भौतिक विज्ञान (रेलवे) भाग-I

थर्मोस्टैट एक उपकरण है जिसका प्रयोग तापमान को किसी विशिष्ट डिग्री में व्यवस्थित करने के लिए किया जाता है। यह किसी तंत्र के तापमान को महसूस करता है जिससे तंत्र के तापमान को किसी इच्छित निश्चित बिन्दु के निकट सम्पोषित किया जाता है। तापस्थायी किसी तापन या शीतलन तंत्र के लिए मुख्य नियंत्रण इकाई के रूप में कार्य कर सकता है।
• थर्मामीटर
यह तापमान मापने के लिए एक सामान्य शब्द है।
• पाइरोमीटर
यह वस्तु द्वारा उत्सर्जित अवरक्त (infared) विकिरण को मापता है।
• थर्मोकपल
यह सीबेक प्रभाव पर काम करता है। इसमें दो अलग-अलग धातु के तार होते हैं जो एक जंक्शन बनाते हैं और तापमान में बदलाव होने पर एक विद्युत वोल्टेज उत्पन्न होता है।

रेफ्रिजरेटर खाद्य कक्ष से ऊष्मा अवशोषित करने के लिए तरल प्रशीतक के वाष्पीकरण का प्रयोग करता है। वास्तव में, प्रशीतन चक्र का मुख्य कार्य इसमें शीतल वायु उत्पन्न करने के बजाय पर्यावरण से ऊष्मा को निष्कासित करना है। प्रशीतन चक्र में, प्रशीतक स्थानांतरित ऊष्मा के साधन के रूप में नलियों के द्वारा प्रवाहित होते हुए वाष्पित और द्रवित होता है।

इंद्रधनुष भौतिक दृश्य-परावर्तन, अपवर्तन, प्रकीर्णन और पूर्ण आन्तरिक परावर्तन की श्रृंखला का परिणाम है। वायु, जल और उनके मध्य की सीमाओं के साथ प्रकाश की अन्योन्य क्रिया के कारण इनमें से प्रत्येक घटक विद्यमान रहता है। इंद्रधनुष बूँदों के पृष्ठभाग से प्रकाश के परावर्तन और वर्षा की गिरती बूँदों में धूप के अपवर्तन का परिणाम है।
• अपवर्तन: जब सूर्य का प्रकाश हवा से पानी की बूंद में प्रवेश करता है, तो वह धीमा हो जाता है और अपनी दिशा बदल लेता है, जिसे अपवर्तन कहते हैं।
• आंतरिक परावर्तन: प्रकाश की किरणें बूंद के अंदर से टकराकर वापस मुड़ती हैं, जिसे आंतरिक परावर्तन कहते हैं।

एलएचसी से तात्पर्य लार्ज हैडरॉन कॉलाइडर से है। यह विश्व की सबसे शक्तिशाली और सबसे बड़ी एकल मशीन है। इस मशीन का निर्माण यूरोपीय ऑर्गेनाइजेशन फॉर न्यूक्लिअर रिसर्च (CERN) ने 1998 और 2008 के मध्य 100 से अधिक देशों के 10,000 से अधिक वैज्ञानिकों और इंजीनियरों के सहयोग से किया था। यह फ्रांस और स्विट्जरलैंड की सीमा पर जिनेवा के पास स्थित है।

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक न्यूटन के यूनिवर्सल ग्रेविटेशन के नियम में प्रयुक्त आनुपातिकता स्थिरांक है और इसे आमतौर पर G द्वारा निरूपित किया जाता है। पहला व्यक्ति जिसने इसे सफलतापूर्वक मापा था वह था अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी, हेनरी कैवेन्डिश, जिसने दो द्रव्यमानों के बीच बहुत छोटे मात्रा में मौजूद गुरुत्वाकर्षण के बल को टोशन-बालंस के जरिए मापा था।

एक उठे हुए हथौड़ा के पास मौजूद ऊर्जा स्थितिज ऊर्जा है। एक बार जब हथौड़ा कील को वेग से मारता है, तो ऊर्जा के संरक्षण के नियम के अनुसार पूरी स्थितिज ऊर्जा गतिज ऊर्जा में बदल जाती है।

• मांसपेशीय ऊर्जा
यह रासायनिक ऊर्जा के रूप में शुरू होती है, जो मांसपेशियों के सिकुड़ने के लिए एटीपी (ATP) के टूटने से मिलती है।
इस रासायनिक ऊर्जा का उपयोग मांसपेशियों के संकुचन और बल पैदा करने के लिए किया जाता है।

• गतिज ऊर्जा
यह वह ऊर्जा है जो किसी वस्तु की गति के कारण होती है।

• यांत्रिक ऊर्जा
यह मांसपेशीय ऊर्जा का वह रूप है जो मांसपेशियों के सिकुड़ने के कारण उत्पन्न होता है।
यांत्रिक ऊर्जा = गतिज ऊर्जा + स्थितिज ऊर्जा।

वह घटना जिसके कारण किसी वस्तु का बायाँ हाथ वस्तु के दाईं ओर दिखाई देता है और दायाँ हाथ बाएँ ओर दिखता है व्युत्क्रमण पार्श्व कहा जाता है। यह तब परिलक्षित होता है जब प्रकाश किसी एक परावर्तक सतह से टकराता है, आमतौर पर दर्पण से।

• विभक्त या वास्तविक प्रतिबिंब प्रकाशिकी में वह छवि है जो तब बनती है जब किसी वस्तु से निकलने वाली किरणें वास्तव में एक बिंदु पर मिलती हैं।

• पूर्ण आंतरिक परावर्तन एक प्रकाशीय घटना है, जिसमें प्रकाश किरण सघन से विरल माध्यम में जाते हुए, एक निश्चित क्रांतिक कोण से अधिक आपतन कोण पर उसी माध्यम में पूरी तरह परावर्तित हो जाती है।

• अपवर्तन वह परिघटना है जब प्रकाश की किरण एक पारदर्शी माध्यम से दूसरे में तिरछी प्रवेश करती है, तो उसकी गति और दिशा में परिवर्तन हो जाता है।

गतिज ऊर्जा वह ऊर्जा है जो किसी वस्तु की गति के कारण होती है। इसे 1 K.E = 1/2 mv² के रूप में व्यक्त किया जाता है, जहाँ m द्रव्यमान है और v वस्तु का वेग है।
अतः प्रश्न के अनुसार,
वस्तु की गतिज ऊर्जा
= 1/2 x 0.5 x 4² = 16/4 = 4J

साइकिल चलाने में माँसपेशियों की ऊर्जा (रासायनिक ऊर्जा) को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है जो कि गतिज ऊर्जा और स्थितिज ऊर्जा का योग है। इसके अलावा, जमीन की सतह के खिलाफ साइकिल का घर्षण गर्मी और ध्वनि ऊर्जा भी पैदा करता है।

• रासायनिक ऊर्जा: यह ऊर्जा भोजन में संचित होती है और मांसपेशियों को काम करने की अनुमति देती है। यह सीधे तौर पर साइकिल की गति में परिवर्तित नहीं होती है।

• यांत्रिक ऊर्जा: रासायनिक ऊर्जा को पैडल घुमाने के लिए यांत्रिक ऊर्जा में बदला जाता है।

• गतिज ऊर्जा: यांत्रिक ऊर्जा को फिर साइकिल की गतिज ऊर्जा में बदल दिया जाता है, जिससे वह आगे बढ़ती है।
• ऊष्मा ऊर्जा: घर्षण (जैसे टायर और सड़क के बीच) और शरीर की चयापचय क्रियाओं के कारण ऊष्मा ऊर्जा भी उत्पन्न होती

जब प्रकाश की किरण सघन माध्यम से विरल माध्यम तक जाती है, तो यह सामान्य (घटना के बिंदु पर) से दूर झुक जाती है। सघन माध्यम में प्रकाश की गति कम होती है। जब प्रकाश की किरण एक सघन माध्यम से एक दुर्लभ माध्यम तक यात्रा करती है तो इसकी गति तेज और सामान्य से दूर झुक जाती है।

• प्रकाशीय घनत्व: उच्च
• प्रकाश की गति: कम
• कणों की स्थिति: पास-पास
• उदाहरण: कांच, पानी 

• प्रकाशीय घनत्व: कम
• प्रकाश की गति: अधिक
• कणों की स्थिति: दूर-दूर
• उदाहरण: हवा, निर्वात