MP Board 11th Physics SI System of Measurment मात्रकों की अंतरराष्ट्रीय प्रणाली

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मात्रकों की अंतरराष्ट्रीय प्रणाली

(MP Board 11th Physics SI System of Measurment)

बहुत समय तक अलग-अलग देशों में लंबाई, द्रव्यमान व समय जैसी चीजें मापने के लिए अलग-अलग प्रणालियाँ रही जैसे –

  • CGS प्रणाली: इसमें लंबाई को सेंटीमीटर, द्रव्यमान को ग्राम, और समय को सेकंड में मापा जाता है।
  • FPS प्रणाली: इसमें फुट, पाउंड और सेकंड का इस्तेमाल होता है। यह ब्रिटिश प्रणाली थी।
  • MKS प्रणाली: इसमें मीटर, किलोग्राम और सेकंड का उपयोग होता है।

इन सबके अलावा, विज्ञान के क्षेत्र में एक ऐसी मानक प्रणाली की आवश्यकता थी जो पूरी दुनिया के वैज्ञानिकों द्वारा अपना ली जाए। इसी जरूरत से ‘SI प्रणाली‘ (Systeme Internationale d’Unites) बनी, जिसे आज लगभग हर देश में प्रयोग किया जाता है।

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MP Board 11th Physics SI System of Measurment
MP Board 11th Physics SI System of Measurment
  • SI प्रणाली में सात मूल मात्रक होते हैं, जैसे- मीटर, किलोग्राम, सेकंड, एम्पियर, केल्विन, मोल, कैंडेला।
  • 2018 में SI मात्रकों की परिभाषा में बदलाव किया गया ताकि वे और सटीक व वैज्ञानिक हो सकें।
  • सीजीएस, एफपीएस, एमकेएस – ये पुरानी प्रणालियाँ थीं, अब किताबों और प्रयोगों में SI मात्रकों का ही उपयोग होता है।

पूरक मात्रक:
SI प्रणाली में सात मूल मात्रकों के अलावा दो पूरक मात्रक भी हैं—

  1. समतल कोण (Plane Angle) – रैडियन (rad):
    जब वृत्त की चाप की लंबाई और रेडियस बराबर हो तो उस कोण को 1 रैडियन कहते हैं।
  2. ठोस कोण (Solid Angle) – स्टेरेडियन (sr):
    यह कोण त्रिविम (three-dimensional) क्षेत्र में होता है। जब गोलाकार पृष्ठ का क्षेत्रफल और त्रिज्याएँ बराबर हों तो इसे 1 स्टेरेडियन कहते हैं।

SI मूल राशियाँ एवं उनके मात्रक

मूल राशि नाम प्रतीक परिभाषा
लंबाई मीटर m मीटर, संकेत m, लंबाई का SI मात्रक है। इस निर्वात में प्रकाश की चाल \text{c} के नियत संख्यात्मक मान 299792458 को लेकर, जो कि \text{m} \cdot \text{s}^{-1} मात्रक में व्यक्त है, से परिभाषित किया गया है, जहाँ सेकंड सोज़ियम आवृत्ति \Delta \nu_{\text{Cs}} के पदों में परिभाषित है।
द्रव्यमान किलोग्राम kg किलोग्राम, संकेत kg, द्रव्यमान का SI मात्रक है। इसके प्लांक नियतांक \text{h} के नियत संख्यात्मक मान 6.62607015 \times 10^{-34} को लेकर, जो कि \text{J} \cdot \text{s} मात्रक में व्यक्त है, से परिभाषित किया गया है; यहाँ मात्रक \text{J} \cdot \text{s} \text{kg} \cdot \text{m}^{2} \cdot \text{s}^{-1} के समान है, जहाँ मीटर और सेकंड की परिभाषा \text{c} तथा \Delta \nu_{\text{Cs}} के पदों में दी गई है।
समय सेकंड s सेकंड, संकेत s, समय का SI मात्रक है। इसकी परिभाषा, जो सीज़ियम-133 परमाणु की अक्षुब्ध मूल अवस्था अतिसूक्ष्म संक्रमण आवृत्ति है, के नियत संख्यात्मक मान 9192631770 को लेकर, जिसे \text{Hz} मात्रक या \text{s}^{-1} के समान है, में व्यक्त किया गया है, दी गई है।
विद्युत धारा ऐम्पियर A ऐम्पियर, संकेत A, विद्युत-धारा का SI मात्रक है। इसकी परिभाषा, मूल आवेश \text{e} के नियत संख्यात्मक मान 1.602176634 \times 10^{-19} को लेकर, जिसे \text{C} मात्रक जो \text{A} \cdot \text{s} के समान है, जहाँ सेकंड को \Delta \nu_{\text{Cs}} के पदों में व्यक्त किया गया है; दी जाती है।
ऊष्मागतिक ताप केल्विन K केल्विन, संकेत K, ऊष्मागतिक ताप का SI मात्रक है। इसकी परिभाषा, बोल्ट्ज़मान नियतांक, \text{k} के नियत संख्यात्मक मान 1.380649 \times 10^{-23} को लेकर; जिसे \text{J} \cdot \text{K}^{-1} मात्रक में व्यक्त किया गया है, जो \text{kg} \cdot \text{m}^{2} \cdot \text{s}^{-2} \cdot \text{K}^{-1} के समान है, जहाँ किलोग्राम, मीटर और सेकंड को \text{h}, \text{c} और \Delta \nu_{\text{Cs}} के पदों में परिभाषित किया जाता है; दी गई है।
पदार्थ की मात्रा मोल mol मोल, संकेत mol, पदार्थ की मात्रा का SI मात्रक है। एक मोल में ठीक 6.02214076 \times 10^{23} मूलभूत कण होते हैं। यह संख्या, आवोगाद्रो स्थिरांक, \text{N}_{\text{A}} का नियत संख्यात्मक मान है जब उसे \text{mol}^{-1} मात्रक में व्यक्त किया जाता है और इसे आवोगाद्रो संख्या कहा जाता है। किसी निकाय के पदार्थ की मात्रा, संकेत n, विशिष्ट मूल कणों की संख्या का आमाप होती है। ये मूल कण एक परमाणु, अणु, आयन, इलेक्ट्रॉन, कोई अन्य कण या कणों के विशिष्ट समूह हो सकते हैं।
ज्योति-तीव्रता कैंडेला cd कैंडेला, संकेत cd, दी गई दिशा में ज्योति-तीव्रता का SI मात्रक है। इसकी परिभाषा, 540 \times 10^{12} \text{Hz} आवृत्ति वाले एकवर्णी विकिरण की दीप्त प्रभाविता, \text{K}_{\text{cd}} के नियत संख्यात्मक मान 683 को लेकर जब उसे \text{lm} \cdot \text{W}^{-1} मात्रकों में व्यक्त किया जाए जो \text{cd} \cdot \text{sr} \cdot \text{W}^{-1} या \text{cd} \cdot \text{sr} \cdot \text{kg}^{-1} \cdot \text{m}^{-2} \cdot \text{s}^{3} के समान है, जहाँ मीटर और सेकंड को \text{h}, \text{c} और \Delta \nu_{\text{Cs}} के पदों में परिभाषित किया जाता है; दी गई है।

सामान्य प्रयोग के लिए SI मात्रकों के अतिरिक्त कुछ अन्य मात्रक

नाम प्रतीक SI मात्रक के पदों में मान
मिनट \text{min} 60~\text{s}
घंटा \text{h} 60~\text{min} = 3600~\text{s}
दिन \text{d} 24~\text{h} = 86400~\text{s}
वर्ष \text{y} 365.25~\text{d} = 3.156 \times 10^7~\text{s}
डिग्री ^{\circ} 1^{\circ} = (\pi/180)~\text{rad}
लीटर \text{L} 1~\text{dm}^3 = 10^{-3}~\text{m}^3
टन \text{t} 10^3~\text{kg}
कैरट \text{c} 200~\text{mg}
बार \text{bar} 0.1~\text{MPa} = 10^5~\text{Pa}
क्यूरी \text{Ci} 3.7 \times 10^{10}~\text{s}^{-1}
रॉन्जन \text{R} 2.58 \times 10^{-4}~\text{C}~\text{kg}^{-1}
क्विंटल \text{q} 100~\text{kg}
बार्न \text{b} 100~\text{fm}^2 = 10^{-28}~\text{m}^2
आर \text{a} 1~\text{dam}^2 = 10^2~\text{m}^2
हैक्टेयर \text{ha} 1~\text{hm}^2 = 10^4~\text{m}^2
मानक वायुमंडलीय दाब \text{atm} 101~325~\text{Pa} = 1.013 \times 10^5~\text{Pa}

सामान्य प्रयोग के लिए SI मात्रकों के अतिरिक्त कुछ अन्य मात्रक

याद रखने योग्य बातें:

  • SI प्रणाली आधारित होने से पूरी दुनिया में वैज्ञानिकों के लिए मापना और माप की जानकारी देना आसान हो गया है।
  • समतल कोण के लिए रैडियन और ठोस कोण के लिए स्टेरेडियन प्रयोग होते हैं।
  • अब विज्ञान में किताबी पढ़ाई या प्रयोग करते समय बस SI मात्रकों का उपयोग करें, क्योंकि वे सबसे ज्यादा उपयोगी, स्पष्ट तथा मानकों में एक समान हैं।

यहाँ MP Board कक्षा 11वीं भौतिकी के SI मात्रक प्रणाली (SI System of Measurement) विषय पर आधारित कुछ महत्वपूर्ण FAQs हिंदी में दिए गए हैं, जिनके सरल और स्पष्ट उत्तर भी साथ में हैं:

MP Board 11वीं भौतिकी: SI मात्रक प्रणाली पर FAQs

प्रश्न 1: SI मात्रक प्रणाली क्या है?
उत्तर: SI मात्रक प्रणाली (Systeme International d’Unites) वैज्ञानिकों द्वारा बनाई गई एक अंतरराष्ट्रीय मात्रक पद्धति है, जिसे दुनिया के सभी देशों में भौतिक मात्रकों के मापन के लिए मानक के रूप में स्वीकार किया गया है। इसमें सात मूल मात्रक होते हैं जिनसे सभी व्युत्पन्न मात्रक प्राप्त किए जाते हैं।

प्रश्न 2: SI प्रणाली में कितने मूल मात्रक होते हैं और वे कौन-कौन से हैं?
उत्तर: SI प्रणाली में कुल सात मूल मात्रक होते हैं:

  1. लंबाई – मीटर (m)
  2. द्रव्यमान – किलोग्राम (kg)
  3. समय – सेकंड (s)
  4. विद्युत धारा – एंपियर (A)
  5. तापमान – केल्विन (K)
  6. पदार्थ की मात्रा – मोल (mol)
  7. ज्योति-तीव्रता – कैंडेला (cd)

प्रश्न 3: SI प्रणाली क्यों अपनाई गई?
उत्तर: पहले विभिन्न देशों में अलग-अलग मात्रक प्रणालियाँ इस्तेमाल होती थीं, जिससे वैज्ञानिकों और व्यापार में भ्रम की स्थिति बनती थी। SI प्रणाली के अपनाने से विश्व भर में मात्रकों का एकरूपता आई है जिससे मापन सरल, सटीक और विश्वसनीय हो गया है।

प्रश्न 4: CGS, FPS और MKS प्रणालियाँ क्या हैं?
उत्तर:

  • CGS प्रणाली: इसमें लंबाई सेंटीमीटर (cm), द्रव्यमान ग्राम (g), और समय सेकंड (s) में मापा जाता है।
  • FPS प्रणाली: इसमें लंबाई फुट (ft), द्रव्यमान पाउंड (lb), और समय सेकंड (s) में मापा जाता है।
  • MKS प्रणाली: इसमें लंबाई मीटर (m), द्रव्यमान किलोग्राम (kg), और समय सेकंड (s) में मापन होता है। ये तीनों पुरानी प्रणालियाँ थीं जिनकी जगह SI प्रणाली ने ले ली है।

प्रश्न 5: SI प्रणाली में पूरक मात्रक क्या होते हैं?
उत्तर: SI प्रणाली में दो पूरक मात्रक भी होते हैं –

  1. समतल कोण के लिए रैडियन (rad), जो किसी चाप के लंबाई और त्रिज्या के अनुपात के बराबर होता है।
  2. ठोस कोण के लिए स्टेरेडियन (sr), जो त्रिविमीय क्षेत्रफल के लिए प्रयोग होता है।

प्रश्न 6: SI प्रणाली में मापन की परिभाषा कैसे दी जाती है?
उत्तर: मापन वह प्रक्रिया है जिसमें किसी भौतिक राशि को एक निश्चित मात्रक से तुलनात्मक रूप से मापा जाता है, जिससे उसे एक संख्यात्मक मूल्य और एक मात्रक के साथ लिखा जा सके।

प्रश्न 7: SI मात्रक प्रणाली में समय की इकाई क्या है?
उत्तर: SI मात्रक प्रणाली में समय की इकाई सेकंड (s) है।

प्रश्न 8: SI प्रणाली में द्रव्यमान की इकाई क्या है?
उत्तर: SI प्रणाली में द्रव्यमान की इकाई किलोग्राम (kg) है।

प्रश्न 9: किसी वृत्त के कोण को SI में कैसे मापा जाता है?
उत्तर: वृत्त के कोण को SI प्रणाली में रैडियन (rad) में मापा जाता है। जब एक चाप की लंबाई उसकी त्रिज्या के बराबर हो तो वह कोण 1 रैडियन कहलाता है।

प्रश्न 10: SI प्रणाली के अंतरराष्ट्रीय सम्मेलन कब आयोजित हुए थे?
उत्तर: SI प्रणाली को 1971 में अंतरराष्ट्रीय सम्मेलन में अपनाया गया और इसके बाद 2018 में इसका संशोधन किया गया।

यह FAQs MP Board 11वीं भौतिकी के SI System of Measurement विषय के लिए अत्यंत उपयोगी हैं और परीक्षा में पूछे जाने वाले मुख्य प्रश्नों पर केंद्रित हैं।

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