भौतिक राशी

विज्ञानाचे विकासाचे मूळ मानवी जिज्ञासेत आहे.आदिमानवाने देखील जिज्ञासेपोटी निसर्गातील काही गोष्टीचे गुढ उकलण्याचा प्रयत्न केला आणि त्यातूनच मानवाचे उत्क्रांतीला चालना मिळत गेली .

प्राचीन इजिप्शियन संस्कृती, मेसोपोटेमियन संस्कृती, प्राचीन चीनी संस्कृती, प्राचीन भारतीय संस्कृती, प्राचीन ग्रीक व रोमन संस्कृती या सर्व कालखंडा मध्ये अनेक गोष्टीचा शोध लागला .

उदा :स्थापत्यशास्त्र, शिल्पकला, वैद्यकशास्त्र, गणित, वनस्पतीशास्त्र, खगोलशास्त्र, ज्योतिषशास्त्र, भूमिती,इ .

मेसोपोटेमीयन संस्कृतीमध्ये लागलेल्या चाकाच्या शोधामुळे तर भौतिकशास्त्र म्हणून या विषयाची गती दिवसेंदिवस वाढतच गेली. अभियांत्रिकीचा पाया भौतिकशास्त्राकडे पहिले जाते. तसेच भौतिकशास्त्र ला पदार्थ विज्ञान असेही म्हणतात.

भौतिकशास्त्राची व्याख्या

विज्ञानाचे अजैविक शास्त्राच्या ज्या शाखेत द्रव्य ,उर्जा आणि उर्जारुपांतर याचा अभ्यास केला जातो त्यास भौतिकशास्त्र असे म्हणतात.

यांत्रिकी(Machines), उष्णता(Heat ), ध्वनी(Sound ), प्रकाश(Light), चुंम्बकत्व(Magnetism), विद्युत आणि आधुनिक भौतिकशास्त्र (Modern Physics)इ.प्रमुख विभाग आहेत.

भौतिकशास्त्र मध्ये वस्तूचे गुणधर्म तसेच भिन्न निरीक्षणे व त्यांचे मापन निरीक्षणाद्वारे तयार केलेल्या नियम व सूत्रानुसार घटना अथवा संकल्पनाचे वर्णन करण्यासाठी भिन्न राशींचा वापर करतात.

भौतिकराशींचे प्रकार

भौतिकराशींचे दोन प्रकार आहेत.

मुलभूत राशी

ज्या राशी इतर कोणत्याही राशीवर अवलंबून नसतात अशा राशींना मुलभूत राशी म्हणतात .

उदा: लांबी ,वस्तुमान,काळ ,तापमान,विधुतधारा ,प्रकाशाची तीव्रता इ .

साधीत राशी

ज्या राशी व्यक्त करताना इतर राशीवर अवलंबून असतात अशा राशींना साधीत राशी असे म्हणतात .

उदा :गती ,त्वरण,बल ,कार्य ,संवेग इ.

भौतिक शास्राच्या अभ्यासासाठी या विविध भौतिक राशीच्या अचूक मापनाची गरज असते .

भौतिक राशीचे मापन

लांबी, क्षेत्रफळ, वस्तुमान, आकारमान, घनता, चाल इत्यादी भौतिक राशी आहेत. भौतिकशास्त्राचा अभ्यास करतांना भौतिक राशींच्या अचूक मापनाची गरज भासत असते.

मापन – विशिष्ट परिमाणाशी एखाद्या राशीची तुलना करणे म्हणजे त्या राशीचे मापन करणे होय. हे मापन ज्या प्रमाणात होत असते त्यास एकक असे संबोधतात.

एखाद्या विशिष्ट राशीचे मापन सर्वच स्थळी व सर्व काळी एकसारखे येण्याकरिता काही प्रमाणित एकके (Standard Unit) मापनाकरिता वापरली जातात.प्रमाणित एकक सहजपणे उपलब्ध होणारे असावे. ते नाशवंत नसावे. आणि ते स्थल कालपरत्वे बदलणारे नसावे.

सोयीसाठी लांबी, वस्तुमान आणि काल या तीन भौतिक राशी मूलभुत राशी (Fundamental  Quantities) आहेत. कारण ही एकके एकमेकांवर अवलंबून नाहीत आणि जवळजवळ इतर सर्वच राशींची एकके यांच्या एककात दर्शविता येतात.

मापन पध्दती

सर्व साधारपणे भौतिक राशीचे मापन खालील चार पद्धतीत केले जाते

०१. MKS पध्दत – या पद्धतीत लांबी ,वस्तुमान आणि काल यांचे मापन अनुक्रमे मीटर, किलोग्रॅम, सेकंद असे केले जाते.

०२. CGS पध्दत – या पद्धतीत लांबी ,वस्तुमान आणि काल यांचे मापन अनुक्रमे सेंटिमीटर, ग्रॅम, सेकंद असे केले जाते.

०३. FPS – या पद्धतीत लांबी ,वस्तुमान आणि काल यांचे मापन अनुक्रमे फुट, पौंड, सेकंद असे केले जाते. यालाच ब्रिटिश पध्दत असेही म्हणतात.

०४. SI पध्दत (System International) – ही MKS पध्दतीचे आंतराराष्ट्रीय मान्यता मिळून स्विकारलेली पध्दत आहे.

SI पध्दत १९६० च्या जिनिव्हा येथील GGPM- (General Conference on Weights and Measures) परिषदेत मान्यता पावली.

यात मुलभूत एकके, दोन पुरक एकके व १९ साधित एकके त्यांच्या विशिष्ट नावासह स्विकारली गेली. हे आंतरराष्ट्रीय वजन माप कार्यालय पॅरिस जवळ सेव्हरस येथे आहे.

SI  Unit

सात मुलभूत SI एकके (The Seven Basic SI Unit)

लांबी

०१. कोणत्याही दोन बिंदुमधील अंतराला लांबी असे म्हणतात. मीटर हे लांबीचे MKS पध्दतीतील एकक होय.

मीटर म्हणजे १८८९ मध्ये आंतरराष्ट्रीय वजन आणि मापन संघटनेच्या संग्रहामध्ये ठेवलेल्या ९०% प्लॅटिनम – १०% इरिडियम या मिश्र धातूच्या सळईची लांबी होय.

जी २७३.१६ K तापमान व १ बार दाब अशा वातावरणात जतन करून ठेवलेली आहे.

०२. तसेच प्रकाशाने अंतराळात १/२९९, ७९२, ४५८ सेकंदात पार केलेले अंतर म्हणजेच एक मीटर होय. तसेच मीटर म्हणजे क्रिप्टॉन नारंगी रंगाच्या प्रकाशाची तरंग लांबी प्रमाण मानतात

०३. लांबीचे मोठ्या प्रमाणावरील एकक प्रकाशवर्ष – 9.46X1015 m/9.46X 1012 km आहे.  लांबीचे मोठ्या प्रमाणावरील एकके मायक्रोमीटर्स किंवा मायक्रॉन (um), ऍगस्ट्रॉम (A), नॅनोमीटर (mn), फँटोमीटर (fm) आहेत.

व्हर्नियर कॅलिपर

या मापन साधनाच्या सहाय्याने 0.1 mm /0.01 cm पर्यंतचे बिनचूक मापन करता येते

हे उपकरण सर पियर व्हर्निअर या शास्त्रज्ञाने शोधून काढले. याच्या सहाय्याने पेन्सिल किंवा नाण्याचा व्यास, काचेच्या चीपेची जाडी, नळीचा अंतरव्यास इ बिनचूक मोजता येते.

तसेच याचा उपयोग सरकता सूक्ष्मदर्शक आणि फोर्टीन हवा दाबमापीमध्ये करतात.

स्क्रूपमापी

यालाच मायक्रोमीटर स्क्रूपमापी असेही म्हणतात. लांबीच्या सूक्ष्म व अचूक मापनासाठी उपयोग होतो.

स्क्रूपमापिचे लघुत्तम माप 0.01 mm किंवा 0.001 cm असते.

याचा उपयोग तारेचा व्यास, लहान गोळ्याचा व्यास, पातळ पत्र्याची जाडी इत्यादीच्या मापनासाठी केला जातो.

विविध शास्त्रात अंतर मोजण्यासाठी वापरण्यात येणारी एकके

नवीन संशोधनानुसार सेकंद हे सिसियम अणुमधील (Cesium atom) कंपनावरून (Periodic Vibration) घेतले आहे. यामध्ये एक सेकंद म्हणजे सिसियम-१३३ अणुतील ९,१९,२६,३१,७७० एवढी कंपने निर्माण होण्यास लागणारा वेळ होय.

राशींचे प्रकार

साधित राशी आणि त्यांची एकके (Derived quantities and their units) क्षेत्रफळ, आकारमान, चाल, घनता इ. भौतिक राशीना साधित राशी असे म्हणतात.या राशी मुलभूत राशींच्या स्वरुपात व्यक्त करता येतात. त्यामुळे त्यांची एकके मुलभूत, भौतिक राशींच्या एककांच्या स्वरूपात मिळतात. म्हणून साधित राशींच्या एककांना साधित एकके म्हणतात.

ब-याच भौतिक राशींच्या बेरीज वजाबाकी वगैरेसाठी अंकगणिताचे नियम वापरता येतात तथापी काही भौतिक राशींच्या बाबतीत अंकगणिताचे नियम लागू पडत नाही. हा फरक विचारात घेऊन भौतिक राशींचे आदिश राशी व सदिश राशी असे दोन गट करता येतात.