भौतिक राशी (Physical Amounts)
भौतिक राशी हा विषय भौतिकशास्त्र मध्ये खूप मूळ संज्ञा पैकी एक आहे. यात आपण भौतिकशास्त्रातील काही भौतिक राशी आणि त्यांच्या विषयी MPSC परीक्षेच्या किंवा इतरही स्पर्धा परीक्षांच्या दृष्टीने उपयुक्त अशी माहिती बघणार आहोत.
- आपल्या दररोजच्या वापरातील लांबी, क्षेत्रफळ, वस्तुमान, आकारमान, घनता, चाल इत्यादी सर्व भौतिक राशी आहेत. भौतिक शास्त्राच्या अभ्यासात आपल्याला या भौतिक राशींची खूप जास्त गरज असते. यांनी मोजमापन हे अचूक आणि वैज्ञानिक पद्धतीने होते.
- मापन- एखाद्या विशिष्ट परिमानाशी राशीची केलेली तुलना म्हणजे त्या राशीचे मापन होय. आपण यालाच एकक किंवा युनिट असे संबोधतो.
- एखाद्या राशीचे मोजमाप म्हणजेच मापन हे सर्वच ठिकाणी एक सारखे यावे त्यासाठी काही प्रमाणात एकक (standard Units) हे मापन करण्यासाठी वापरले जातात.
- जे प्रमाणित एकक असेल ते सहज उपलब्ध होणार असावे, नाशवंत नसावे. ते सर्वत्र सारखे असावेत म्हणजे काळानुसार बदलणारे नसावे.
- Fundamental Quantities म्हणजेच मूलभूत भौतिक राशी – लांबी, वस्तुमान आणि काल या तीन मूलभूत भौतिक राशी आहेत. या सर्व राशी एकके एकमेकांवर अवलंबून नाहीत आणि इतर सर्व राशींची एकके या राशीच्या एककात दर्शवता येतात.
मापन पद्धती
- MKS पद्धती – यालाच मेट्रिक पद्धत देखीक म्हणले जाते. यात मीटर, किलोग्रॅम आणि सेकंद ही एकके वापरली जातात.
- CGS पद्धत – यात सेंटीमीटर, ग्रॅम आणि सेकंद ही एकके वापरलेली आहेत.
- FPS पद्धती – यात फूट, पौंड आणि सेकंद ही एकके वापरलेली आहेत.
- SI पद्धत (System International) – MKS पद्धतीला आंतरराष्ट्रीय मान्यता मिळून तयार झालेली पद्धती आहे.
- 1960 मध्ये झालेल्या General Conference of Weights and Measures (CGPM- Conférence générale des poids et mesures) मध्ये SI पद्धतीला मान्यता देण्यात आली.
- यात मूलभूत एकके, दोन पूरक एकके व 19 साधित एकके हए त्यांच्या विशिष्ट नावावरून स्वीकारण्यात आली.
- आंतरराष्ट्रीय वजन माप कार्यालय हे पॅरिस जवळ असलेल्या सेव्हरस येथे आहे.
भौतिक राशी (Physical Amounts)
SI Unit
मूलभूत 7 SI एकके आहेत (The Seven Basic SI Unit)
| नाव | एकक | चिन्हे |
| लांबी (Length) | मीटर (meter) | M |
| वस्तुमान (Mass) | किलोग्रॅम (Kilogram) | Kg |
| वेळ (Time) | सेकंद (Second) | S |
| तापमान (Temperature) | केल्विन (Kelvin) | K |
| AMount of substance | मोल (mole) | Mol |
| विद्युत प्रवाह (Electric Current) | एम्पियर (Ampere) | A |
| अनुदिप्त तीव्रता (Luminous Intensity) | कँडेला (Candela) | Cd |
- दोन बिंदूंमधील अंतर हे लांबी म्हणून ओळखतात. लांबीचे मीटर हे MKS पद्धतीतील एकक आहे.
- मीटर म्हणजे 1889 मध्ये आंतरराष्ट्रीय वजन आणि मापन संघटनेच्या संग्रहालयात ठेवलेल्या 90% प्लॅटिनम आणि 10% इरिडियम या मिश्र धातूच्या सळईची लांबी होय.
- ही सळई 273.16K तापमानात आणि 1 बार दाबात जतन करू ठेवलेली आहे.
- प्रकाशाने अंतराळात 1/299,792,845 सेकंदात पार केलेलं अंतर म्हणजे एक मीटर होय.
- मीटर ची अजून एक संज्ञा आहे ती म्हणजे क्रिपटॉन नारंगी रंगाचा प्रकाश आहे त्याची तरंग लांबी प्रमाण म्हणून मीटर साठी वापरली जाते.
- लांबीचे मोठ्या प्रमाणात एकक प्रकाशवर्ष हे 9.46 × 10^15 m/ 9.46 × 10^12 km आहे.
- लांबीचे मोठ्या प्रमाणावरील एकक हे मायक्रोमीटर किंवा मायक्रोन (um), ऐगस्ट्रोम (A), नॅनोमीटर (nm), फेमटोमीटर (fm) हे आहेत.
- विविध शास्त्रात अंतर मोजण्यासाठी वेगवेगळी एकके वापरात येतात आणि ते खालीलप्रमाणे,
| 1 | दैनंदिन व्यवहार | सेंटीमीटर, मीटर, किलोमीटर |
| 2 | खगोलशास्त्र | प्रकाशवर्षं |
| 3 | सूक्ष्मजीव शास्त्र | मायक्रोन, अँगस्ट्रोम |
| 4 | जीवशास्त्र | मायक्रोन, मिलिमीटर |
| 5 | सागरशास्त्र | फॅदम, नोटिकल मैल |
| 6 | अनुशास्त्र | अँगस्ट्रोम, फेमटोमीटर |
- वस्तुमान म्हणजे पदार्थातील द्रव्य समुच्चयास वस्तुमान असे म्हणतात.
- वस्तुमानाचे SI एकक हे किलोग्रॅम आहे. वस्तुमानाचे किलोग्रॅम शी निगडित इतर काही एकक,
| 1 tone (t) | 1000 Kg | 10^3 Kg |
| 1 gram (g) | 1/ 1000 Kg | 10^(-3) Kg |
| 1 milligram (mg) | 1/ 1000000 Kg | 10^ (-6) Kg |
| 1 Kwintal | 100 Kg | 10^2 Kg |
- वेळेचे एकक हे सेकंद आहे.
- वेळेचे मापन हे पृथ्वीच्या परिवलना पासून घेण्यात आलेले आहे.
- सेकंद म्हणजे 1 सौरदिनाच्या 1/86400 वा भाग होय.
- नवीन संशोधन झालेत त्यानुसार सेकंद हे सिसियम अणुमधील (Cesium Atom) वायब्रेशन (Periodic Vibration) नुसार घेतलेले आहे.
- या नवीन शोधात एक सेकंद हा सिसियम -113 अणुतील 9,192,770 इतके कंपने निर्माण करण्यास लागणार वेळ होय.
राशींचे प्रकार
1.साधित राशी – साधित राशी म्हणजेच Derived Quantity होय. क्षेत्रफळ, आकारमान, चाल, घनता, इत्यादी भौतिक राशींना साधित राशी असे म्हणतात. या सर्व साधित राशी या मूलभूत राशीच्या स्वरूपात व्यक्त करता येतात. साधित राशीची एकके ही मूलभूत भौतिक राशीच्या स्वरूपात मिळतात. याच एककाना साधित एकके (Derived Units) असे म्हणतात.
काही भौतिक राशीच्या बाबतीत अंकगणितीय नियम हे वापरता येतात तर काही ठिकाणी अंकगणितीय नियम हे लागू पडत नाही. हा महत्वाचा फरक लक्षात घेता भौतिक राशींचे आदिश व सदिश राशी असे दोन गट पाडलेले आहेत.
2.आदिश राशी (Scalars) – केवळ परिमाण दिल्याने पूर्णपणे व्यक्त होतात.
अंकगणितीय नियम वापरून आदिश राशींची बेरीज वजाबाकी करता येते. अंकगणितीय क्रिया करताना त्या राशी समान एककात व्यक्त केलेल्या हव्यात.
उदा: लांबी, वस्तुमान, आकारमान, काल, तापमान, चाल, घनता
3.सदिश राशी (Vectors) – परिमाण व दिशा या दोन्ही गोष्टींची आवश्यकता राशी पूर्णपणे व्यक्त करायला गरजेच्या असतात.
उदा:
