भौतिक विज्ञान (रेलवे) भाग-IV

दृश्यमान स्पेक्ट्रम (visible spectrum) में, लाल रंग की तरंग दैर्ध्य सबसे अधिक होती है और बैंगनी रंग की तरंग दैर्ध्य सबसे कम होती है।
• इसलिए, प्रिज्म से गुजरते समय लाल रंग सबसे कम और बैंगनी रंग सबसे अधिक विचलित होता है।
• लाल रंग के इसी गुण (कम विपथन और कम प्रकीर्णन) के कारण इसका उपयोग खतरे के संकेतों (Danger Signals) में किया जाता है, क्योंकि यह कोहरे या धुएं में भी दूर से स्पष्ट दिखाई देता है।

स्प्रिंग बैलेंस एक यांत्रिक उपकरण है जिसका उपयोग किसी वस्तु के भार या बल को मापने के लिए किया जाता है, जो एक विस्तारित स्प्रिंग के बल के साथ गुरुत्वाकर्षण बल का विरोध करता है। स्प्रिंग बैलेंस हुक के सिद्धांत पर कार्य करता है।

डायनेमो एक मशीन है जो यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत् ऊर्जा में परिवर्तित करती है। इसे विद्युत जेनरेटर भी कहा जाता है। विद्युत संयंत्रों के अंदर, डायनेमो पाए जाते हैं। विद्युत मोटर एक ऐसी मशीन है जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलती है।

ऊर्जा रूपांतरण के प्रमुख उदाहरण:
• विद्युत ऊर्जा → यांत्रिक ऊर्जा: इलेक्ट्रिक मोटर, पंखे, मिक्सर ग्राइंडर।
• विद्युत ऊर्जा → ऊष्मीय ऊर्जा: इलेक्ट्रिक हीटर, आयरन, टोस्टर।
• सौर ऊर्जा → रासायनिक ऊर्जा: प्रकाश संश्लेषण के द्वारा पौधे अपना भोजन बनाते हैं।
• सौर ऊर्जा → विद्युत ऊर्जा: सोलर पैनल या फोटोवोल्टिक सेल।
• रासायनिक ऊर्जा → यांत्रिक ऊर्जा: वाहनों के इंजन में ईंधन का जलना।
• रासायनिक ऊर्जा → ऊष्मीय ऊर्जा: लकड़ी, कोयला या मोमबत्ती का जलना।
• रासायनिक ऊर्जा → विद्युत ऊर्जा: टॉर्च, मोबाइल या लैपटॉप में बैटरी का इस्तेमाल।
• यांत्रिक ऊर्जा → विद्युत ऊर्जा: जलविद्युत संयंत्र (पानी से टरबाइन चलना) और पवन टरबाइन।
• ध्वनि ऊर्जा → विद्युत ऊर्जा: माइक्रोफोन में ध्वनि तरंगों का विद्युत संकेतों में बदलना।
• स्थितिज ऊर्जा → गतिज ऊर्जा: ऊँचाई से गिरता हुआ पानी या पत्थर।

शक्ति कार्य करने की ऊर्जा की समय दर है। समय एवं ऊर्जा दोनों अदिश राशि है। अदिश राशि (Scalar Quantity) वे भौतिक राशियाँ हैं जिन्हें पूर्णतः व्यक्त करने के लिए केवल परिमाण (Magnitude) और मात्रक की आवश्यकता होती है, दिशा की नहीं। इन्हें साधारण बीजगणित के नियमों द्वारा जोड़ा या घटाया जा सकता है। उदाहरण: दूरी, चाल, द्रव्यमान, तापमान, ऊर्जा, कार्य, घनत्व, आयतन, आदि।

सदिश राशि (Vector Quantity) वह भौतिक राशि है जिसे पूर्णतः व्यक्त करने के लिए परिमाण (Magnitude) और दिशा (Direction) दोनों की आवश्यकता होती है। ये राशियाँ सदिश योग के नियमों का पालन करती हैं। उदाहरण: बल, वेग, त्वरण, विस्थापन, संवेग, भार और विद्युत क्षेत्र आदि।

एक्स-रे एक प्रकार का विद्युत चुम्बकीय विकिरण है जिसका उपयोग शरीर की आंतरिक संरचनाओं की छवियां बनाने के लिए किया जाता है, खासकर हड्डियों और फेफड़ों की। इसकी तरंगदैर्ध्य 10 से 0.01 नैनोमीटर होती है।
• एक्स-विकिरण को उसके खोजकर्ता विल्हेम सेंटजेन के नाम पर 'रॉन्टजेन विकिरण' के रूप में संदर्भित किया जाता है, क्योंकि इसकी खोज 1895 जर्मन वैज्ञानिक विल्हेम सेंटजेन की थी।

• आइजैक न्यूटन (Isaac Newton): इन्होंने गुरुत्वाकर्षण का नियम (Universal Gravitation) और गति के तीन नियम दिए, साथ ही प्रकाश के स्पेक्ट्रम की खोज की।

• हेनरी बेकरेल (Henri Becquerel): इन्होंने 1896 में प्राकृतिक रेडियोधर्मिता (Radioactivity) की खोज की, जिसके लिए उन्हें नोबेल पुरस्कार मिला।

• गुग्लिएल्मो मारकोनी (Guglielmo Marconi): इन्हें रेडियो (Wireless Telegraphy) के आविष्कारक के रूप में जाना जाता है, जिन्होंने लंबी दूरी के बेतार संचार की शुरुआत की।

बल को संवेग में परिवर्तन की दर के रूप में परिभाषित किया गया है। एक अपरिवर्तनीय द्रव्यमान के लिए, बल द्रव्यमान × त्वरण (F = ma) के बराबर है।

प्रमुख भौतिक राशियों की SI इकाइयाँ:
• लंबाई (Length): मीटर (m)
• द्रव्यमान (Mass): किलोग्राम (kg)
• समय (Time): सेकंड (s)
• विद्युत धारा (Current): एम्पीयर (A)
• तापमान (Temperature): केल्विन (K)
• पदार्थ की मात्रा (Amount): मोल (mol)
• ज्योति तीव्रता (Light Intensity): कैंडेला (kd)

अन्य महत्वपूर्ण इकाइयाँ:
• बल (Force): न्यूटन (N)
• कार्य/ऊर्जा (Work/Energy): जूल (J)
• वेग (Velocity): मीटर प्रति सेकंड (m/s)
• दाब (Pressure): पास्कल (Pa)
• आवृत्ति (Frequency): हर्ट्ज़ (Hz)

प्राथमिक तरंगें सबसे तेज भूकंपीय तरंगें हैं। भूकंप आने के बाद सबसे पहले इसका पता लगाया जाता है।
• पृथ्वी की सतह पर, P जहाँ तरंगें 5 से 8 किलोमीटर प्रति सेकंड के बीच कहीं यात्रा करती हैं।
• जहाँ ग्रह अधिक गहरा (Deeper) होता है, वहाँ दबाव उच्च एवं भौतिक अवस्था सघन होती है। इन स्थानों में P तरंगे 13 किलोमीटर के बीच प्रति सेकेंड यात्रा करती हैं।
• P तरंगें चट्टान के माध्यम से उसी प्रकार यात्रा करती हैं जैसे ध्वनि तरंगें वायु के माध्यम से करती हैं।

कार्य (W) = बल (F) × तय की गई दूरी (S)
बल की इकाई = न्यूटन (N), या kgm/Sec²
दूरी की इकाई = मीटर (M)
कार्य की इकाई = kgm/Sec² नहीं होगी।।

S तरंगें अनुप्रस्थ तरंगें होती हैं जिनमें प्रसार वेग के लंबवत गति होती है।
• इन तरंगों में पदार्थो का कर्तन (Shearing) और घूर्णन शामिल होता है क्योंकि तरंग इससे गुजरती है, लेकिन इसके आयतन में परिवर्तन नहीं होता है।
• S तरंग केवल ठोस पदार्थों के माध्यम में ही गमन कर सकती है।

• पी तरंगे, जिन्हें प्राथमिक तरंगें भी कहते हैं, भूकंप की सबसे तेज़ गति वाली भूकंपीय तरंगें हैं जो भूकंप के तुरंत बाद सबसे पहले सतह पर पहुँचती हैं।
• एल-तरंगें (L-waves) भूकंपीय तरंगों का एक प्रकार हैं, जिन्हें सतही या दीर्घ तरंगें भी कहा जाता है।

प्रकाश वर्ष लंबाई की एक इकाई है जिसका उपयोग अनौपचारिक रूप से खगोलीय दूरियों को व्यक्त करने के लिए किया जाता है।
• 1 प्रकाश वर्ष = 9.4605284 × 10¹⁵ मीटर होता है।
• अंतर्राष्ट्रीय खगोलीय संघ (the International Astronomical Union (IAU)) द्वारा दिए गए परिभाषा के अनुसार, एक प्रकाश वर्ष वह दूरी है जिसमें प्रकाश किसी निर्वात में एक जूलियन वर्ष में गमन करता है।