E=mc2 में E का मतलब:- हाइड्रोजन परमाणु का द्रव्यमान प्रोटॉन और इसे बनाने वाले इलेक्ट्रॉन के संयुक्त द्रव्यमान से कम होता है।
किसी वस्तु का भार उसके भागों के योग से कम कैसे हो सकता है?
भौतिकी में सबसे प्रसिद्ध समीकरण वास्तव में क्या कहता है।
E बराबर MC स्क्वेर्ड शायद सभी भौतिकी में सबसे प्रसिद्ध समीकरण है, लेकिन अपने मूल 1905 के पेपर में, आइंस्टीन ने वास्तव में इसे अलग तरह से लिखा था, क्योंकि M बराबर E को C स्क्वायर से विभाजित किया गया था।
ऐसा इसलिए है क्योंकि इसके मूल में, भौतिकी की यह आधारशिला वास्तव में यह सोचने का एक सबक है कि द्रव्यमान क्या है।
आप अक्सर द्रव्यमान ऊर्जा का एक रूप है या द्रव्यमान जमी हुई ऊर्जा है या द्रव्यमान को ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है।
कोई भी कथन बिल्कुल सही नहीं है, इसलिए उनका अर्थ निकालने की कोशिश करना निराशाजनक हो सकता है।
मुझे लगता है कि इसके बजाय हम इस बात की बेहतर समझ प्राप्त कर सकते हैं कि C वर्ग के ऊपर M बराबर E का क्या अर्थ है यदि हम कुछ चीजों से शुरू करते हैं, जिसका अर्थ है कि यह हमारे द्रव्यमान के दैनिक अनुभव के साथ अजीब लगता है।
भले ही दो वस्तुएं समान घटकों से बनी हों, फिर भी उन वस्तुओं का द्रव्यमान समान नहीं होगा।
छोटे भागों से बनी किसी वस्तु का द्रव्यमान केवल उन भागों के द्रव्यमान का योग नहीं होता है।
इसके बजाय, समग्र वस्तु का कुल द्रव्यमान इस बात पर भी निर्भर करता है।
1.इसके भागों को कैसे व्यवस्थित किया जाता है।
2.वे भाग बड़ी वस्तु के भीतर कैसे गति करते हैं।
यहाँ एक ठोस उदाहरण है।
दो विंडअप घड़ियों की कल्पना करें जो परमाणु के लिए समान परमाणु हैं, सिवाय इसके कि उनमें से एक पूरी तरह से बंद हो गई है और चल रही है, लेकिन दूसरी बंद हो गई है।
आइंस्टीन के अनुसार जो घड़ी चल रही है उसका द्रव्यमान अधिक होता है।
क्यों?
खैर, दौड़ती हुई घड़ी में हाथ और गियर चल रहे हैं, इसलिए उनमें कुछ गतिज ऊर्जा है।
दौड़ती हुई घड़ी में संभावित ऊर्जा वाले घाव वाले झरने भी होते हैं, और उस घड़ी के गतिमान भागों के बीच थोड़ा सा घर्षण होता है जो उन्हें इतना थोड़ा गर्म कर देता है, जिससे कि इसके परमाणु थोड़ा हिलना शुरू कर देते हैं।
वह तापीय ऊर्जा है, या समकक्ष, अधिक सूक्ष्म स्तर पर यादृच्छिक गतिज ऊर्जा।
अब, जो M बराबर E से अधिक C वर्ग कहता है, वह यह है कि सभी गतिज ऊर्जा और संभावित ऊर्जा और थर्मल ऊर्जा जो घड़ी के हिस्सों में रहती है, घड़ी के द्रव्यमान के हिस्से के रूप में प्रकट होती है।
आप बस उस सारी ऊर्जा को जोड़ते हैं, इसे प्रकाश वर्ग की गति से विभाजित करते हैं, और यह है कि गतिज और संभावित और तापीय ऊर्जा का कितना अतिरिक्त द्रव्यमान पूरे में योगदान देता है।
अब चूंकि प्रकाश की गति इतनी बड़ी है, यह अतिरिक्त द्रव्यमान छोटा है, घड़ी के कुल द्रव्यमान के एक अरबवें हिस्से का लगभग एक अरबवां हिस्सा।
इसलिए, आइंस्टीन के अनुसार, हम में से अधिकांश ने हमेशा गलत तरीके से माना है कि द्रव्यमान किसी वस्तु में पदार्थ की मात्रा का सूचक है।
रोजमर्रा की जिंदगी में, हम विसंगति को नोटिस नहीं करते हैं क्योंकि यह बहुत छोटा है, लेकिन यह शून्य नहीं है।
अगर आपके पास पूरी तरह से संवेदनशील तराजू हैं, तो आप इसे माप सकते हैं।
तो एक सेकंड रुकिए। E=mc2 में E का मतलब E = mc² Explain in Hindi,
क्या मिनट की सुई का द्रव्यमान बड़ा होता है क्योंकि मिनट की सुई चलती है? नहीं। यह एक पुराना दृष्टिकोण है।
जब वे द्रव्यमान के बारे में बात करते हैं तो अधिकांश समकालीन भौतिकविदों का मतलब आराम के दौरान द्रव्यमान या बाकी द्रव्यमान होता है।
आधुनिक भाषा में, “रेस्ट मास” वाक्यांश बेमानी है।
इस तरह से बात करने के बहुत सारे अच्छे कारण हैं, उनमें से बाकी द्रव्यमान एक संपत्ति है जिसके बारे में सभी पर्यवेक्षक सहमत हैं, बहुत कुछ स्पेस-टाइम अंतराल की तरह जिसकी हमने पिछले एपिसोड में चर्चा की थी।
सामान्य सापेक्षता में यह सब थोड़ा अधिक जटिल हो जाता है, लेकिन हम उस पर फिर से विचार करेंगे।
हमारे लिए, आज, M में M बराबर E बटा C वर्ग शेष द्रव्यमान है।
आप इसे एक संकेतक के रूप में सोच सकते हैं कि किसी वस्तु को गति देना कितना कठिन है या किसी वस्तु को कितना गुरुत्वाकर्षण बल महसूस होगा।
लेकिन किसी भी तरह से, एक टिकने वाली घड़ी में अन्यथा समान स्टॉप वॉच की तुलना में अधिक होता है।
तो और उदाहरण यह स्पष्ट करने में मदद कर सकते हैं कि यहां क्या हो रहा है।
जब भी आप टॉर्च चालू करते हैं, तो उसका गणित तुरंत गिरना शुरू हो जाता है। इसके बारे में सोचो।
प्रकाश में ऊर्जा होती है, और उस ऊर्जा को पहले बैटरी के अंदर विद्युत रासायनिक ऊर्जा के रूप में संग्रहीत किया जाता था, और इस प्रकार टॉर्च के कुल द्रव्यमान के हिस्से के रूप में प्रकट होता था।
एक बार जब वह ऊर्जा निकल जाती है, तो आप उसे और नहीं तौल रहे होते हैं।
चूंकि सूर्य मूल रूप से एक विशाल टॉर्च है, इसका द्रव्यमान केवल इस तथ्य के कारण कम हो जाता है कि यह प्रति सेकंड लगभग 4 बिलियन किलोग्राम चमकता है।
यह सूर्य के द्रव्यमान के खरबवें हिस्से का सिर्फ एक अरबवां हिस्सा है और इसके पूरे 10 अरब साल के जीवनकाल में सूर्य के द्रव्यमान का केवल 0.07% है।
तो क्या इसका मतलब यह है कि सूर्य द्रव्यमान को ऊर्जा में परिवर्तित करता है? नहीं। यह कीमिया नहीं है।
सूर्य के प्रकाश की सारी ऊर्जा सूर्य को बनाने वाले कणों की अन्य ऊर्जा, गतिज और स्थितिज ऊर्जा की कीमत पर आती है।
इससे पहले कि प्रकाश उत्सर्जित होता, सूर्य के द्रव्यमान के हिस्से के रूप में प्रकट होने वाले सूर्य के आयतन के भीतर बस अधिक गतिज और संभावित ऊर्जा होती थी।
वे 4 अरब किलोग्राम जो सूर्य प्रति सेकंड खो देता है, वास्तव में उसके घटक कणों की गतिज और स्थितिज ऊर्जा में कमी है।
एक और उदाहरण
मान लीजिए कि मैं एक बंद बॉक्स के अंदर एक टॉर्च के साथ खड़ा हूं जिसमें दीवारों को प्रतिबिंबित किया गया है और एक पैमाने पर आराम कर रहा है।
अगर मैं टॉर्च चालू कर दूं तो क्या पैमाने पर रीडिंग बदल जाएगी? नहीं।
अकेले टॉर्च का द्रव्यमान कम हो जाएगा, लेकिन पूरे बॉक्स का द्रव्यमान और उसकी सामग्री स्थिर रहेगी।
हां, यह सच है कि पैमाना कम विद्युत रासायनिक ऊर्जा दर्ज कर रहा है, लेकिन यह बिल्कुल समान मात्रा में अतिरिक्त प्रकाश ऊर्जा भी दर्ज कर रहा है जिसे हम इस बार बचने की अनुमति नहीं दे रहे हैं।
यह सही है, भले ही प्रकाश स्वयं द्रव्यमान रहित है, यदि आप इसे एक बॉक्स में सीमित करते हैं, तो इसकी ऊर्जा अभी भी उस बॉक्स के कुल द्रव्यमान में योगदान देती है, जो कि M बराबर E बटा C वर्ग है।
अब तक हमने जो भी उदाहरण किया है, उसमें चीजों का वजन उन हिस्सों के योग से अधिक है जो इसे बनाते हैं।
प्रारंभ में, मैंने कहा कि हाइड्रोजन परमाणु का द्रव्यमान इलेक्ट्रॉन और इसे बनाने वाले प्रोटॉन के संयुक्त द्रव्यमान से कम होता है।
वह कैसे काम करता है? E=mc2 में E का मतलब E = mc² Explain in Hindi,
ऐसा इसलिए है क्योंकि संभावित ऊर्जा नकारात्मक हो सकती है।
मान लीजिए कि हम एक प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन की संभावित ऊर्जा को शून्य कहते हैं, जब वे असीम रूप से दूर होते हैं।
चूंकि वे एक-दूसरे को आकर्षित करते हैं, इसलिए जब वे एक-दूसरे के करीब आते हैं, तो उनकी विद्युत संभावित ऊर्जा गिर जाएगी।
ठीक, उसी तरह जैसे पृथ्वी की सतह के करीब पहुंचने पर आपकी गुरुत्वाकर्षण क्षमता कम हो जाती है, जो आपको भी आकर्षित कर रही है।
तो हाइड्रोजन परमाणु में इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन की स्थितिज ऊर्जा ऋणात्मक होती है।
अब हाइड्रोजन में इलेक्ट्रॉन में भी गतिज ऊर्जा होती है, जो उत्पाद प्रोटॉन के चारों ओर अपनी गति के कारण हमेशा सकारात्मक होती है।
लेकिन जैसा कि यह पता चला है, संभावित ऊर्जा इतनी नकारात्मक है कि गतिज और संभावित ऊर्जाओं का योग अभी भी नकारात्मक आता है, और इसलिए m बराबर E बटा c वर्ग भी नकारात्मक निकलता है, और एक हाइड्रोजन परमाणु का वजन संयुक्त द्रव्यमान से कम होता है।
वास्तव में, अजीब परिस्थितियों को छोड़कर, आवर्त सारणी पर सभी परमाणुओं का वजन प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉनों के संयुक्त द्रव्यमान से कम होता है जो उन्हें बनाते हैं।
अणुओं के लिए भी यही सच है। E=mc2 में E का मतलब E = mc² Explain in Hindi,
एक ऑक्सीजन अणु का वजन दो ऑक्सीजन परमाणुओं से कम होता है क्योंकि रासायनिक बंधन बनाने के बाद उन परमाणुओं की संयुक्त गतिज और संभावित ऊर्जा नकारात्मक होती है।
खुद प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के बारे में क्या?
वे क्वार्क नामक कणों से बने होते हैं, जिनका संयोजन द्रव्यमान प्रोटॉन या न्यूट्रॉन के द्रव्यमान से लगभग 2,000 से 3,000 गुना छोटा होता है।
तो प्रोटॉन का द्रव्यमान कहाँ से आता है?
मूल रूप से, क्वार्क संभावित ऊर्जा।
इलेक्ट्रॉनों और क्वार्कों के द्रव्यमान के बारे में क्या?
कम से कम कण भौतिकी के मानक मॉडल में, वे छोटे भागों से नहीं बने होते हैं, तो उनका द्रव्यमान कहाँ से आता है?
क्या यह शब्द के पूर्व-आइंस्टीन अर्थ में किसी प्रकार का आधारभूत द्रव्यमान है?
उदाहरण के लिए, हिग्स क्षेत्र के साथ इलेक्ट्रॉनों और क्वार्कों की बातचीत से जुड़ी संभावित ऊर्जा है।
संभावित ऊर्जा भी है जो इलेक्ट्रॉनों और क्वार्कों को उन विद्युत क्षेत्रों के साथ बातचीत करने से होती है जो वे स्वयं उत्पन्न करते हैं, या क्वार्क के मामले में, ग्लूऑन क्षेत्रों के साथ भी जो वे स्वयं उत्पन्न करते हैं।
पदार्थ-एंटीमैटर सर्वनाश के बारे में क्या?
क्या इसे द्रव्यमान के ऊर्जा में परिवर्तित होने के रूप में नहीं माना जाना चाहिए? नहीं।
इस प्रक्रिया को एक प्रकार की ऊर्जा के दूसरे प्रकार के सरल रूपांतरण के रूप में भी अवधारणा देने का एक तरीका है
गतिज, क्षमता, प्रकाश, और आगे।
आपको द्रव्यमान से ऊर्जा कीमिया की आवश्यकता नहीं है।
लेकिन कृपया इसके लिए मेरा शब्द लें, आपको वास्तव में द्रव्यमान को ऊर्जा में बदलने के बारे में बात करने की ज़रूरत नहीं है।
इसके बजाय, इस प्रकरण की पंचलाइन यह रही है कि द्रव्यमान वास्तव में कुछ भी नहीं है।
यह एक संपत्ति है, जो सभी ऊर्जा प्रदर्शित करती है। E=mc2 में E का मतलब E = mc² Explain in Hindi,
उस अर्थ में, भले ही द्रव्यमान के बारे में सोचना सही नहीं है, भौतिक अर्थ में सामान की मात्रा का संकेतक है, आप इसे ऊर्जा की मात्रा के संकेतक के रूप में सोच सकते हैं।
तो इसे साकार किए बिना, आप वास्तव में हर बार किसी पैमाने का उपयोग करने पर वस्तुओं की संचयी ऊर्जा सामग्री को मापते रहे हैं।
इस विषय पर आइंस्टीन का मूल पेपर केवल तीन पृष्ठ लंबा है और पढ़ने में इतना कठिन नहीं है।
1.मान लीजिए कि आप दो समान ब्लॉकों को एक पैमाने पर एक साथ रखते हैं और कॉम्बो को तौलते हैं, फिर उन्हें एक दूसरे के ऊपर ढेर करें और उन्हें फिर से तौलें।
2.विन्यास में पहले की तुलना में अधिक गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा है क्योंकि दूसरा ब्लॉक ऊपर है, इसलिए इसमें पहले की तुलना में अधिक द्रव्यमान होगा।
3.मान लीजिए कि पृथ्वी का प्रत्येक व्यक्ति एक साथ जमीन से एक हथौड़ा उठाता है।
क्या ग्रह का कुल द्रव्यमान बढ़ेगा, और यदि हां तो कितना?
टिप्पणी अनुभाग में उत्तर न दें।
