CURRENT SCIENCE AND FANTOM ENERGY PART 2
#વિજ્ઞાન_વર્તમાન #ભાગ_2
#એક_નવો_વિચાર
#પડછાયાનું_મહત્વ
આપણે ગત પોષ્ટમાં ક્રમશઃ રાખ્યું હતું કે...
"પરમાણું આટલી બધી ઉર્જા ક્યાં રાખે છે.. કેવી રીતે મેનેજ કરે છે.. અને આ વાતને પડછાયા સાથે શું નિસ્બત?"
આપણે જોયું કે પરમાણુંમાં ઉર્જા દળ સ્વરૂપે સંગ્રહેલ હોય છે. હવે, દળ આવવાનું કારણ છે હિગ્સ બોઝોન. ક્વાર્કસ પદાર્થમાં રહેલાં પ્રોટોનને વિજભાર આપે છે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન ખુદ જ વિજભારીત છે. બંને પરસ્પર વિરૂદ્ધ વિજભાર ધરાવે છે.
ઇલેક્ટ્રોનનો વિજભાર -1.6 x 10^-19 કુલંબ છે. જેને સરળતા ખાતર -1 એકમ ગણવામાં આવે છે.
એ જ રીતે પ્રોટોન નો વિજભાર 1.6 x 10^-19 કુલંબ છે. જેને સરળતા ખાતર +1 એકમ ગણવામાં આવે છે.પણ, પ્રોટોનમાં વિજભાર ક્વાર્કસ આપે છે.. ગત, પોષ્ટનાં ફોટોમાં કવર્ક્સના 6 પ્રકાર બતાવેલ છે. જે પૈકી બે પ્રકાર છે up(અપ)ક્વાર્કસ (u) અને down(ડાઉન) ક્વાર્કસ (d) છે.
જેમાં u નો વિજભાર 2/3C ગણવામાં આવે છે અને d નો વિજભાર -1/3C ગણવામાં આવે છે. આમ u અને d ભેગા થઈ
uud બનાવે તો પ્રોટોન બન્યો કહેવાય 2/3 +2/3-1/3 = 1C જે પ્રોટોનનો વિજભાર છે..
(એજ રીતે ન્યુટ્રોન માટે u અને d ભેગા થઈ udd બનાવે તો પ્રોટોન બન્યો કહેવાય 2/3 -1/3-1/3 = 0C જે ન્યુટ્રોનનો વિજભાર છે..)
આજ રીતે હિગ્સ બોઝોન સંયોજાયને ઇલેક્ટ્રોન, પોટ્રોન અને ન્યુટ્રોનને દળ આપે છે, જે અનુક્રમે 9.1 x 10^-31kg, 1.66 x 10-27kg અને 1.67 x 10-27kg છે. અને એકંદરે હાઈડ્રોજનના એક પરમાણુનું દળ 1.6606 × 10 -27 kg બને છે.(જેમાં ન્યુટ્રોન નથી)
હવે ઉર્જાનો સંગ્રહ જોતા પહેલા ઉર્જા સંરક્ષણનો નિયમ સમજવું પડશે. આ નિયમ અનુસાર
"ઉર્જાનું સર્જન કે વિસર્જન શક્ય નથી. વિશ્વની ઉર્જા અચળ રહે છે. પણ એક સ્વરૂપમાંથી બીજા સ્વરૂપમાં બદલી શકાય છે"
એક સ્વરૂપમાંથી બીજું સ્વરૂપ એટલે?
1.ઉર્જાથી ઉર્જા સ્વરૂપ (વિરૂદ્ધ પણ)
2. ઉર્જાથી કાર્ય સ્વરૂપ (વિરૂદ્ધ પણ)
3. ઉર્જાથી બળ સ્વરૂપ (વિરૂદ્ધ પણ)
4. ઉર્જાથી દળ સ્વરૂપ (વિરૂદ્ધ પણ)
#ઉર્જાથી_ઉર્જા_સ્વરૂપ અને #ઉર્જાથી_કાર્ય_સ્વરૂપ
પહેલા ઉર્જાના પ્રકાર સમજીશું..
1) પદાર્થના પ્રકાર, આકાર, સ્થાન જેવી પરિસ્થિતિને આધીન ઉર્જા એટલે સ્થિતિ ઉર્જા..
2) પદાર્થની ગતિને આધીન ઉર્જા એટલે ગતિઉર્જા
3) પદાર્થના તાપમાનને આધીન ઉર્જા એટલે ઉષ્મા ઉર્જા
4) પદાર્થની આંતરિક રચનાને આધીન ઉર્જા એટલે આંતરિક ઉર્જા
5) પદાર્થમાં રહેલા બળોને આધીન કાર્ય કરતી ઉષ્માઉર્જા એટલે એંથાલ્પી.
6)પદાર્થ બન્યા પછી મુક્ત સ્વરૂપે રહી ગયેલ ઉર્જા એટલે મુક્ત ઉર્જા.
7) પદાર્થને એક બીજા સાથે જકડી રાખતી ઉર્જા એટલે બંધન ઉર્જા.
ઉર્જાના પ્રકાર યોગ્ય રીતે સમજાય તો જ નીચેની બાબત વધુ સ્પષ્ટ થાય છે એમ સમજવું.
શરૂઆત કરીશું સ્થિતિઉર્જાથી
પ્રશ્ન:- ધારોકે તમારાં માથા પર મુક્તપતન થયેલ પથ્થર એક વાર 1m ઉચ્ચાઈએથી અને બીજીવાર 2m ઊંચાઈએથી પાડવામાં આવે છે. કયો વધું લાગશે?કેમ?
જવાબ- 2m વાળો વધુ લાગે, કારણ કે ઊંચાઈ વધુ છે એટલે..
પ્રશ્ન :- વધુ ઊંચાઈ તો શું થયું?
જવાબ:- વધુ ઊંચાઈ પર પદાર્થને લઈ જવા વધુ કાર્ય કરવું પડે અને એ વધારાનું કાર્ય જે ઉર્જા સ્વરૂપ પદાર્થમાં સંગ્રહાય છે તે સ્થિતિ ઉર્જા છે..
જ્યારે મુક્તપતન કરવામાં આવે છે ત્યારે તે ગતિ ઉર્જામાં ફેરવાય છે અને વધુ ઊંચાઈ હોય વધુ સ્થિતિઉર્જા વધુ ગતિમાં ફેરવાશે અને માટે વધુ વેગમાન મળતા વધુ વાગશે.
એજ રીતે તાપમાન વધતા ઉષ્માઉર્જા વધે..આંતરિક રચના બદલાતા આંતરિક અને મુક્ત ઉર્જા બદલાય, અણુ કે પરમાણું વચ્ચેના અંતર વધતા ઘટતા બંધન ઉર્જા બદલાય,
આમ, એક ઉર્જા બીજી ઉર્જા કે કાર્યમાં રૂપાંતરણ થઈ શકે છે.
#ઉર્જાથી_બળ_સ્વરૂપ અને #ઉર્જાથી_દળ_સ્વરૂપ
★ કાર્ય(W) કરવા માટે ઉર્જા (E) જોઈએ.. ( E = W) મતલબ જેટલી ઉર્જા હોય એટલું જ કાર્ય થાય.
★ બળને લીધે કાર્ય થતું હોય છે ( W = F x d) જેટલું બળ (F) સ્થાનાંતર(d) અપાવે એટલું કાર્ય થયું કહેવાય..
ઉપરોક્ત પરિણામો પરથી ટુંકમ E = F x d, માટે કહી શકાય કે ઉર્જા બળના સીધા સંબંધમાં છે અથવા બળ અને ઉર્જા એક બીજાને સાપેક્ષ છે.
★ પરંતુ બળ એટલે ચોક્કસ દળે મેળવેલો એકમ સમયનો વેગ..
એકમ સમયમાં વેગ ફેરફાર એટલે પ્રવેગ (તમારી બાઇક, કાર કે મોપેડ કે કોઈ વેહિકલનો વેગ વધારવા એસિલરેટર (એક્સીલેટર) આપો તે ગુજરાતીમાં પ્રવેગ(a) કહેવાય.. અને એનાથી વેહિકલને બળ મળે અને એ વજન (દળ) (m)વાળી વસ્તુ એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ જાય તે કાર્ય થયું કહેવાય..
વિજ્ઞાન વર્તમાન પડછાયાનું મહત્વ અને ફેંટમ ઉર્જા ભાગ 1
વિજ્ઞાન વર્તમાન પડછાયાનું મહત્વ અને ફેંટમ ઉર્જા ભાગ 2
વિજ્ઞાન વર્તમાન પડછાયાનું મહત્વ અને ફેંટમ ઉર્જા ભાગ 3
વિજ્ઞાન વર્તમાન પડછાયાનું મહત્વ અને ફેંટમ ઉર્જા ભાગ 4
વિજ્ઞાન વર્તમાન પડછાયાનું મહત્વ અને ફેંટમ ઉર્જા ભાગ 5
વિજ્ઞાન વર્તમાન પડછાયાનું મહત્વ અને ફેંટમ ઉર્જા ભાગ 6
વિજ્ઞાન વર્તમાન પડછાયાનું મહત્વ અને ફેંટમ ઉર્જા ભાગ 7
વિજ્ઞાન વર્તમાન પડછાયાનું મહત્વ અને ફેંટમ ઉર્જા ભાગ 8
વિજ્ઞાન વર્તમાન પડછાયાનું મહત્વ અને ફેંટમ ઉર્જા ભાગ 9
ટૂંકમાં F = ma
હવે આગળ જોયું કે E = F x d, તે પરથી E = ma x d,
આમ, છેવટે આપણે ફલિત કરી શક્યા કે E એટલે કે ઉર્જા અને m એટલે કે દળ એક બીજા પર આધારિત છે.
આઈન્સ્ટાઈને ફલિત કર્યું કે a × d એ બીજું કાંઈ નહીં પણ C^2 છે. આમ E = ma x d, માં a × d બરોબર C^2 મુકતા આઇન્સ્ટાઈનનું ફેમસ સમીકરણ મળી જાય.. E = mc2.
અહીં C એટલે પ્રકાશનો વેગ.. તમે પણ a × d બરોબર c2 થાય એવું સાબિત કરી શકો.. મોટો વાઘ મારવાનો નથી..
વેગ C = અંતર/સમય = d/t (યાદ રાખવું)
અને પ્રવેગ a = વેગ/સમય = C/t (આગળ જોયું છે સમય સાથે વેગનો બદલાવ)
હવે, ઉપરોક્ત મૂલ્ય E = ma x d માં a ની જગ્યાએ મુકતા..
E = m C/t x d આને આવી રીતે પણ લખી શકાય
E = m C x d/t પણ યાદ શું રાખવાનું હતું જુઓ..
માટે, E = m C x C
E = mC2 (જ્યાં C x C = C2)
આમ, પરમાણુમાં કેટલીક ઉર્જા દળ સ્વરૂપે સંગ્રહ પામે છે.. આ દળ ક્યાંથી આવ્યું એની વિસ્તૃત ચર્ચા ઉપરોક્ત કરી ચુક્યા જ છે.. કેટલીક ઉર્જા બળ સ્વરૂપે સંગ્રહ પામે છે.. કેવી રીતે?
આવતી પોષ્ટમાં પણ અહીં ગઈ કાલની પોષ્ટના કેટલાક પ્રશ્નોમાંથી એક બે નો જવાબ મળી ગયો છે.. પણ, એક મહા પ્રશ્ન તો બાકી જ છે.. પડછાયા સાથે આ વાતો ને શું નિસ્બત?
ક્રમશઃ..
Farid Tadgamwala
