડત્વની ક્ષણ | kg m2 |
| નાડી | kg m s -1 |
| કોણીય વેગ | kg m 2 s -1 |
| બળ | kg m s -2 |
| ટોર્ક | kg m2 s -2 |
| ઊર્જા | kg m2 s -2 |
| શક્તિ | kg m 2 s -3 |
| દબાણ અને ઊર્જા ઘનતા | kg m -1 s -2 |
| પૃષ્ઠતાણ | kg s -2 |
| વસંતની જડતા લાક્ષણિકતા | kg s -2 |
| વિકિરણ અને ઊર્જા પ્રવાહ | kg s -3 |
| ગતિશીલ સ્નિગ્ધતા | m 2 s -1 |
| ગતિશીલ સ્નિગ્ધતા | kg m -1 s -1 |
| ઘનતા (સામૂહિક ઘનતા) | kg m -3 |
| ઘનતા (સામૂહિક ઘનતા) | kg m -2 s -2 |
| ઘનતા | m -3 |
| ક્રિયા | kg m 2 s -1 |
પદબિંદુ કણો વિશેની વ્યાખ્યા અવકાશમાં મનસ્વી નિશ્ચિત સંદર્ભ બિંદુ પર કેન્દ્રિત કોઓર્ડિનેટ સિસ્ટમના સંદર્ભમાં કરવામાં આવે છે જેને મૂળ કહેવાય છે નિષ્કર્ષ. એક સરળ કોઓર્ડિનેટ સિસ્ટમ કણની સ્થિતિનું વર્ણન કરી શકે છે આરશિલાલેખ સાથે વેક્ટર લેખિત તીર સાથે જી, જે મૂળમાંથી નિર્દેશ કરે છે ઓસીધા મુદ્દા પર પી. સામાન્ય રીતે, કણનો બિંદુ સાપેક્ષ સ્થિર હોવો જોઈએ નહીં ઓ. કિસ્સાઓમાં જ્યાં આરસંબંધિત ખસે છે ઓ , આરના કાર્ય તરીકે વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે ટી, સમય. આઈન્સ્ટાઈન પહેલાની સાપેક્ષતામાં (જેને ગેલિલિયન સાપેક્ષતા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે), સમયને નિરપેક્ષ ગણવામાં આવે છે, એટલે કે, ઘટનાઓની કોઈપણ જોડી વચ્ચે પસાર થવા માટે અવલોકન કરાયેલ સમયનો અંતરાલ બધા નિરીક્ષકો માટે સમાન છે. સંપૂર્ણ સમય પર આધાર રાખવા ઉપરાંત, શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સ અવકાશની રચના માટે યુક્લિડિયન ભૂમિતિને ધારે છે.
ઝડપ અને ઝડપ
ગાણિતિક રીતે, જો અગાઉની ચર્ચામાં પ્રથમ પદાર્થની ઝડપ વેક્ટર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે યુ = યુડી , અને વેક્ટર સાથે બીજા પદાર્થનો વેગ વિશે = વિશેઇ , ક્યાં ખાતેપ્રથમ પદાર્થની ગતિ છે, વિબીજા પદાર્થની ઝડપ છે, અને ડીઅને ઇદરેક ઑબ્જેક્ટની ગતિની દિશાઓમાં અનુક્રમે એકમ વેક્ટર છે, પછી બીજા ઑબ્જેક્ટ દ્વારા બતાવ્યા પ્રમાણે પ્રથમ ઑબ્જેક્ટની ઝડપ
U " = U - v , (\displaystyle \mathbf (u)=\mathbf (u)-\mathbf (v)\,.)તેવી જ રીતે, પ્રથમ ઑબ્જેક્ટ બીજા ઑબ્જેક્ટની ઝડપને આ રીતે જુએ છે
v " = v - U , (\displaystyle \mathbf (v)=\mathbf (v)-\mathbf (u)\,.)જ્યારે બંને વસ્તુઓ એક જ દિશામાં આગળ વધી રહી હોય, ત્યારે આ સમીકરણને સરળ બનાવી શકાય છે
U " = (U - v) d , (\displaystyle \mathbf (u) "=(u)\mathbf (d)\,.)અથવા, દિશાને અવગણીને, તફાવત ફક્ત ગતિના સંદર્ભમાં આપી શકાય છે:
U" = U - v, (\displaystyle u"=uv\,.)પ્રવેગ
ઇનર્શિયલ ફ્રેમ એ સંદર્ભની ફ્રેમ છે જે દરમિયાન ઑબ્જેક્ટ કોઈપણ દળો (એક આદર્શ પરિસ્થિતિ) વિના ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને કાં તો આરામ પર દેખાય છે અથવા સીધી રેખામાં સમાન રીતે આગળ વધે છે. આ જડતા સંદર્ભ ફ્રેમની મૂળભૂત વ્યાખ્યા છે. તેઓ એ આવશ્યકતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે કે ભૌતિક નિયમોના નિરીક્ષકમાં પ્રવેશતા તમામ દળો ઓળખી શકાય તેવા સ્ત્રોતોમાંથી ઉદ્ભવે છે, જે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્ર (સ્થિર ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જને કારણે), ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર (ચાર્જની ગતિને કારણે), ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્ર () જેવા ક્ષેત્રોને કારણે થાય છે. સમૂહને કારણે), અને વગેરે.
જડતાનો મુખ્ય ખ્યાલ એ તેમની ઓળખ માટેની પદ્ધતિ છે. વ્યવહારુ હેતુઓ માટે, સંદર્ભ ફ્રેમ કે જે પ્રમાણમાં દૂરના તારાઓને વેગ આપતા નથી (અત્યંત દૂરના બિંદુઓ) તેને જડતાના સારા અંદાજ તરીકે ગણવામાં આવે છે. બિન-જડતી પ્રવેગક ફ્રેમ હાલની જડતા ફ્રેમની તુલનામાં. તેઓ આઈન્સ્ટાઈનના સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતનો આધાર બનાવે છે. સાપેક્ષ ગતિને કારણે, બિન-જડતામાં રહેલા કણો એવી રીતે આગળ વધે છે જે સંદર્ભ ફ્રેમમાં હાલના ક્ષેત્રોના દળો દ્વારા સમજાવવામાં આવ્યા ન હતા. આમ, તે તારણ આપે છે કે ત્યાં અન્ય દળો છે જે ગતિના સમીકરણમાં માત્ર સંબંધિત પ્રવેગના પરિણામે દાખલ થાય છે. આ દળોને કાલ્પનિક દળો, જડતા બળો અથવા સ્યુડો-દળો કહેવામાં આવે છે.
પરિવર્તનના નીચેના પરિણામો છે:
- વિ "= વિ - યુ(ગતિ વિ"દૃષ્ટિકોણથી કણો એસ"ધીમી છે યુતેની ઝડપ કરતાં વીદૃષ્ટિકોણથી એસ)
- "= (કણો પ્રવેગક સંદર્ભના કોઈપણ જડતા ફ્રેમમાં સમાન છે)
- એફ "= એફ(કણ પર કામ કરતું બળ સંદર્ભની કોઈપણ જડતા ફ્રેમમાં સમાન છે)
- શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સમાં પ્રકાશની ગતિ એ સ્થિર મૂલ્ય નથી, અને સાપેક્ષ મિકેનિક્સમાં પ્રકાશની આપેલ ગતિની બિન-વિશિષ્ટ સ્થિતિ શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સમાં એનાલોગ ધરાવે છે.
કેટલાક કાર્યો માટે, ફરતા કોઓર્ડિનેટ્સ (સંદર્ભ ફ્રેમ્સ) નો ઉપયોગ કરવો અનુકૂળ છે. આમ, કોઈ એક અનુકૂળ જડતા ફ્રેમમાં ડિસ્પ્લેને સંગ્રહિત કરી શકે છે, અથવા વધારાના કાલ્પનિક કેન્દ્રત્યાગી અને કોરિઓલિસ દળો રજૂ કરી શકે છે.
તાકાત ન્યુટનનો બીજો નિયમ
W = ∫ C F (r) ⋅ d r, (\displaystyle W=\Int _(C),\mathbf (F) (\mathbf (r))\CDOT \mathrm (d)\mathbf (r)\,.)જો કોઈ કણને ખસેડીને કાર્ય હાથ ધરવામાં આવે છે જી 1 થી જી 2 એક જ નથી, ભલે ગમે તે માર્ગ અપનાવવામાં આવે, બળને રૂઢિચુસ્ત કહેવામાં આવે છે. ગુરુત્વાકર્ષણ એ એક રૂઢિચુસ્ત બળ છે, જેમ કે હૂકના કાયદા દ્વારા આપવામાં આવેલા આદર્શ સ્પ્રિંગને કારણે બળ. ઘર્ષણથી થતું બળ રૂઢિચુસ્ત નથી.
Σ E = E K + E p, (\displaystyle \sum E=E_(\mathrm (k))+E_(\mathrm (p))\,)સમય સાથે સતત. ઘણી વખત ઉપયોગી છે કારણ કે ઘણી સામાન્ય રીતે બનતી દળો રૂઢિચુસ્ત હોય છે.
ન્યુટનના નિયમો ઉપરાંત
ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ પણ વિસ્તૃત વસ્તુઓની વધુ જટિલ ગતિનું વર્ણન કરે છે, બિંદુવાર નહીં. યુલરના કાયદાઓ આ ક્ષેત્રમાં ન્યૂટનના નિયમોનું વિસ્તરણ પૂરું પાડે છે. કોણીય ગતિની વિભાવનાઓ એક-પરિમાણીય ગતિનું વર્ણન કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા સમાન કલન પર આધાર રાખે છે. રોકેટ સમીકરણ ઑબ્જેક્ટના "દળ ગુમાવવા" ની અસરોને સમાવવા માટે ઑબ્જેક્ટના વેગના ફેરફારના દરના ખ્યાલને વિસ્તૃત કરે છે.
શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સના બે મહત્વપૂર્ણ વૈકલ્પિક ફોર્મ્યુલેશન છે: લેગ્રેન્જ મિકેનિક્સ અને હેમિલ્ટોનિયન મિકેનિક્સ. આ અને અન્ય આધુનિક તૈયારીઓ સામાન્યકૃત કોઓર્ડિનેટ્સમાં યાંત્રિક પ્રણાલીઓનું વર્ણન કરવા માટે ઊર્જા, વેગ અને વેગ જેવા અન્ય ભૌતિક જથ્થાઓનો સંદર્ભ આપવાને બદલે "બળ" ના ખ્યાલને બાયપાસ કરે છે.
વેગ અને ગતિ ઊર્જા માટે ઉપરોક્ત અભિવ્યક્તિ ત્યારે જ માન્ય છે જ્યારે કોઈ નોંધપાત્ર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક યોગદાન ન હોય. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમમાં, ન્યુટનનો વાહક વાયર માટેનો બીજો નિયમ નિષ્ફળ જાય છે જો તેમાં સિસ્ટમના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક પલ્સમાં ક્ષેત્રનું યોગદાન શામેલ ન હોય, જે પોઇન્ટિંગ વેક્ટર દ્વારા વિભાજિત કરવામાં આવે છે. સાથે 2 જ્યાં સાથેખાલી જગ્યામાં પ્રકાશની ગતિ છે.
લાગુ પડવાની મર્યાદાઓ
શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સની ઘણી શાખાઓ વધુ ચોક્કસ સ્વરૂપોને સરળ બનાવે છે અથવા અંદાજે છે; બે સૌથી સચોટ છે સામાન્ય સાપેક્ષતા અને સાપેક્ષ આંકડાકીય મિકેનિક્સ. ભૌમિતિક ઓપ્ટિક્સ એ પ્રકાશના ક્વોન્ટમ થિયરીનો અંદાજ છે, અને તેનું શ્રેષ્ઠ "શાસ્ત્રીય" સ્વરૂપ નથી.
જ્યારે ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ અને ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ બંને લાગુ કરી શકાતા નથી, ઉદાહરણ તરીકે ક્વોન્ટમ સ્તરે સ્વતંત્રતાની ઘણી ડિગ્રી સાથે, ક્વોન્ટમ ફિલ્ડ થિયરી (QFT) નો ઉપયોગ થાય છે. QFT નાના અંતર અને મોટી સંખ્યામાં સ્વતંત્રતાની ડિગ્રી સાથે મોટા વેગ સાથે વ્યવહાર કરે છે, તેમજ સમગ્ર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દરમિયાન કણોની સંખ્યામાં કોઈપણ ફેરફારની શક્યતા છે. જ્યારે મેક્રોસ્કોપિક સ્તરે સ્વતંત્રતાના મોટા પ્રમાણને હેન્ડલ કરવામાં આવે છે, ત્યારે આંકડાકીય મિકેનિક્સ ઉપયોગી બને છે. આંકડાકીય મિકેનિક્સ મેક્રોસ્કોપિક સ્તરે કણોની મોટી (પરંતુ ગણતરીપાત્ર) સંખ્યા અને તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનું સંપૂર્ણ વર્ણન કરે છે. આંકડાકીય મિકેનિક્સ મુખ્યત્વે શાસ્ત્રીય થર્મોડાયનેમિક્સની ધારણાઓની સીમાની બહાર આવેલી સિસ્ટમો માટે થર્મોડાયનેમિક્સમાં વપરાય છે. પ્રકાશની ઝડપની નજીક આવતા હાઇ સ્પીડ ઑબ્જેક્ટ્સના કિસ્સામાં, ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ મજબૂત બને છે. એવા કિસ્સામાં જ્યાં વસ્તુઓ અત્યંત ભારે બની જાય છે (એટલે કે તેમની શ્વાર્ઝચાઇલ્ડ ત્રિજ્યા આપેલ એપ્લિકેશન માટે નગણ્ય નથી), ન્યુટોનિયન મિકેનિક્સમાંથી વિચલન સ્પષ્ટ થશે અને ન્યુટોનિયન પોસ્ટ-ન્યુટોનિયન ઔપચારિકતાનો ઉપયોગ કરીને પરિમાણિત કરી શકાય છે. આ કિસ્સામાં, સાપેક્ષતાનો જનરલ થિયરી (GTR) લાગુ પડે છે. જો કે, હજુ પણ ક્વોન્ટમ ગુરુત્વાકર્ષણનો કોઈ સિદ્ધાંત નથી જે સામાન્ય સાપેક્ષતા અને QFT ને એકીકૃત કરે છે કે જ્યારે વસ્તુઓ અત્યંત નાની અને ભારે બને ત્યારે તેનો ઉપયોગ કરી શકાય.
વિશેષ સાપેક્ષતા માટે ન્યુટનનું અનુમાન
વિશેષ સાપેક્ષતામાં, કણની ગતિ દ્વારા આપવામાં આવે છે
p = m v 1 − v 2 / c 2 , (\displaystyle \mathbf (p)=(\frac (t\mathbf (v)) (\sqrt (1-V^(2)/c^(2) )) ) \ ,)જ્યાં ટીકણનો બાકીનો સમૂહ છે, વીતેની ઝડપ, વિએક મોડ્યુલ છે વી, એ સાથેપ્રકાશની ગતિ છે.
જો વીની તુલનામાં ખૂબ જ નાનું સાથે , વિ 2 / સાથે 2 લગભગ શૂન્ય સમાન છે, અને તેથી વધુ
p ≈ m v , (\displaystyle \mathbf (p)\approx t\mathbf (v)\,.)આમ, ન્યુટોનિયન સમીકરણ આર = ટીવિ પ્રકાશની ગતિની તુલનામાં ઓછી ઝડપે આગળ વધતા શરીર માટેના સાપેક્ષ સમીકરણનું અનુમાન છે.
ઉદાહરણ તરીકે, સાયક્લોટ્રોન, ગાયરોટ્રોન અથવા ઉચ્ચ વોલ્ટેજ મેગ્નેટ્રોનની સાપેક્ષ સાયક્લોટ્રોન આવર્તન દ્વારા આપવામાં આવે છે
f = e c m 0 m 0 + T / c 2 , (\displaystyle F=F_(\mathrm (C)) (\frac (M_(0)) (M_(0)+T/c^(2 )) \ ,)જ્યાં ઇ c એ ગતિ ઊર્જા સાથે ઇલેક્ટ્રોન (અથવા અન્ય ચાર્જ થયેલ કણ) ની ક્લાસિકલ આવર્તન છે ટીઅને (બાકીના) જનતા m 0 ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ચક્કર. (બાકીનો) ઇલેક્ટ્રોન માસ 511 keV છે. તેથી, 5.11 kV ના પ્રવેગક વોલ્ટેજ પર સતત વર્તમાન ચુંબકીય વેક્યૂમ ટ્યુબ માટે આવર્તન સુધારણા 1% છે.
ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ માટે ક્લાસિકલ અંદાજ
શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સનું બીમ અંદાજ તૂટી જાય છે જ્યારે ડી બ્રોગ્લી તરંગલંબાઇ સિસ્ટમના અન્ય પરિમાણો કરતાં ઘણી નાની ન હોય. બિન-સાપેક્ષવાદી કણો માટે, આ તરંગલંબાઇ
λ = h p (\displaystyle \Lambda =(\frac (h)(p)))ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ એ ભૌમિતિક ઓપ્ટિક્સની જેમ ઉચ્ચ આવર્તનનો સમાન આત્યંતિક અંદાજ છે. તે વધુ વખત સચોટ છે કારણ કે તે કણો અને બાકીના સમૂહ સાથેના શરીરનું વર્ણન કરે છે. તેઓ વધુ વેગ ધરાવે છે અને તેથી સમાન ગતિ ઊર્જા સાથે પ્રકાશ જેવા દળવિહીન કણો કરતાં ટૂંકી ડી બ્રોગ્લી તરંગલંબાઇ ધરાવે છે.
વાર્તા
શરીરની ગતિનો અભ્યાસ એ એક પ્રાચીન છે, જે શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સને વિજ્ઞાન, એન્જિનિયરિંગ અને ટેક્નોલોજીના સૌથી જૂના અને સૌથી મોટા વિષયોમાંથી એક બનાવે છે.
ન્યૂટન પછી, શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સ ગણિત તેમજ ભૌતિકશાસ્ત્રના અભ્યાસનું મુખ્ય ક્ષેત્ર બની ગયું. કેટલીક પુનઃ-દવાઓએ ધીમે ધીમે ઘણી મોટી સંખ્યામાં સમસ્યાઓના ઉકેલો શોધવાનું શક્ય બનાવ્યું. પ્રથમ નોંધપાત્ર સુધારણા જોસેફ લુઈસ લેગ્રેન્જ દ્વારા 1788 માં કરવામાં આવી હતી. બદલામાં, વિલિયમ રોવાન હેમિલ્ટન દ્વારા 1833 માં ફરીથી લેગ્રાંગિયન મિકેનિક્સની રચના કરવામાં આવી હતી.
19મી સદીના અંતમાં કેટલીક મુશ્કેલીઓ શોધી કાઢવામાં આવી હતી, જે ફક્ત વધુ આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્રની મદદથી જ ઉકેલી શકાય છે. આમાંની કેટલીક મુશ્કેલીઓમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક થિયરી અને પ્રખ્યાત મિશેલસન-મોર્લી પ્રયોગ સાથે સુસંગતતા સામેલ છે. આ સમસ્યાઓનો ઉકેલ સાપેક્ષતાના વિશેષ સિદ્ધાંત તરફ દોરી ગયો, જે ઘણી વખત શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સનો ભાગ માનવામાં આવે છે.
થર્મોડાયનેમિક્સ સંબંધિત મુશ્કેલીઓનો બીજો સમૂહ. જ્યારે થર્મોડાયનેમિક્સ સાથે જોડવામાં આવે છે, ત્યારે ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ ક્લાસિકલ સ્ટેટિસ્ટિકલ મિકેનિક્સના ગિબ્સ વિરોધાભાસ તરફ દોરી જાય છે, જેમાં એન્ટ્રોપી સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત જથ્થો નથી. બ્લેક બોડી રેડિયેશનનો પરિચય આપ્યા વિના સમજાવવામાં આવ્યો નથી
વિકિપીડિયામાંથી સામગ્રી - મફત જ્ઞાનકોશ
ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ- એક પ્રકારનું મિકેનિક્સ (ભૌતિકશાસ્ત્રની એક શાખા જે સમયાંતરે અવકાશમાં શરીરની સ્થિતિમાં થતા ફેરફારોના નિયમો અને તેના કારણે થતા કારણોનો અભ્યાસ કરે છે), જે ન્યુટનના નિયમો અને ગેલિલિયોના સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે. તેથી, તેને ઘણીવાર કહેવામાં આવે છે " ન્યુટોનિયન મિકેનિક્સ».
ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ આમાં વહેંચાયેલું છે:
સ્ટેટિક્સ (જે શરીરના સંતુલનને ધ્યાનમાં લે છે)
ગતિશાસ્ત્ર (જે તેના કારણોને ધ્યાનમાં લીધા વિના ગતિની ભૌમિતિક ગુણધર્મનો અભ્યાસ કરે છે)
ગતિશીલતા (જે શરીરની હિલચાલને ધ્યાનમાં લે છે).
ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ ખૂબ જ સચોટ પરિણામો આપે છે જો તેનો ઉપયોગ એવા શરીર પૂરતો મર્યાદિત હોય કે જેમની ગતિ પ્રકાશની ગતિ કરતાં ઘણી ઓછી હોય અને જેના પરિમાણો અણુઓ અને પરમાણુઓના પરિમાણો કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધી જાય. મનસ્વી ગતિએ આગળ વધતા શરીર માટે શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સનું સામાન્યીકરણ એ સાપેક્ષ મિકેનિક્સ છે, અને શરીર કે જેના પરિમાણો અણુ સાથે તુલનાત્મક છે તે ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ છે. ક્વોન્ટમ ફિલ્ડ થિયરી ક્વોન્ટમ રિલેટિવિસ્ટિક અસરોની તપાસ કરે છે.
જો કે, શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સ તેનું મહત્વ જાળવી રાખે છે કારણ કે:
તે અન્ય સિદ્ધાંતો કરતાં સમજવા અને ઉપયોગમાં લેવા માટે ખૂબ સરળ છે
વિશાળ શ્રેણીમાં તે વાસ્તવિકતાને સારી રીતે વર્ણવે છે.
ક્લાસિકલ મિકેનિક્સનો ઉપયોગ ટોપ્સ અને બેઝબોલ્સ, ઘણા ખગોળીય પદાર્થો (જેમ કે ગ્રહો અને તારાવિશ્વો) જેવા પદાર્થોની ગતિનું વર્ણન કરવા માટે અને કેટલીકવાર અણુઓ જેવા ઘણા માઇક્રોસ્કોપિક પદાર્થોનું વર્ણન કરવા માટે થઈ શકે છે.
ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ એ સ્વ-સતત સિદ્ધાંત છે, એટલે કે, તેના માળખામાં એવા કોઈ નિવેદનો નથી કે જે એકબીજા સાથે વિરોધાભાસી હોય. જો કે, અન્ય શાસ્ત્રીય સિદ્ધાંતો સાથે તેનું સંયોજન, ઉદાહરણ તરીકે શાસ્ત્રીય ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ અને થર્મોડાયનેમિક્સ, અદ્રાવ્ય વિરોધાભાસના ઉદભવ તરફ દોરી જાય છે. ખાસ કરીને, શાસ્ત્રીય ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ આગાહી કરે છે કે પ્રકાશની ગતિ તમામ નિરીક્ષકો માટે સ્થિર છે, જે શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સ સાથે અસંગત છે. 20મી સદીની શરૂઆતમાં, આનાથી સાપેક્ષતાનો વિશેષ સિદ્ધાંત બનાવવાની જરૂરિયાત ઊભી થઈ. જ્યારે થર્મોડાયનેમિક્સ સાથે વિચારણા કરવામાં આવે છે, ત્યારે ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ ગિબ્સ વિરોધાભાસ તરફ દોરી જાય છે, જેમાં એન્ટ્રોપીનું મૂલ્ય અને અલ્ટ્રાવાયોલેટ વિનાશને ચોક્કસ રીતે નક્કી કરવું અશક્ય છે, જેમાં સંપૂર્ણપણે કાળા શરીરે અનંત માત્રામાં ઊર્જા ફેલાવવી જોઈએ. આ સમસ્યાઓ ઉકેલવાના પ્રયાસોથી ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના ઉદભવ અને વિકાસ તરફ દોરી ગઈ.
10 ટિકિટ મિકેનિકલ પિક્ચર ઓફ ધ વર્લ્ડ. થર્મોડાયનેમિક્સ
થર્મોડાયનેમિક્સ(ગ્રીક θέρμη - "ગરમી", δύναμις - "બળ") - ભૌતિકશાસ્ત્રની એક શાખા જે ગરમી અને ઊર્જાના અન્ય સ્વરૂપોના સંબંધો અને પરિવર્તનનો અભ્યાસ કરે છે. રાસાયણિક થર્મોડાયનેમિક્સ, જે ગરમીના પ્રકાશન અથવા શોષણ સાથે સંકળાયેલા ભૌતિક અને રાસાયણિક પરિવર્તનનો અભ્યાસ કરે છે, તેમજ થર્મલ એન્જિનિયરિંગ, અલગ શાખાઓ બની ગઈ છે.
થર્મોડાયનેમિક્સમાં, અમે વ્યક્તિગત પરમાણુઓ સાથે નહીં, પરંતુ વિશાળ સંખ્યામાં કણો ધરાવતા મેક્રોસ્કોપિક શરીર સાથે વ્યવહાર કરીએ છીએ. આ સંસ્થાઓને થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમ્સ કહેવામાં આવે છે. થર્મોડાયનેમિક્સમાં, થર્મલ ઘટનાનું વર્ણન મેક્રોસ્કોપિક જથ્થા દ્વારા કરવામાં આવે છે - દબાણ, તાપમાન, વોલ્યુમ, ..., જે વ્યક્તિગત પરમાણુઓ અને અણુઓને લાગુ પડતું નથી.
સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, અસાધારણ થર્મોડાયનેમિક્સ સાથે, જે થર્મલ પ્રક્રિયાઓની ઘટનાનો અભ્યાસ કરે છે, ત્યાં આંકડાકીય થર્મોડાયનેમિક્સ છે, જે થર્મોડાયનેમિક્સના યાંત્રિક પુરાવા માટે બનાવવામાં આવ્યું હતું અને તે આંકડાકીય ભૌતિકશાસ્ત્રની પ્રથમ શાખાઓમાંની એક હતી.
થર્મોડાયનેમિક્સ વિજ્ઞાન અને ટેક્નોલોજીના વિષયોની વિશાળ શ્રેણી પર લાગુ કરી શકાય છે, જેમ કે એન્જિન, તબક્કા સંક્રમણ, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ, પરિવહનની ઘટનાઓ અને બ્લેક હોલ પણ. થર્મોડાયનેમિક્સ ભૌતિકશાસ્ત્ર અને રસાયણશાસ્ત્ર, કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ, એરોસ્પેસ એન્જિનિયરિંગ, મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગ, સેલ બાયોલોજી, બાયોમેડિકલ એન્જિનિયરિંગ, સામગ્રી વિજ્ઞાનના અન્ય ક્ષેત્રો માટે મહત્વપૂર્ણ છે અને અર્થશાસ્ત્ર જેવા અન્ય ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગી છે.
11 ટિકિટ ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ
ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ- ભૌતિકશાસ્ત્રની એક શાખા જે સૌથી સામાન્ય કિસ્સામાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રનો અભ્યાસ કરે છે (એટલે કે, સમય-આધારિત ચલ ક્ષેત્રો ગણવામાં આવે છે) અને ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા) ધરાવતા શરીર સાથે તેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સના વિષયમાં વિદ્યુત અને ચુંબકીય ઘટના, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન (વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં, બંને મુક્ત અને પદાર્થો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના વિવિધ કિસ્સાઓમાં), ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ (સામાન્ય રીતે કહીએ તો, ચલ) અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર (ઇલેક્ટ્રિક વર્તમાન) સાથે તેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે આ મૂવિંગ ચાર્જ્ડ કણોના સંગ્રહ જેવું હોય ત્યારે ગણી શકાય). ચાર્જ થયેલ સંસ્થાઓ વચ્ચેની કોઈપણ વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્રમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર દ્વારા થતી ગણવામાં આવે છે, અને તેથી, તે ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સનો વિષય પણ છે.
મોટેભાગે શબ્દ હેઠળ ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સમૂળભૂત રીતે સમજાય છે શાસ્ત્રીયઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ, જે મેક્સવેલની સમીકરણોની સિસ્ટમ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રના માત્ર સતત ગુણધર્મોનું વર્ણન કરે છે; ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડના આધુનિક ક્વોન્ટમ સિદ્ધાંત અને ચાર્જ થયેલા કણો સાથે તેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દર્શાવવા માટે, સામાન્ય રીતે સ્થિર શબ્દનો ઉપયોગ થાય છે. ક્વોન્ટમ ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ.
12 ટિકિટ ધ કન્સેપ્ટ ઓફ સિમેટ્રી ઇન નેચરલ સાયન્સ
એમી નોથેરનું પ્રમેયજણાવે છે કે ભૌતિક સિસ્ટમની દરેક સતત સમપ્રમાણતા ચોક્કસ સંરક્ષણ કાયદાને અનુરૂપ છે. આમ, ઉર્જા સંરક્ષણનો કાયદો સમયની એકરૂપતા, વેગના સંરક્ષણનો કાયદો - અવકાશની એકરૂપતા, કોણીય ગતિના સંરક્ષણનો કાયદો - અવકાશની સમકક્ષતા, ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના સંરક્ષણનો કાયદો - ગેજ સમપ્રમાણતા, વગેરેને અનુરૂપ છે. .
પ્રમેય સામાન્ય રીતે એવી પ્રણાલીઓ માટે ઘડવામાં આવે છે કે જેમાં ક્રિયાત્મક કાર્ય હોય છે, અને કેટલાક સતત રૂપાંતરણોના જૂથના સંદર્ભમાં લેગ્રેન્ગીયનના આક્રમણને વ્યક્ત કરે છે.
ગોટીંગેન સ્કૂલ ડીના વૈજ્ઞાનિકોના કાર્યોમાં પ્રમેયની સ્થાપના કરવામાં આવી હતી. ગિલબર્ટા, એફ. ક્લેઇનાઇઇ. નોથેર. સૌથી સામાન્ય ફોર્મ્યુલેશન એમી નોથર દ્વારા 1918 માં સાબિત થયું હતું.
ગણિત અને વિજ્ઞાનમાં જોવા મળતી સમપ્રમાણતાના પ્રકારો:
દ્વિપક્ષીય સમપ્રમાણતા - અરીસાના પ્રતિબિંબને સંબંધિત સમપ્રમાણતા. (દ્વિપક્ષીય સમપ્રમાણતા)
nમા ક્રમની સમપ્રમાણતા - કોઈપણ ધરીની આસપાસ 360°/n ના પરિભ્રમણ કોણને સંબંધિત સમપ્રમાણતા. જૂથ Zn દ્વારા વર્ણવેલ.
અક્ષીય સમપ્રમાણતા (રેડિયલ સપ્રમાણતા, રેડિયલ સપ્રમાણતા) - કોઈપણ ધરીની આસપાસ મનસ્વી કોણ પર પરિભ્રમણને સંબંધિત સમપ્રમાણતા. જૂથ SO(2) દ્વારા વર્ણવેલ.
ગોળાકાર સમપ્રમાણતા - ત્રિ-પરિમાણીય અવકાશમાં મનસ્વી ખૂણા પર પરિભ્રમણના સંદર્ભમાં સમપ્રમાણતા. SO(3) જૂથ દ્વારા વર્ણવેલ. જગ્યા અથવા માધ્યમની સ્થાનિક ગોળાકાર સમપ્રમાણતાને આઇસોટ્રોપી પણ કહેવામાં આવે છે.
રોટેશનલ સપ્રમાણતા એ અગાઉની બે સમપ્રમાણતાઓનું સામાન્યીકરણ છે.
અનુવાદાત્મક સમપ્રમાણતા - ચોક્કસ અંતર પર કોઈપણ દિશામાં અવકાશના શિફ્ટના સંદર્ભમાં સમપ્રમાણતા.
લોરેન્ટ્ઝ ઇન્વેરિઅન્સ - મિન્કોવસ્કી અવકાશ-સમયમાં મનસ્વી પરિભ્રમણના સંદર્ભમાં સમપ્રમાણતા.
ગેજ ઇન્વેરિઅન્સ - ગેજ ટ્રાન્સફોર્મેશન હેઠળ ક્વોન્ટમ ફિલ્ડ થિયરીમાં (ખાસ કરીને, યાંગ-મિલ્સ થિયરીઓ) ગેજ સિદ્ધાંતોના સમીકરણોના સ્વરૂપની સ્વતંત્રતા.
સુપરસિમેટ્રી - બોસોન્સને ફર્મિઓન્સ સાથે બદલવા સંબંધિત સિદ્ધાંતની સપ્રમાણતા.
ઉચ્ચ સમપ્રમાણતા - જૂથ વિશ્લેષણમાં સમપ્રમાણતા.
કિનોસિમેટ્રી એ ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકનની ઘટના છે (આ શબ્દ એસ.એ. શુકરેવ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો, જેમણે તેની શોધ કરી હતી), જે ગૌણ સામયિકતા નક્કી કરે છે (ઇ.વી. બિરોન દ્વારા શોધાયેલ).
13 ટિકિટ સર્વિસ સ્ટેશન
સાપેક્ષતાનો વિશેષ સિદ્ધાંત(એક સો; પણ સાપેક્ષતાનો વિશેષ સિદ્ધાંત) - એક સિદ્ધાંત જે શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ કરતાં ઓછી ગતિની મનસ્વી ગતિએ ચળવળ, મિકેનિક્સના નિયમો અને અવકાશ-સમય સંબંધોનું વર્ણન કરે છે, જેમાં પ્રકાશની ગતિની નજીકનો સમાવેશ થાય છે. વિશિષ્ટ સાપેક્ષતાના માળખામાં, શાસ્ત્રીય ન્યુટોનિયન મિકેનિક્સ એ નીચા-વેગનો અંદાજ છે. ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રો માટે SRT ના સામાન્યીકરણને સાપેક્ષતાનો સામાન્ય સિદ્ધાંત કહેવામાં આવે છે.
સાપેક્ષતાના વિશેષ સિદ્ધાંત દ્વારા વર્ણવેલ શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સની આગાહીઓમાંથી ભૌતિક પ્રક્રિયાઓના કોર્સમાં વિચલનો કહેવામાં આવે છે. સાપેક્ષ અસરો, અને જે ઝડપે આવી અસરો નોંધપાત્ર બને છે સાપેક્ષ ગતિ.
14 ટિકિટ OTO
સાપેક્ષતાનો સામાન્ય સિદ્ધાંત(જીટીઓ;જર્મન allgemeine Relativitätstheorie) એ ગુરુત્વાકર્ષણનો ભૌમિતિક સિદ્ધાંત છે, જે 1915-1916માં આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈન દ્વારા પ્રકાશિત સ્પેશિયલ થિયરી ઑફ રિલેટિવિટી (STR) વિકસાવે છે. સાપેક્ષતાના સામાન્ય સિદ્ધાંતના માળખામાં, અન્ય મેટ્રિક સિદ્ધાંતોની જેમ, એવું માનવામાં આવે છે કે ગુરુત્વાકર્ષણ અસરો અવકાશ-સમયમાં સ્થિત શરીર અને ક્ષેત્રોના બળની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે નહીં, પરંતુ અવકાશ-સમયના વિરૂપતા દ્વારા થાય છે, જે ખાસ કરીને સમૂહ-ઊર્જાની હાજરી સાથે સંકળાયેલ છે. સામાન્ય સાપેક્ષતા ગુરુત્વાકર્ષણના અન્ય મેટ્રિક સિદ્ધાંતોથી અલગ પડે છે.
સામાન્ય સાપેક્ષતા એ હાલમાં ગુરુત્વાકર્ષણનો સૌથી સફળ સિદ્ધાંત છે, જે અવલોકનો દ્વારા સારી રીતે પુષ્ટિ થયેલ છે. સાપેક્ષતાના સામાન્ય સિદ્ધાંતની પ્રથમ સફળતા બુધના પેરિહેલિયનની વિસંગતતા સમજાવવાની હતી. તે પછી, 1919માં, આર્થર એડિંગ્ટને સંપૂર્ણ ગ્રહણની ક્ષણે સૂર્યની નજીક પ્રકાશના વળાંકના અવલોકનનો અહેવાલ આપ્યો, જેણે સામાન્ય સાપેક્ષતાની આગાહીઓને ગુણાત્મક અને માત્રાત્મક રીતે પુષ્ટિ આપી. ત્યારથી, અન્ય ઘણા અવલોકનો અને પ્રયોગોએ ગુરુત્વાકર્ષણ સમય વિસ્તરણ, ગુરુત્વાકર્ષણ રેડશિફ્ટ, ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં સિગ્નલ વિલંબ અને અત્યાર સુધી માત્ર આડકતરી રીતે, ગુરુત્વાકર્ષણ વિકિરણ સહિત નોંધપાત્ર સંખ્યામાં સિદ્ધાંતની આગાહીઓની પુષ્ટિ કરી છે. આ ઉપરાંત, અસંખ્ય અવલોકનોને સાપેક્ષતાના સામાન્ય સિદ્ધાંત - બ્લેક હોલના અસ્તિત્વની સૌથી રહસ્યમય અને વિચિત્ર આગાહીઓમાંની એકની પુષ્ટિ તરીકે અર્થઘટન કરવામાં આવે છે.
સાપેક્ષતાના સામાન્ય સિદ્ધાંતની અદભૂત સફળતા હોવા છતાં, વૈજ્ઞાનિક સમુદાયમાં અસ્વસ્થતા છે, સૌ પ્રથમ, એ હકીકત સાથે કે તે ક્વોન્ટમ સિદ્ધાંતની શાસ્ત્રીય મર્યાદા તરીકે સુધારી શકાતી નથી, અને બીજું, એ હકીકત સાથે કે સિદ્ધાંત પોતે સૂચવે છે. તેની લાગુ પડવાની મર્યાદાઓ, કારણ કે તે સામાન્ય રીતે બ્લેક હોલ અને અવકાશ-સમયની એકલતાને ધ્યાનમાં લેતી વખતે બદલી ન શકાય તેવા ભૌતિક વિચલનોના દેખાવની આગાહી કરે છે. આ સમસ્યાઓના ઉકેલ માટે, સંખ્યાબંધ વૈકલ્પિક સિદ્ધાંતો પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યા છે, જેમાંથી કેટલાક ક્વોન્ટમ પણ છે. આધુનિક પ્રાયોગિક ડેટા, તેમ છતાં, સૂચવે છે કે સામાન્ય સાપેક્ષતામાંથી કોઈપણ પ્રકારનું વિચલન ખૂબ જ નાનું હોવું જોઈએ, જો તે અસ્તિત્વમાં હોય.
15 ટિકિટ વિસ્તરણ બ્રહ્માંડ. હબલનો કાયદો
બ્રહ્માંડનું વિસ્તરણ- સમગ્ર બ્રહ્માંડના સ્કેલ પર બાહ્ય અવકાશના લગભગ સમાન અને આઇસોટ્રોપિક વિસ્તરણનો સમાવેશ કરતી ઘટના. પ્રાયોગિક રીતે, બ્રહ્માંડનું વિસ્તરણ હબલના નિયમની પરિપૂર્ણતાના સ્વરૂપમાં જોવા મળે છે. વિજ્ઞાન કહેવાતા બિગ બેંગને બ્રહ્માંડના વિસ્તરણની શરૂઆત માને છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, ઘટનાની આગાહી અને એ દ્વારા પુષ્ટિ કરવામાં આવી હતી. બ્રહ્માંડની એકરૂપતા અને આઇસોટ્રોપી વિશે સામાન્ય ફિલોસોફિકલ વિચારણાઓમાંથી સાપેક્ષતાના સામાન્ય સિદ્ધાંતના વિકાસના પ્રારંભિક તબક્કે ફ્રિડમેન.
હબલનો કાયદો(ગેલેક્સીઓની સાર્વત્રિક મંદીનો કાયદો) - એક પ્રયોગમૂલક કાયદો જે ગેલેક્સીના રેડશિફ્ટ અને તેના અંતરને રેખીય રીતે સંબંધિત કરે છે:
જ્યાં z- ગેલેક્સીની રેડ શિફ્ટ, ડી- તેનાથી અંતર, એચ 0 એ હબલ કોન્સ્ટન્ટ તરીકે ઓળખાતું પ્રમાણસરતા ગુણાંક છે. ઓછી કિંમતે zઅંદાજિત સમાનતા સંતુષ્ટ છે cz=V આર, ક્યાં વી આરનિરીક્ષકની દૃષ્ટિની રેખા સાથે આકાશગંગાની ગતિ છે, c- પ્રકાશની ગતિ. આ કિસ્સામાં, કાયદો શાસ્ત્રીય સ્વરૂપ લે છે:
આ ઉંમર એ ક્ષણે બ્રહ્માંડના વિસ્તરણનો લાક્ષણિક સમય છે અને, 2 ના પરિબળ સુધી, પ્રમાણભૂત ફ્રિડમેન કોસ્મોલોજિકલ મોડેલનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરાયેલ બ્રહ્માંડની ઉંમરને અનુરૂપ છે.
16 ટિકિટ ફ્રીડમેન મોડલ. એકલતા
ફ્રીડમેનનું બ્રહ્માંડ(ફ્રિડમેન-લેમાટ્રી-રોબર્ટસન-વોકર મેટ્રિક) એ બ્રહ્માંડ સંબંધી મોડેલોમાંનું એક છે જે સામાન્ય સાપેક્ષતાના ક્ષેત્રના સમીકરણોને સંતોષે છે, જે બ્રહ્માંડના બિન-સ્થિર મોડેલોમાંનું પ્રથમ છે. 1922 માં એલેક્ઝાન્ડર ફ્રિડમેન દ્વારા મેળવેલ. ફ્રિડમેન મોડલ એક સમાન સમસ્થાનિકનું વર્ણન કરે છે બિન-સ્થિરદ્રવ્ય ધરાવતું બ્રહ્માંડ જેમાં સકારાત્મક, શૂન્ય અથવા નકારાત્મક સતત વક્રતા હોય છે. વૈજ્ઞાનિકનું આ કાર્ય 1915-1917 માં આઈન્સ્ટાઈનના કાર્ય પછી સામાન્ય સાપેક્ષતાનો મુખ્ય સૈદ્ધાંતિક વિકાસ બન્યો.
ગુરુત્વાકર્ષણ એકલતા- અવકાશ-સમયનો પ્રદેશ કે જેના દ્વારા જીઓડેસિક લાઇનને વિસ્તારવી અશક્ય છે. ઘણીવાર તેમાં અવકાશ-સમયના સાતત્યની વક્રતા અનંત તરફ વળે છે, અથવા મેટ્રિકમાં અન્ય પેથોલોજીકલ ગુણધર્મો હોય છે જે ભૌતિક અર્થઘટનને મંજૂરી આપતા નથી (ઉદાહરણ તરીકે, કોસ્મોલોજિકલ એકલતા- બિગ બેંગની પ્રારંભિક ક્ષણે બ્રહ્માંડની સ્થિતિ, અનંત ઘનતા અને પદાર્થના તાપમાન દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે);
17 ટિકિટ બિગ બેંગ થિયરી. CMB રેડિયેશન
સીએમબી રેડિયેશન(અથવા કોસ્મિક માઇક્રોવેવ પૃષ્ઠભૂમિ રેડિયેશનઅંગ્રેજી કોસ્મિક માઇક્રોવેવ પૃષ્ઠભૂમિ રેડિયેશન) - ઉચ્ચ ડિગ્રી આઇસોટ્રોપી સાથે કોસ્મિક ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન અને 2.725 K તાપમાન સાથે એકદમ કાળા શરીરની લાક્ષણિકતાવાળા સ્પેક્ટ્રમ.
કોસ્મિક માઇક્રોવેવ પૃષ્ઠભૂમિ કિરણોત્સર્ગના અસ્તિત્વની આગાહી બિગ બેંગ થિયરીના માળખામાં સૈદ્ધાંતિક રીતે કરવામાં આવી હતી. જો કે મૂળ બિગ બેંગ થિયરીના ઘણા પાસાઓમાં હવે સુધારો કરવામાં આવ્યો છે, તેમ છતાં, અવશેષ કિરણોત્સર્ગના તાપમાનની આગાહી કરવાનું શક્ય બનાવનાર મૂળભૂત બાબતો યથાવત રહી છે. એવું માનવામાં આવે છે કે અવશેષ કિરણોત્સર્ગ બ્રહ્માંડના અસ્તિત્વના પ્રારંભિક તબક્કાથી સાચવવામાં આવ્યું છે અને તેને સમાનરૂપે ભરે છે. તેના અસ્તિત્વની પ્રાયોગિક રીતે 1965 માં પુષ્ટિ કરવામાં આવી હતી. કોસ્મોલોજિકલ રેડશિફ્ટ સાથે, કોસ્મિક માઇક્રોવેવ પૃષ્ઠભૂમિ કિરણોત્સર્ગને બિગ બેંગ થિયરીની મુખ્ય પુષ્ટિ તરીકે ગણવામાં આવે છે.
બિગ બેંગ(અંગ્રેજી) બિગ બેંગ) એ બ્રહ્માંડ સંબંધી મોડેલ છે જે બ્રહ્માંડના પ્રારંભિક વિકાસનું વર્ણન કરે છે, એટલે કે, બ્રહ્માંડના વિસ્તરણની શરૂઆત, જે પહેલાં બ્રહ્માંડ એકવચનમાં હતું.
સામાન્ય રીતે હવે આપણે બિગ બેંગ થિયરી અને હોટ યુનિવર્સ મોડલને આપોઆપ જોડીએ છીએ, પરંતુ આ ખ્યાલો સ્વતંત્ર છે અને ઐતિહાસિક રીતે બિગ બેંગની નજીક ઠંડા પ્રારંભિક બ્રહ્માંડનો ખ્યાલ પણ હતો. તે કોસ્મિક માઇક્રોવેવ પૃષ્ઠભૂમિ કિરણોત્સર્ગના અસ્તિત્વ દ્વારા સમર્થિત ગરમ બ્રહ્માંડના સિદ્ધાંત સાથે બિગ બેંગ સિદ્ધાંતનું સંયોજન છે, જેને આગળ ગણવામાં આવે છે.
18 ટિકિટ સ્પેસ વેક્યુમ
શૂન્યાવકાશ(lat. શૂન્યાવકાશ- ખાલીપણું) - દ્રવ્ય મુક્ત જગ્યા. એન્જિનિયરિંગ અને એપ્લાઇડ ફિઝિક્સમાં, શૂન્યાવકાશને વાતાવરણીય દબાણ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછા દબાણે ગેસ ધરાવતા માધ્યમ તરીકે સમજવામાં આવે છે. શૂન્યાવકાશ એ ગેસના અણુઓની મુક્ત માર્ગ લંબાઈ λ અને માધ્યમના લાક્ષણિક કદ વચ્ચેના સંબંધ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. ડી. હેઠળ ડીશૂન્યાવકાશ ચેમ્બરની દિવાલો વચ્ચેનું અંતર, વેક્યૂમ પાઈપલાઈનનો વ્યાસ વગેરે લઈ શકાય છે. ગુણોત્તરના મૂલ્યના આધારે λ/ ડીનીચા (), મધ્યમ () અને ઉચ્ચ () શૂન્યાવકાશ છે.
ખ્યાલો વચ્ચે તફાવત કરવો જરૂરી છે ભૌતિક શૂન્યાવકાશઅને તકનીકી શૂન્યાવકાશ.
19 ટિકિટ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ
ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ- સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રનો એક વિભાગ જે ભૌતિક ઘટનાઓનું વર્ણન કરે છે જેમાં ક્રિયા પ્લાન્કના સ્થિરાંક સાથે તીવ્રતામાં તુલનાત્મક છે. ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સની આગાહીઓ ક્લાસિકલ મિકેનિક્સની આગાહીઓથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ હોઈ શકે છે. રોજિંદા વસ્તુઓની અસરોની સરખામણીમાં પ્લાન્કનું સ્થિરાંક અત્યંત નાનું મૂલ્ય હોવાથી, ક્વોન્ટમ અસરો સામાન્ય રીતે માત્ર માઇક્રોસ્કોપિક સ્કેલ પર જ દેખાય છે. જો સિસ્ટમની ભૌતિક ક્રિયા પ્લાન્કના સ્થિરાંક કરતાં ઘણી વધારે હોય, તો ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ ઓર્ગેનિકલી ક્લાસિકલ મિકેનિક્સમાં પરિવર્તિત થાય છે. બદલામાં, ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ એ ક્વોન્ટમ ફિલ્ડ થિયરીની બિન-સાપેક્ષતાવાદી અંદાજ (એટલે કે, સિસ્ટમના વિશાળ કણોની બાકીની ઊર્જાની તુલનામાં ઓછી ઊર્જાનો અંદાજ) છે.
ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ, જે મેક્રોસ્કોપિક સ્કેલ પર સિસ્ટમોનું સારી રીતે વર્ણન કરે છે, તે અણુઓ, પરમાણુઓ અને ઇલેક્ટ્રોન-વિફોટનના સ્તરે ઘટનાનું વર્ણન કરવામાં સક્ષમ નથી. ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ પરમાણુ, આયનો, અણુઓ, કન્ડેન્સ્ડ મેટર અને ઇલેક્ટ્રોન-પરમાણુ માળખું ધરાવતી અન્ય સિસ્ટમોના મૂળભૂત ગુણધર્મો અને વર્તનનું પર્યાપ્ત રીતે વર્ણન કરે છે. ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ ઇલેક્ટ્રોન, ફોટોન અને અન્ય પ્રાથમિક કણોની વર્તણૂકનું વર્ણન કરવામાં પણ સક્ષમ છે, પરંતુ પ્રાથમિક કણોના રૂપાંતરણનું વધુ સચોટ સાપેક્ષ રીતે અપરિવર્તનશીલ વર્ણન ક્વોન્ટમ ફિલ્ડ થિયરીના માળખામાં બનાવવામાં આવ્યું છે. પ્રયોગો ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સનો ઉપયોગ કરીને મેળવેલા પરિણામોની પુષ્ટિ કરે છે.
ક્વોન્ટમ ગતિશાસ્ત્રની મુખ્ય વિભાવનાઓ અવલોકનક્ષમ અને અવસ્થાની વિભાવનાઓ છે.
ક્વોન્ટમ ડાયનેમિક્સના મૂળભૂત સમીકરણો છે શ્રોડિન્જર સમીકરણ, વોન ન્યુમેન સમીકરણ, લિન્ડબ્લેડ સમીકરણ, હેઇઝનબર્ગ સમીકરણ અને પાઉલી સમીકરણ.
ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના સમીકરણો ગણિતની ઘણી શાખાઓ સાથે ગાઢ રીતે સંકળાયેલા છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે: ઓપરેટર થિયરી, પ્રોબેબિલિટી થિયરી, ફંક્શનલ એનાલિસિસ, ઓપરેટર બીજગણિત, ગ્રુપ થિયરી.
એકદમ કાળું શરીર- થર્મોડાયનેમિક્સમાં વપરાતું ભૌતિક આદર્શીકરણ, એક એવું શરીર જે તેના પર તમામ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન ઘટનાને તમામ શ્રેણીઓમાં શોષી લે છે અને કંઈપણ પ્રતિબિંબિત કરતું નથી. નામ હોવા છતાં, કાળો પદાર્થ પોતે કોઈપણ આવર્તનના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનને ઉત્સર્જિત કરી શકે છે અને દૃષ્ટિની રંગ ધરાવે છે. કાળા શરીરનું રેડિયેશન સ્પેક્ટ્રમ તેના તાપમાન દ્વારા જ નક્કી થાય છે.
સામાન્ય રીતે કોઈપણ (ગ્રે અને રંગીન) શરીરના થર્મલ રેડિયેશનના સ્પેક્ટ્રમના પ્રશ્નમાં એકદમ કાળા શરીરનું મહત્વ, તે હકીકત ઉપરાંત કે તે સૌથી સરળ બિન-તુચ્છ કેસનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, તે હકીકતમાં પણ રહેલું છે કે પ્રશ્ન કોઈપણ રંગ અને પ્રતિબિંબ ગુણાંકના શરીરના સંતુલન થર્મલ રેડિયેશનના સ્પેક્ટ્રમને ક્લાસિકલ થર્મોડાયનેમિક્સની પદ્ધતિઓ દ્વારા એકદમ કાળા શરીરના રેડિયેશનના પ્રશ્નમાં ઘટાડવામાં આવે છે (અને ઐતિહાસિક રીતે આ 19મી સદીના અંત સુધીમાં થઈ ચૂક્યું હતું, જ્યારે એકદમ કાળા શરીરના રેડિયેશનની સમસ્યા સામે આવી).
સૌથી કાળા વાસ્તવિક પદાર્થો, ઉદાહરણ તરીકે, સૂટ, દૃશ્યમાન તરંગલંબાઇની શ્રેણીમાં 99% જેટલા કિરણોત્સર્ગ (એટલે કે, તેમની પાસે 0.01 નું અલ્બેડો છે) શોષી લે છે, પરંતુ તેઓ ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનને વધુ ખરાબ રીતે શોષી લે છે. સૂર્યમંડળના શરીરોમાં, સૂર્યમાં એકદમ કાળા શરીરના ગુણધર્મો છે.
આ શબ્દ ગુસ્તાવ કિર્ચહોફ દ્વારા 1862 માં રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો.
ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના 20 ટિકિટ સિદ્ધાંતો
આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્રની તમામ સમસ્યાઓને બે જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્રની સમસ્યાઓ અને ક્વોન્ટમ ભૌતિકશાસ્ત્રની સમસ્યાઓ. સામાન્ય મેક્રોસ્કોપિક સંસ્થાઓના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરતી વખતે, લગભગ ક્યારેય ક્વોન્ટમ સમસ્યાઓનો સામનો કરવો પડતો નથી, કારણ કે ક્વોન્ટમ ગુણધર્મો ફક્ત માઇક્રોવર્લ્ડમાં જ ધ્યાનપાત્ર બને છે. તેથી, 19મી સદીનું ભૌતિકશાસ્ત્ર, જે માત્ર મેક્રોસ્કોપિક સંસ્થાઓનો અભ્યાસ કરતું હતું, તે ક્વોન્ટમ પ્રક્રિયાઓથી સંપૂર્ણપણે અજાણ હતું. આ શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્ર છે. તે શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્રની લાક્ષણિકતા છે કે તે પદાર્થના અણુ બંધારણને ધ્યાનમાં લેતું નથી. આજકાલ, પ્રાયોગિક ટેક્નોલોજીના વિકાસે કુદરત સાથેના આપણા પરિચયની સીમાઓને એટલી વ્યાપક રીતે વિસ્તૃત કરી છે કે હવે આપણે જાણીએ છીએ, અને ખૂબ જ વિગતવાર, વ્યક્તિગત અણુઓ અને પરમાણુઓની ચોક્કસ વિગતો. આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્ર દ્રવ્યની અણુ રચના અને તેથી, 19મી સદીના જૂના શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્રના સિદ્ધાંતોનો અભ્યાસ કરે છે. નવા તથ્યો અનુસાર બદલવું પડ્યું, અને ધરમૂળથી બદલાવવું પડ્યું. સિદ્ધાંતોમાં આ પરિવર્તન એ ક્વોન્ટમ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં સંક્રમણ છે
21 ટિકિટ વેવ ખાસ દ્વિવાદ
કણ-તરંગ દ્વૈતવાદ- સિદ્ધાંત કે જેના અનુસાર કોઈપણ પદાર્થ તરંગ અને કોર્પસ્ક્યુલર ગુણધર્મો બંને પ્રદર્શિત કરી શકે છે. શાસ્ત્રીય વિભાવનાઓના દૃષ્ટિકોણથી માઇક્રોવર્લ્ડમાં જોવા મળતી ઘટનાઓનું અર્થઘટન કરવા માટે તે ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના વિકાસ દરમિયાન રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું. ક્વોન્ટમ ફિલ્ડ થિયરીમાં ક્વોન્ટાઈઝ્ડ ફીલ્ડ્સની વિભાવના વેવ-પાર્ટિકલ ડ્યુઆલિટીના સિદ્ધાંતનો વધુ વિકાસ હતો.
ઉત્તમ ઉદાહરણ તરીકે, પ્રકાશને કોર્પસકલ્સ (ફોટોન્સ) ના પ્રવાહ તરીકે અર્થઘટન કરી શકાય છે, જે ઘણી ભૌતિક અસરોમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના ગુણધર્મો દર્શાવે છે. પ્રકાશની તરંગલંબાઇ સાથે તુલનાત્મક ભીંગડા પર વિવર્તન અને દખલગીરીની ઘટનામાં પ્રકાશ તરંગ ગુણધર્મો દર્શાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પણ એકલુડબલ સ્લિટમાંથી પસાર થતા ફોટોન સ્ક્રીન પર હસ્તક્ષેપ પેટર્ન બનાવે છે, જે મેક્સવેલના સમીકરણો દ્વારા નિર્ધારિત થાય છે.
જો કે, પ્રયોગ દર્શાવે છે કે ફોટોન એ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનની ટૂંકી પલ્સ નથી; ઉદાહરણ તરીકે, તેને ઓપ્ટિકલ બીમ સ્પ્લિટર્સ દ્વારા અનેક બીમમાં વિભાજિત કરી શકાતું નથી, જેમ કે 1986માં ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ ગ્રેન્જિયર, રોજર અને એસ્પે દ્વારા હાથ ધરવામાં આવેલા પ્રયોગ દ્વારા સ્પષ્ટપણે દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. . પ્રકાશના કોર્પસ્ક્યુલર ગુણધર્મો ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર અને કોમ્પટન અસરમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે. ફોટોન પણ એવા કણની જેમ વર્તે છે કે જે પદાર્થો દ્વારા ઉત્સર્જિત અથવા સંપૂર્ણ રીતે શોષાય છે જેના પરિમાણો તેની તરંગલંબાઇ (ઉદાહરણ તરીકે, અણુ ન્યુક્લી) કરતા ઘણા નાના હોય છે અથવા સામાન્ય રીતે બિંદુ સમાન ગણી શકાય છે (ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રોન).
આ ક્ષણે, તરંગ-કણ દ્વૈતની વિભાવના માત્ર ઐતિહાસિક રસ ધરાવે છે, કારણ કે તે માત્ર એક અર્થઘટન તરીકે સેવા આપે છે, ક્વોન્ટમ ઑબ્જેક્ટ્સની વર્તણૂકનું વર્ણન કરવાની એક રીત, શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્રમાંથી તેના માટે સામ્યતા પસંદ કરીને. વાસ્તવમાં, ક્વોન્ટમ ઑબ્જેક્ટ્સ ન તો શાસ્ત્રીય તરંગો છે કે ન તો શાસ્ત્રીય કણો છે, જે પ્રથમ અથવા બીજાના ગુણધર્મોને અમુક અંદાજ સુધી પ્રાપ્ત કરે છે. શાસ્ત્રીય વિભાવનાઓના ઉપયોગથી મુક્ત, પાથ ઇન્ટિગ્રલ્સ (પ્રચારક) દ્વારા ક્વોન્ટમ થિયરીની રચના પદ્ધતિશાસ્ત્રની રીતે વધુ સાચી છે.
પરમાણુના બંધારણની 22 ટિકિટ કન્સેપ્ટ. અણુના મોડલ્સ
થોમસનનું અણુ મોડેલ(મોડેલ "કિસમિસ સાથે પુડિંગ", અંગ્રેજી. પ્લમ પુડિંગ મોડેલ).જે. જે. થોમસને અણુને તેની અંદર બંધ ઈલેક્ટ્રોન સાથેના કેટલાક હકારાત્મક ચાર્જવાળા શરીર તરીકે ધ્યાનમાં લેવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો. આલ્ફા કણોના છૂટાછવાયા પરના તેમના પ્રખ્યાત પ્રયોગ પછી રૂધરફોર્ડ દ્વારા આખરે તેનું ખંડન કરવામાં આવ્યું હતું.
નાગાઓકાનું પ્રારંભિક ગ્રહ અણુ મોડેલ. 1904 માં, જાપાની ભૌતિકશાસ્ત્રી હંતારો નાગાઓકાએ શનિ ગ્રહ સાથે સામ્યતા દ્વારા બાંધવામાં આવેલા અણુનું એક મોડેલ પ્રસ્તાવિત કર્યું. આ મોડેલમાં, ઈલેક્ટ્રોન, રિંગ્સમાં એકીકૃત, નાના હકારાત્મક ન્યુક્લિયસની આસપાસ ભ્રમણકક્ષામાં ફરે છે. મોડેલ ખોટું બહાર આવ્યું.
બોહર-રધરફોર્ડ અણુનું ગ્રહ મોડેલ. 1911 માં, અર્નેસ્ટ રધરફોર્ડ, શ્રેણીબદ્ધ પ્રયોગો હાથ ધર્યા પછી, આ નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે અણુ એ એક પ્રકારની ગ્રહ વ્યવસ્થા છે જેમાં ઇલેક્ટ્રોન અણુના કેન્દ્રમાં સ્થિત ભારે, હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરેલ ન્યુક્લિયસની આસપાસ ભ્રમણકક્ષામાં ફરે છે (“રધરફોર્ડનો અણુ મોડેલ"). જો કે, અણુનું આ પ્રકારનું વર્ણન શાસ્ત્રીય ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ સાથે સંઘર્ષમાં આવ્યું. હકીકત એ છે કે, શાસ્ત્રીય ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ અનુસાર, ઇલેક્ટ્રોન, જ્યારે ઝડપી પ્રવેગક સાથે આગળ વધે છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો ઉત્સર્જન કરવું જોઈએ અને તેથી, ઊર્જા ગુમાવવી જોઈએ. ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે આવા અણુમાં ઇલેક્ટ્રોનને ન્યુક્લિયસ પર પડવામાં જે સમય લાગે છે તે એકદમ નજીવો છે. અણુઓની સ્થિરતા સમજાવવા માટે, નીલ્સ બોહરે પોસ્ટ્યુલેટ્સ રજૂ કરવા પડ્યા, જે એ હકીકત તરફ ઉકળે છે કે અણુમાં ઇલેક્ટ્રોન, કેટલીક વિશેષ ઊર્જા અવસ્થાઓમાં હોવાથી, ઊર્જા ઉત્સર્જન કરતું નથી ("અણુનું બોહર-રધરફોર્ડ મોડેલ"). બોહરની ધારણાઓ દર્શાવે છે કે ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ અણુનું વર્ણન કરવા માટે અયોગ્ય છે. અણુ કિરણોત્સર્ગના વધુ અભ્યાસથી ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સની રચના થઈ, જેણે મોટા ભાગના અવલોકન કરેલા તથ્યોને સમજાવવાનું શક્ય બનાવ્યું.
અણુ(વિગતવાર ગ્રીક: ἄτομος - અવિભાજ્ય) - રાસાયણિક તત્વનો સૌથી નાનો રાસાયણિક રીતે અવિભાજ્ય ભાગ, જે તેના ગુણધર્મોનો વાહક છે. અણુમાં અણુ ન્યુક્લિયસ અને ઇલેક્ટ્રોનનો સમાવેશ થાય છે. અણુના ન્યુક્લિયસમાં સકારાત્મક ચાર્જ થયેલ પ્રોટોન અને અનચાર્જ ન્યુટ્રોનનો સમાવેશ થાય છે. જો ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોનની સંખ્યા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સાથે એકરુપ હોય, તો સંપૂર્ણ રીતે અણુ ઇલેક્ટ્રિકલી ન્યુટ્રલ હોવાનું બહાર આવે છે. નહિંતર, તેમાં કેટલાક હકારાત્મક અથવા નકારાત્મક ચાર્જ હોય છે અને તેને આયન કહેવામાં આવે છે. ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યા અનુસાર અણુઓનું વર્ગીકરણ કરવામાં આવે છે: પ્રોટોનની સંખ્યા નક્કી કરે છે કે અણુ ચોક્કસ રાસાયણિક તત્વનો છે કે કેમ, અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યા તે તત્વના આઇસોટોપને નિર્ધારિત કરે છે.
વિવિધ જથ્થામાં વિવિધ પ્રકારના અણુઓ, આંતરપરમાણુ બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા, પરમાણુઓ બનાવે છે.
ટિકિટ 23 મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ
મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ- પ્રાથમિક કણો અને તેમાંથી બનેલા શરીર વચ્ચે ગુણાત્મક રીતે વિવિધ પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા.
આજે, ચાર મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનું અસ્તિત્વ વિશ્વસનીય રીતે જાણીતું છે:
ગુરુત્વાકર્ષણીય
ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક
મજબૂત
નબળા
તે જ સમયે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અને નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ સિંગલના અભિવ્યક્તિઓ છે ઇલેક્ટ્રોનબ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા.
અન્ય પ્રકારની મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ માટે શોધ ચાલી રહી છે, માઇક્રોવર્લ્ડ અસાધારણ ઘટના અને કોસ્મિક સ્કેલ બંનેમાં, પરંતુ હજુ સુધી અન્ય પ્રકારની મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ મળી નથી.
ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, યાંત્રિક ઊર્જાને બે પ્રકારમાં વહેંચવામાં આવે છે - સંભવિત ગતિ ઊર્જા. શરીરની હિલચાલ (ગતિ ઊર્જામાં ફેરફાર)નું કારણ બળ (સંભવિત ઊર્જા) છે (ન્યૂટનનો બીજો નિયમ જુઓ). આપણી આસપાસની દુનિયાનું અન્વેષણ કરતાં, આપણે ઘણાં વિવિધ દળોની નોંધ લઈ શકીએ છીએ: ગુરુત્વાકર્ષણ, થ્રેડ ટેન્શન, વસંત સંકોચન બળ. , શરીરનું અથડામણ બળ, ઘર્ષણ બળ, વાયુ પ્રતિકાર બળ, વિસ્ફોટ બળ, વગેરે. જો કે, જ્યારે દ્રવ્યનું અણુ માળખું સ્પષ્ટ થયું, ત્યારે તે સ્પષ્ટ થયું કે આ તમામ દળોની વિવિધતા અણુઓની એકબીજા સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું પરિણામ છે. . ઇન્ટરએટોમિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો મુખ્ય પ્રકાર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હોવાથી, તે તારણ આપે છે કે આમાંના મોટાભાગના દળો માત્ર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના વિવિધ અભિવ્યક્તિઓ છે. એક અપવાદ છે, ઉદાહરણ તરીકે, ગુરુત્વાકર્ષણ બળ, જેનું કારણ સમૂહ સાથેના શરીર વચ્ચેની ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે.
24 ટિકિટ પ્રાથમિક કણો અને તેમની મિલકતો
પ્રાથમિક કણ- સબન્યુક્લિયર સ્કેલ પર સૂક્ષ્મ-ઓબ્જેક્ટ્સનો ઉલ્લેખ કરતી સામૂહિક શબ્દ કે જે તેમના ઘટક ભાગોમાં વિભાજિત કરી શકાતી નથી.
તે ધ્યાનમાં રાખવું જોઈએ કે કેટલાક પ્રાથમિક કણો (ઈલેક્ટ્રોન, ફોટોન, ક્વાર્ક, વગેરે) હાલમાં સંરચનાહીન માનવામાં આવે છે અને પ્રાથમિક ગણવામાં આવે છે. મૂળભૂત કણો. અન્ય પ્રાથમિક કણો (કહેવાતા સંયુક્ત કણો-પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન, વગેરે) એક જટિલ આંતરિક માળખું ધરાવે છે, પરંતુ, તેમ છતાં, આધુનિક ખ્યાલો અનુસાર, તેમને ભાગોમાં અલગ પાડવું અશક્ય છે (જુઓ કેદ).
કણ ભૌતિકશાસ્ત્ર દ્વારા પ્રાથમિક કણોની રચના અને વર્તનનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે.
મુખ્ય લેખ:ક્વાર્ક
ક્વાર્ક અને એન્ટિક્વાર્ક ક્યારેય મુક્ત સ્થિતિમાં શોધાયા નથી - આ કેદની ઘટના દ્વારા સમજાવવામાં આવ્યું છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં પ્રગટ થયેલ લેપ્ટોન્સ અને ક્વાર્ક વચ્ચેની સપ્રમાણતાના આધારે, પૂર્વધારણાઓ આગળ મૂકવામાં આવે છે કે આ કણોમાં વધુ મૂળભૂત કણો - પ્રિઓન્સનો સમાવેશ થાય છે.
25 ટિકિટ કન્સેપ્ટ ઓફ દ્વિભાજન.બાયફર્કેશન પોઈન્ટ
દ્વિભાજન એ તેના પરિમાણોમાં નાના ફેરફાર સાથે ગતિશીલ સિસ્ટમની હિલચાલમાં નવી ગુણવત્તાનું સંપાદન છે.
દ્વિભાજન સિદ્ધાંતનો કેન્દ્રિય ખ્યાલ એ (બિન)રફ સિસ્ટમનો ખ્યાલ છે (નીચે જુઓ). અમે કોઈપણ ગતિશીલ સિસ્ટમ લઈએ છીએ અને ડાયનેમિક સિસ્ટમ્સના આવા (મલ્ટી-) પેરામીટર પરિવારને ધ્યાનમાં લઈએ છીએ કે મૂળ સિસ્ટમ એક વિશિષ્ટ કેસ તરીકે મેળવવામાં આવે છે - પરિમાણ (પેરામીટર્સ) ના કોઈપણ એક મૂલ્ય માટે. જો, આપેલ એકની નજીકના પરિમાણ મૂલ્યો સાથે, તબક્કાના અવકાશના વિભાજનનું ગુણાત્મક ચિત્ર સચવાય છે, તો આવી સિસ્ટમ કહેવામાં આવે છે. રફ. નહિંતર, જો આવા પડોશી અસ્તિત્વમાં નથી, તો પછી સિસ્ટમને બોલાવવામાં આવે છે રફ નથી.
આમ, પરિમાણ અવકાશમાં, ખરબચડી પ્રણાલીઓના પ્રદેશો ઉદ્ભવે છે, જે બિન-રફ સિસ્ટમો ધરાવતી સપાટીઓ દ્વારા અલગ પડે છે. વિભાજનનો સિદ્ધાંત ચોક્કસ વળાંક સાથે પરિમાણના સતત ફેરફાર પર ગુણાત્મક ચિત્રની અવલંબનનો અભ્યાસ કરે છે. સ્કીમ કે જેના દ્વારા ગુણાત્મક ચિત્ર બદલાય છે તેને કહેવામાં આવે છે વિભાજન રેખાકૃતિ.
દ્વિભાજન સિદ્ધાંતની મુખ્ય પદ્ધતિઓ વિક્ષેપ સિદ્ધાંતની પદ્ધતિઓ છે. ખાસ કરીને, તે લાગુ પડે છે નાની પરિમાણ પદ્ધતિ(પોન્ટ્રીજીના).
વિભાજન બિંદુ- સિસ્ટમના સ્થાપિત ઓપરેટિંગ મોડમાં ફેરફાર. બિનસંતુલન થર્મોડાયનેમિક્સ અને સિનર્જેટિક્સનો શબ્દ.
વિભાજન બિંદુ- સિસ્ટમની નિર્ણાયક સ્થિતિ, જેમાં સિસ્ટમ વધઘટ અને અનિશ્ચિતતાના સંબંધમાં અસ્થિર બની જાય છે: શું સિસ્ટમની સ્થિતિ અસ્તવ્યસ્ત બનશે અથવા તે નવા, વધુ અલગ અને ઉચ્ચ સ્તરના ક્રમમાં જશે કે કેમ. સ્વ-સંસ્થાના સિદ્ધાંતમાંથી એક શબ્દ.
26 ટિકિટ સિનર્જેટિક્સ – ઓપન સેલ્ફ ઓર્ગેનાઈઝિંગ સિસ્ટમ્સનું વિજ્ઞાન
સિનર્જેટિક્સ(પ્રાચીન ગ્રીક συν - સુસંગતતા અને ἔργον - "પ્રવૃત્તિ" ના અર્થ સાથેનો ઉપસર્ગ) એ વૈજ્ઞાનિક સંશોધનનો એક આંતરશાખાકીય ક્ષેત્ર છે, જેનું કાર્ય સિસ્ટમોના સ્વ-સંગઠનના સિદ્ધાંતોના આધારે કુદરતી ઘટનાઓ અને પ્રક્રિયાઓનો અભ્યાસ કરવાનું છે. (સમાવેશ થાય છે સબસિસ્ટમ). "...વિજ્ઞાન કે જે સ્વ-સંસ્થાની પ્રક્રિયાઓ અને સૌથી વધુ વૈવિધ્યસભર પ્રકૃતિના બંધારણોના ઉદભવ, જાળવણી, સ્થિરતા અને વિઘટનનો અભ્યાસ કરે છે..."
સિનેર્જેટિક્સને શરૂઆતમાં આંતરશાખાકીય અભિગમ તરીકે જાહેર કરવામાં આવ્યું હતું, કારણ કે સ્વ-સંસ્થાની પ્રક્રિયાઓને સંચાલિત કરતા સિદ્ધાંતો સમાન હોય તેવું લાગે છે (પ્રણાલીઓની પ્રકૃતિને ધ્યાનમાં લીધા વિના), અને તેમના વર્ણન માટે સામાન્ય ગાણિતિક ઉપકરણ યોગ્ય હોવું જોઈએ.
વૈચારિક દૃષ્ટિકોણથી, સિનર્જેટિક્સને કેટલીકવાર "વૈશ્વિક ઉત્ક્રાંતિવાદ" અથવા "ઉત્ક્રાંતિના સાર્વત્રિક સિદ્ધાંત" તરીકે સ્થાન આપવામાં આવે છે, જે કોઈપણ નવીનતાઓના ઉદભવની પદ્ધતિઓનું વર્ણન કરવા માટે એકીકૃત આધાર પૂરો પાડે છે, જેમ કે સાયબરનેટિક્સને એક વખત "સાર્વત્રિક" તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવ્યું હતું. નિયંત્રણ સિદ્ધાંત”, નિયમન અને ઑપ્ટિમાઇઝેશનની કોઈપણ કામગીરીનું વર્ણન કરવા માટે સમાન રીતે યોગ્ય છે: પ્રકૃતિમાં, તકનીકમાં, સમાજમાં, વગેરે. જો કે, સમય દર્શાવે છે કે સામાન્ય સાયબરનેટિક અભિગમ તેના પર મૂકવામાં આવેલી તમામ આશાઓને ન્યાયી ઠેરવતો નથી. તેવી જ રીતે, સિનર્જેટિક્સ પદ્ધતિઓના ઉપયોગની વ્યાપક અર્થઘટનની પણ ટીકા કરવામાં આવે છે.
સિનેર્જેટિક્સની મૂળભૂત વિભાવના એ બંધારણની વ્યાખ્યા છે રાજ્ય, આવા મલ્ટિ-એલિમેન્ટ સ્ટ્રક્ચર્સ અથવા મલ્ટિ-ફેક્ટર વાતાવરણના બહુવિધ અને અસ્પષ્ટ વર્તનના પરિણામે ઉદ્ભવે છે જે બંધ સિસ્ટમો માટે સરેરાશ ધોરણના થર્મોડાયનેમિક પ્રકારને અધોગતિ કરતું નથી, પરંતુ ખુલ્લાપણું, બહારથી ઊર્જાના પ્રવાહને કારણે વિકાસ પામે છે. , આંતરિક પ્રક્રિયાઓની બિન-રેખીયતા, એક કરતા વધુ સ્થિર સ્થિતિની હાજરીની તીવ્રતા સાથે વિશેષ શાસનનો ઉદભવ. સૂચવેલ પ્રણાલીઓમાં, ન તો થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો કાયદો અને ન તો એન્ટ્રોપી ઉત્પાદનના લઘુત્તમ દર પર પ્રિગોગિનનો પ્રમેય લાગુ પડતો નથી, જે મૂળ કરતાં વધુ જટિલ સહિત નવી રચનાઓ અને સિસ્ટમોની રચના તરફ દોરી શકે છે.
આ ઘટનાને સિનર્જેટિક્સ દ્વારા પ્રકૃતિમાં સર્વત્ર અવલોકન કરાયેલ ઉત્ક્રાંતિની દિશાની સાર્વત્રિક પદ્ધતિ તરીકે અર્થઘટન કરવામાં આવે છે: પ્રાથમિક અને આદિમથી જટિલ અને વધુ સંપૂર્ણ.
કેટલાક કિસ્સાઓમાં, નવી રચનાઓની રચના નિયમિત, તરંગ પાત્ર ધરાવે છે, અને પછી તેને ઓટોવેવ પ્રક્રિયાઓ (સ્વ-ઓસિલેશન સાથે સામ્યતા દ્વારા) કહેવામાં આવે છે.
27 ટિકિટ ધ કોન્સેપ્ટ ઓફ લાઈફ. ધ પ્રોબ્લેમ ઓફ ધ ઓરીજીન ઓફ લાઈફ
જીવન- પદાર્થના અસ્તિત્વનું સક્રિય સ્વરૂપ, તેના અસ્તિત્વના ભૌતિક અને રાસાયણિક સ્વરૂપો કરતાં ઊંચા અર્થમાં; કોષમાં થતી ભૌતિક અને રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓનો સમૂહ જે દ્રવ્યના વિનિમય અને તેના વિભાજનને મંજૂરી આપે છે. જીવંત પદાર્થનું મુખ્ય લક્ષણ પ્રતિકૃતિ માટે ઉપયોગમાં લેવાતી આનુવંશિક માહિતી છે. "જીવન" ની વિભાવનાને ફક્ત તે ગુણોની સૂચિ દ્વારા વધુ કે ઓછા સચોટ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે જે તેને બિન-જીવનથી અલગ પાડે છે. કોષની બહાર જીવન અસ્તિત્વમાં નથી; વાયરસ કોષમાં આનુવંશિક સામગ્રીના સ્થાનાંતરણ પછી જ જીવંત પદાર્થોના ગુણધર્મો દર્શાવે છે. સ્ત્રોત 268 દિવસ ઉલ્લેખિત નથી] તેના પર્યાવરણને અનુકૂલન કરીને, જીવંત કોષ જીવંત જીવોની સમગ્ર વિવિધતા બનાવે છે.
ઉપરાંત, શબ્દ "જીવન" એ વ્યક્તિગત જીવતંત્રના અસ્તિત્વના સમયગાળાને તેની ઉત્પત્તિની ક્ષણથી તેના મૃત્યુ (ઓન્ટોજેનેસિસ) સુધી સૂચવે છે.
1860 માં, ફ્રેન્ચ રસાયણશાસ્ત્રી લુઇસ પાશ્ચરે જીવનની ઉત્પત્તિની સમસ્યા હાથ ધરી. તેમના પ્રયોગો દ્વારા, તેમણે સાબિત કર્યું કે બેક્ટેરિયા સર્વવ્યાપક છે અને નિર્જીવ પદાર્થો જો યોગ્ય રીતે વંધ્યીકૃત ન હોય તો જીવંત વસ્તુઓ દ્વારા સરળતાથી દૂષિત થઈ શકે છે. વૈજ્ઞાનિકે વિવિધ માધ્યમોને પાણીમાં ઉકાળ્યા જેમાં સુક્ષ્મસજીવો બની શકે. વધારાના ઉકળતા સાથે, સુક્ષ્મસજીવો અને તેમના બીજકણ મરી ગયા. પાશ્ચરે S-આકારની ટ્યુબ સાથે મુક્ત છેડા સાથે સીલબંધ ફ્લાસ્ક જોડ્યું. સુક્ષ્મસજીવોના બીજકણ વળાંકવાળી નળી પર સ્થાયી થાય છે અને પોષક માધ્યમમાં પ્રવેશી શકતા નથી. સારી રીતે બાફેલું પોષક માધ્યમ જંતુરહિત રહ્યું; હવાની સગવડ પૂરી પાડવામાં આવી હોવા છતાં તેમાં જીવનની ઉત્પત્તિ શોધી શકાઈ નથી.
શ્રેણીબદ્ધ પ્રયોગોના પરિણામે, પાશ્ચરે બાયોજેનેસિસના સિદ્ધાંતની માન્યતા સાબિત કરી અને અંતે સ્વયંસ્ફુરિત પેઢીના સિદ્ધાંતને રદિયો આપ્યો.
28 ટિકિટ ધ કોન્સેપ્ટ ઓફ ધ ઓરિજીન ઓફ ઓપેરીન લાઈફ
