Units, Measurements and Discoverer

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Vector and Scalar Quantities

अदिश राशियाँ (Scalar Quantities)

  • केवल परिमाण (Magnitude) होती है ।
  • दिशा नहीं होती। 
  • सामान्य बीजगणितीय(algebraic) विधि से जोड़ा जा सकता है। 
  • ये जोड़ के त्रिभुज नियम का पालन नहीं करती हैं। 
  • उदाहरणः द्रव्यमान, दूरी, चाल, आयतन, कार्य, शक्ति आदि। 

सदिश राशियाँ (Vector Quantities) 

  • परिमाण के साथ-साथ दिशा होती है । 
  • जोड़ के त्रिभुज नियम का पालन करती हैं। 
  • उदाहरणः वेग, विस्थापन, बल, संवेग आदि।

Tensor

  • Time is neither vector nor scalar, it is a tensor.
अदिश राशियाँ (Scalar)  सदिश राशियाँ (Vector) 
  • दूरी (distance)
  • चाल (speed)
  •  शक्ति (power)
  • ऊर्जा (energy)
  • कार्य (work)
  • लंबाई (length)
  • क्षेत्रफल (area)
  • आयतन (volume)
  • द्रव्यमान (mass)
  • घनत्व (density)
  • तापमान (temperature) 
  • विद्युत धारा (electric current)
  • दाब (pressure)
  • विस्थापन (displacement)
  • वेग (velocity )
  • बल (force)
  • संवेग (momentum) 
  • त्वरण (acceleration) 
  • वज़न/भार (weight) 
  • विद्युत क्षेत्र (electric field) 
  • चुंबकीय क्षेत्र (magnetic field)
  • विद्युत तीव्रता (electric intensity )
  • विद्युत धारा  घनत्व

भौतिक राशियों का वर्गीकरण 

  • मूल राशियाँ (Fundamental Quantities)
  • व्युत्पन्न राशियाँ (Derived Quantities)

मूल राशियाँ (Fundamental Quantities)

  • जो अन्य भौतिक राशियों से स्वतंत्र हैं । उदाहरण- दूरी (लंबाई), समय, द्रव्यमान इत्यादि। 

व्युत्पन्न राशियाँ (Derived Quantities)

  • जो एक या एक से अधिक मूल राशियों पर निर्भर हैं। उदाहरण- चाल (दूरी और समय पर निर्भर)।

मात्रक (Units) 

  • मात्रक के दो प्रकार होते हैं- 
  • 1. मूल मात्रक (Fundamental Units)
  • 2. व्युत्पन्न मात्रक (derived units)

मूल मात्रक (Fundamental Units)

  • मूल राशियों को व्यक्त करने के लिये प्रयुक्त मात्रकों को मूल मात्रक कहते हैं। ये अन्य मानकों से स्वतंत्र होते हैं।
  • उदाहरण – लंबाई का मात्रक – मीटर ,समय का मात्रक – सेकंड

मूल राशियाँ एवं उनके विमीय सूत्र 

(Fundamental Units and their dimensional formulas)

seven Fundamental Units

व्युत्पन्न मात्रक (Derived Units)

  • व्युत्पन्न मात्रक : जो मूल मात्रकों से मिलकर बनते है । 

Name

SI Unit

Other Unit

Area

m2

Volume

m3

Speed

ms-1

Velocity

ms-1

Acceleration

ms-2

Force

Newton

Dyne (CGS), Kg-ms-2

Momentum

N-S

Kg-ms-1

Impulse

N-S

Kg-ms-1

Pressure

Pascal (Pa), N/m2

Kg-m-1s-2

Surface tension

Density

Work

Power

Energy

Torque

Angular displacement

Angular velocity

Angular acceleration

Gravitational constant

Gravitational potential

Young’s modulus

Velocity gradient

Coefficient of viscosity

Planks Constant

Capacity

Electric Charge

Coulomb

Electric Current

Ampere

Voltage

Volt

Resistance

Ohm

Capacitance

Farad

Conductance

Siemens

Magnetic Flux

Weber

Magnetic Flux Density

Tesla

Inductance

Henry

luminous Flux

Lumen

illuminance

lux

दस की घात (Power of Ten)

दस की घात में मान

प्रतीक 

(Atto)

10-18

a

(femti/fermi)

10-15

f

(pico)

10-12

p

(Nano)

10-9

n

(Micro)

10-6

(Milli)

10-3

m

(centi)

10-2

c

(deci)

10-1

d

(deca)

101

da

(hecto)

102

h

(kilo)

103

k

(mega)

106

M

(giga)

109

G

(tera)

1012

T

(peta)

1015

P

(Exa

1018

E

 

  • 1 फेम्टोमीटर =  10-15 मीटर(फेम्टोमीटर का पूर्वनाम फर्मीमीटर है।) 

मात्रक पद्धतियाँ (Systems of Units) :चार पद्धतियाँ 

  • 1. MKS पद्धति
  • 2. CGS पद्धति, (French/Metric system) 
  • 3. FPS पद्धति, (BRISTISH System)
  • 4. SI पद्धति(system international)

 

भौतिक राशि

प्रयुक्त मात्रक

MKS पद्धति 

CGS पद्धति

FPS पद्धति

लंबाई

मीटर (m)

सेंटीमीटर (cm)

फुट (ft)

द्रव्यमान

किलोग्राम (kg)

ग्राम (g)

पाउंड (Ib)

समय

सेकंड (s)

सेकंड (s)

सेकंड (s)

SI पद्धति (The International System of Units) 

  • MKS पद्धति का संशोधित रूप है। 
  • 1960 में अंतर्राष्ट्रीय माप-तौल अधिवेशन में SI पद्धति स्वीकृत 
  • 7 मूल मात्रकों(Fundamental Units)तथा दो संपूरक मात्रकों (Supplementary Units) 
    • 7 मूल मात्रकों में पदार्थ की मात्रा के लिये मात्रक ‘मोल’ को 1971 में मान्यता दी गई थी। 

रेडियन (Radian)

  • वह कोण, जो वृत्त की त्रिज्या के बराबर चाप(arc) के द्वारा वृत्त के केंद्र पर बनाता है, एक रेडियन कहलाता है। 

स्टेरेडियन (Steradian)

  • घन कोण का वह मान जो गोले के पृष्ठ के उस भाग द्वारा जिसका क्षेत्रफल गोले की त्रिज्या के वर्ग के बराबर होता है, गोले के केंद्र पर बनाया जाता है, एक स्टेरेडियन (sr) कहलाता है।

 

महत्त्वपूर्ण मात्रक/इकाई 

  • फुट- FPS पद्धति में लंबाई या दूरी का मात्रक फुट है।
    • 1 फुट में 12 इंच या 30.48 से.मी. या 0.304 मीटर होते हैं।
  • इंच- लंबाई या दूरी का मात्रक है। 1 इंच में 2.54 से.मी. और 1 मीटर में 39.37 इंच होते हैं।

01 सेंटीमीटर = 0.01 मीटर या 0.39 इंच

  • माइक्रॉन– माइक्रोमीटर को माइक्रॉन भी कहा जाता है। इसे (म्यू) से दर्शाते हैं।

1 माइक्रॉन (माइक्रोमीटर) = 10-6 मीटर 

  • एंग्स्ट्रॉम– अत्यंत छोटी दूरी मापने का मात्रक है। तरंगदैर्ध्य को सामान्यतः एंग्स्ट्रॉम में व्यक्त करते हैं। इसको A से दर्शाते हैं। ।

1 एंग्स्ट्रॉम(A )= 10-10 मीटर

  • अत्यंत लंबी खगोलीय दूरियों को मापने के लिये खगोलीय इकाई. प्रकाश वर्ष और पारसेक का प्रयोग किया जाता है। 
  • खगोलीय इकाई(Astronomical Unit): खगोलीय इकाई पृथ्वी के केंद्र से सूर्य के केंद्र की औसत दूरी के बराबर होती है।

1 A.U= 1.495  x 1011metres

  • प्रकाश वर्ष(Light Year) : यह प्रकाश द्वारा एक वर्ष में 1 लाख 86 हज़ार मील/सेकंड के वेग से तय की गई दूरी है। यह खगोलीय दूरी मापने की इकाई है।

1 एक प्रकाश वर्ष = 9.46 x 1015 मीटर 

  • पारसेक (Parsec-Parrallax Second)): इसका प्रयोग खगोलीय दूरियों को व्यक्त करने के लिये करते हैं। 
  • पारसेक वह दूरी है जिस पर खगोलीय इकाई एक सेकंड का कोण बनाती है।

1 पारसेक = 3  x 1016 मीटर =3.262 प्रकाश वर्ष

  • बैरल (Barrel) : बैरल एक खाली बेलनाकार कंटेनर होता है, 1 Barrel = 159 लीटर
    • कच्चा तेल (Crude Oil) मापने में सामान्यतः बैरल का उपयोग किया जाता है। 

 

  • मोल (Mole) : किसी पदार्थ की वह मात्रा, जिसमें उस पदार्थ के अवयवों (अणु या परमाणु या आयन) की संख्या, कार्बन (C-12) के 0.012 कि.ग्रा. में उपस्थित परमाणुओं की संख्या के बराबर होती है, एक मोल कहलाती है। 
  • चूँकि C-12 के 0.012 कि.ग्रा. में परमाणुओं की संख्या 6.023 x 1023 होती है, अतः एक मोल, पदार्थ की वह मात्रा है जिसमें उसके अवयवी तत्त्वों की संख्या 6.023 x 1023हो। इस संख्या को ही एवोगैड्रो नियतांक(Avogadro constant) या एवोगैड्रो संख्या कहते हैं

1 mole = 6.023 x 1023

  • डॉब्सन (Dobson)– वायुमंडल के उर्ध्वाधर स्तंभ में उपस्थित किसी गैस की मात्रा मापने की इकाई है। वायुमंडलीय ओजोन(o3 )की मात्रा को डॉब्सन में व्यक्त करते हैं।
  • क्यूसेक (Cusec)- यह प्रवाह मापने की इकाई है, यह क्यूबिक फीट प्रति सेकंड (Cubic Feet per Second) का संक्षिप्त रूप है। सामान्यतः नदियों के जल प्रवाह को क्यूसेक में व्यक्त करते हैं। 
  • बार(Bar)– दबाव मापने का मात्रक है। 1 बार = 100,000(105) पास्कल अथवा 100 किलो पास्कल (यह वर्तमान में समुद्रतल पर वायुमंडलीय दाब के लगभग बराबर है।)

1 Bar = 105 pascal(Pa) =100kPa

  • जूल(Joule)- यह कार्य व ऊर्जा दोनों का मात्रक है।

1 Calorie = 4.184 joule

  • थर्म (Therm)- यह ऊष्मा(heat) का मात्रक है जो ‘thm’ प्रतीक चिह्न से दर्शाया जाता है। यह 100,000 ब्रिटिश थर्मल यूनिट के समतुल्य है। 
  • कूलॉम(coulomb,C)- विद्युत आवेश(electric charge) का मात्रक है। 
  • वोल्ट(volt)- विभवांतर(volatge) का मात्रक है। 
  • ओम ()– विद्युत प्रतिरोध(resistance) को ‘ओम’ में व्यक्त करते हैं। 
  • वॉट(w)– शक्ति(power) का SI मात्रक है जो जूल/सेकंड के बराबर होता है। 
  • मेगावॉट (Megawatt-MW)- यह विद्युत केंद्रों में उत्पादित बिजली को मात्रा मापने की इकाई है। एक मेगावॉट 106 वॉट के बराबर होता है।

 

  • हॉर्स पावर (अश्व शक्ति)– यह शक्ति मापने का मात्रक है। बड़े यंत्रों एवं मोटरों की शक्ति हॉर्स पावर में व्यक्त की जाती है।

 1 हॉर्स पावर (Horse Power,HP) = 746 वॉट

  • किलोवॉट घंटा(Kwh)– ऊर्जा की एक इकाई है।  1 किलोवॉट घंटा का मान 3.6 मेगाजूल के बराबर होता है।

मैक (Mach)

  • अति तीव्र चाल मापने की इकाई है। 
  • किसी माध्यम में ध्वनि की चाल को 1 मैक कहा जाता है।
  • सुपरसोनिक (Supersonic) : 1 मैक से अधिक चाल   
  • हाइपरसोनिक (Hypersonic)  : 5 मैक से अधिक चाल 
  • तीव्रगामी वायुयान और लड़ाकू विमानों की गति को ‘मैक’ से व्यक्त करते हैं। 

SONAR: Sound Navigation and Ranging

  • यह पराश्रव्य(Ultrasonic) तरंगों के उपयोग से समुद्र के भीतर किसी वस्तु की स्थिति ज्ञात करने में सहायक उपकरण है। 
  • पनडुब्बियों के नौवहन में उपयोग किया जाता है। 
  • नॉट (Knot)– समुद्री जहाज़ की गति मापने की इकाई है। एक समुद्रीमील प्रति घंटा चाल को नॉट कहा जाता है। 

RADAR: Radio Detection and Ranging

  • यह सूक्ष्म तरंगों के उपयोग से किसी वस्तु की स्थिति पता लगाने का कार्य करता है। 
  • वायुयानों के परिचालन हेतु हवाई अड्डों पर प्रयोग किया जाता है। 

रिक्टर स्केल(Richter scale)– भूकंपीय तरंगों की तीव्रता मापने की इकाई है।

  • Developed BY- Charles Richter in 1935

द्रव्यमान के अन्य मात्रक 

  • 1 औंस (Ounce-oz) = 28.35 ग्राम 
  • 1 पाउंड (Pound-lb) = 16 औंस या 453.52 ग्राम या 0.453 कि ग्रा.
  • 1 कि.ग्रा  = 1000 ग्राम (2.205 पाउंड)
  • 1 क्विंटल (quintol)= 100 किग्रा. 
  • 1 मिट्रिक टन(Ton) = 1000 किग्रा.

दूरी के अन्य मात्रक 

  • 1 मील (Mile) = 1609.344 मीटर = 1.60934 किमी. 
  • 1 समुद्री मील (Nautical Mile)= 1852 मीटर = 1.852 किमी. 
  • 1 खगोलीय इकाई (AU) = 1.495 x 1011मीटर
  • 1 Fathom =6 feet = 1.83 m (for measurement of depth of sea)
  • 1 चंद्रमास = 4 सप्ताह या 28 दिन (लगभग) 
  • 1 सौरमास = 30 दिन या 31 दिन फरवरी में 28 या 29 दिन 

 

मापक यंत्र (Measuring Instrument) 

  • बैरोमीटर (Barometer)- वायुमंडलीय दाब को मापने का यंत्र है। इसमें अलग-अलग द्रव, जैसे: जल, पारा या हवा का प्रयोग किया जाता है। 

मापक यंत्र

अनुप्रयोग 

आडिओमीटर 

ध्वनि की तीव्रता मापने में।

ओडोमीटर

odometer

वाहन द्वारा तय की गई दूरी

अल्टीमीटर

Altimeter

ऊँचाई मापने में

ऑक्सैनोमीटर

Auxanometer

पौधों की वृद्धि मापने में

Lux meter/light meter

Illuminance meter

प्रकाश तीव्रता मापने में

Lactometer

दूध का सापेक्षिक घनत्व या शुद्धता मापने में

hydrometer

तरल पदार्थों का सापेक्षिक घनत्व

(Relative Density) मापने में

Hygrometer

हवा की आर्द्रता(humidity) मापने में

manometer

गैसों का दाब मापने में

Galvanometer

विद्युत धारा की उपस्थिति जाँचने में

ammeter

विद्युत धारा मापने में

Anemometer

वायु गति मापने में

Wind vane/weather cock/

weather vane

वायु की दिशा ज्ञात करने में

voltmeter

विभवांतर मापने में

seismograph

भूकंप की तीव्रता मापने में

thermometer

ताप मापने में।

pyrometer

उच्च ताप मापने में

इसे विकिरण तापमापी भी

कहते हैं। 1500°C से अधिक ताप मापने में उपयोग किया जाता है।

कैरेटमीटर

karatmeter

स्वर्ण की शुद्धता मापने में

24 karat = pure 100% gold

22 k = 92% gold + 8% alloyed metal

18 karat

स्टेथोस्कोप

sthethoscope

हृदय की ध्वनि सुनने में

स्फिग्मोमैनोमीटर

sphygmomanometer

रक्त चाप मापने में

Fathometer

समुद्र की गहराई मापने में

Tachometer

वैद्युतिक मोटर की घूर्णीय गति अथवा वाहन की घूर्णीय गति मापने का यंत्र

pyrheliometer

सौर विकिरण मापने में

phonometer

ध्वनि की तीव्रता मापने का यंत्र

Invented by Thomas Edison

स्पेक्ट्रोहीलियोग्राफ

spectroheliograph

सूर्य की फोटोग्राफी का उपकरण

cardiogram

हृदय गति मापन हेतु 

polygraph

झूठ का पता लगाने वाला यंत्र।

Lie detecting test

 

bolometer

तापमान में परिवर्तन की माप द्वारा उष्मीय तथा

विद्युत चुंबकीय विकिरण मापने में उपयोग किया जाता है।

Used in measuring electromagnetic radiation.

Oximeter

Measure pulse rate/oxygen level in blood

chronometer

a watch or clock that measures time very exactly particularly one used for determining longitude at sea

 

कुछ प्रमुख आविष्कार

आविष्कार 

आविष्कारक 

भाप इंजन

जेम्स वाट

इलेक्ट्रिक बल्ब

एडीसन

एक्स-रे मशीन

रोएंटजन

फाउण्टेन पेन

वाटरमैन

दूरबीन

गैलीलियो

डायनामाइट

अल्फ्रेड नोबेल 

टाइपराइटर 

शोल्स

टेलीविजन

बेयर्ड

रेडियों 

जी. मारकोनी

लेसर

थियोडोर मेमैन

डायनेमो

माइकल फैराडे

राडार

राबर्ट वाटसन

टेलीफोन

ग्राहम बेल

सेफ्टी लैंप

डेवी