आधुनिक भौतिकी (JEE और CBSE बोर्ड परीक्षाओं के लिए)

द्वितीय प्रकृति का तत्व:

• फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव: प्रकाश, जब कुछ विशेष पदार्थ पर प्रवेश करता है, तो इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन कराता है।
• कॉम्प्टन प्रभाव: जब उच्च-ऊर्जा एक्स-रे या गामा रे इलेक्ट्रॉनों के साथ परागमन करते हैं, तब वे छितराने के बाद से बड़ी तरंगदांव की अवधि वाले प्रकाश को प्रकीर्ण करते हैं।
• डी ब्रोगली तरंगदांव: हर भारी कण में एक तरंग-साधन प्रकृति होती है और उसके साथ एक तरंगों के साथ जुड़ी होती है।

क्वांटम क्षमताएं:

• तरंग-कण दुवरता: कण पर तरंग-साधन और कण-प्रकृति दोनों का प्रदर्शन कर सकते हैं।
• हाइजेनबर्ग का अनिश्चितता सिद्धांत: किसी कण की सटीक स्थान और गति दोनों को एक साथ जानना असंभव है।
• श्रॉडिंगर का समीकरण: एक तांत्रिक समीकरण जो क्वांटम प्रणाली के तांत्रिक का वेव फ़ंक्शन वर्णन करता है और क्वांटम प्रणालियों के व्यवहार की पूर्वानुमान भी कर सकता है।
• क्वांटम अवस्थाएं और तरंग फ़ंक्शन: एक क्वांटम प्रणाली को एक तरंग फ़ंक्शन द्वारा वर्णित किया जा सकता है जो कण को दिए गए अवस्थान में पाने की संभावना को प्रतिष्ठित करती है।
• क्वांटम सुपरपोज़िशन और संयुक्तीकरण: क्वांटम कण एक साथ एकाधिक अवस्थाओं में मौजूद हो सकते हैं, और वे एकदूसरे से संयुक्त भी हो सकते हैं, अर्थात एक कण की स्थिति दूसरे कण की स्थिति पर प्रभाव डालती है, यद्यपि वे बड़ी दूरी से अलग हों।

परमाणु भौतिकी:

• परमाणु की संरचना: परमाणु में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बना होता है, जिन्हें मजबूत परमाणु बल द्वारा एकसंग रखा जाता है।
• परमाणु बल और बांधनीय ऊर्जा: मजबूत परमाणु बल प्रोटॉन और न्यूट्रॉनों को एकसंग जोड़ने के लिए जिम्मेदार होता है, और बांधनीय ऊर्जा उस ऊर्जा को कहा जाता है जो एक परमाणु के सभी नुक्लियन्स को अलग करने के लिए अपेक्षित होती है।
• परमाणु प्रतिक्रिया और विकिरण: परमाणु प्रतिक्रियाएँ एक पदार्थ को दूसरे में बदलने के लिए उपयोग की जा सकती हैं, और विकिरण ऐसा प्रक्रिया है जिसमें अस्थिर नामकुण को स्थिर होने के लिए किरणें उत्सर्जित करती हैं।
• परमाणु विघटन और संयोजन: परमाणु विघटन एक भारी नामकुण को दो या उससे अधिक छोटे नामकुंजों में विभाजित करने की प्रक्रिया है, और परमाणु संयोजन एक हल्के नामकुणों को एक भारी नामकुंज में संयोजित करने की प्रक्रिया है।

कण भौतिकी:

• मौलिक कण और उनके संचार: मौलिक कण माद्य के मौलिक निर्माण इकाइयों हैं और तीन पीढ़ियों में वर्गीकृत किए जाते हैं। वे चार मौलिक बलों के माध्यम से संचार करते हैं: वैद्युत, शक्तिशाली परमाणु, कमजोर परमाणु, और गुरुत्वाकर्षणीय बल।
• पार्टिकल और लीप्टॉन: पार्टिकल प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के गहनात्मक कण हैं और लीप्टॉन इलेक्ट्रॉन, म्यूऑन, और टाउ को शामिल करते हैं।
• कणीय भौतिकी का मानक मॉडल: कणीय भौतिकी मौलिक कणों और उनके संचार का वर्तमान सिद्धांत है।
• मौलिक कण और उनकी गुणधर्म: मौलिक कणों में भार, विद्युत आवेश, स्पिन, और रंगीनता आवेश जैसी गुणधर्म होती है।

सापेक्षता:

• विशेष सापेक्षता: इस सिद्धांत में ग्रेविटी की अनुपस्थिति में स्थान, समय, और गति के रिश्ते का विवरण दिया जाता है।
• समय स्फीकरण और लंबाई संकोचन: चलते हुए वस्त्र में समय स्फीकरण होता है, जिसका अर्थ है कि उनके लिए समय धीमा बितता है, और वे लंबाई संकोचन अनुभव करते हैं, जिसका अर्थ है कि गति की दिशा में दूरियाँ कम दिखाई देती हैं।
• द्रव्यमान-ऊर्जा समानता: मशहूर मान E=mc^2 का कहना है कि द्रव्यमान और ऊर्जा समान होती हैं, और थोड़े से भी द्रव्यमान को बड़ी मात्रा में ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है।
• सामान्य सापेक्षता: इस सिद्धांत में ग्रेविटी के संबंध में स्थान, समय, और गति के रिश्ते का विवरण दिया जाता है।
• गुरुत्वाकर्षणीय तरंगें: गुरुत्वाकर्षणीय तरंगें प्रकाशीय समय में परिणामित होती हैं और बड़े पदार्थों के त्वरण के कारण उत्पन्न होती हैं।
• काले गोल: स्थानकाल में काफी मजबूत गुरुत्वाकर्षणीय बलों वाले क्षेत्र हैं जहां कुछ भी, चाहे वह प्रकाश हो या न हो, नहीं बच सकता है।
• अंतरिक्षकालीन कुर्वात्मकता: द्रव्यमान या ऊर्जा का होना चरण में होने से अंतरिक्षकाल में कुर्वात्मकता उत्पन्न होती है, जो अन्य वस्तुओं की गति पर प्रभाव डालती है।

क्वंटम फ़ील्ड सिद्धांत:

• क्वंटमीकरण का सिद्धांत: क्वंटम फ़ील्ड सिद्धांत क्वंटमीकरण की अवधारणा को फ़ील्डों में बढ़ा कर समारोही प्रणाली के क्वंटम व्यवहार का वर्णन करने की अनुमति देता है।
• आभासी कण और रिक्तता फलक: फ़ील्डों की क्वंटम अटकल के कारण फीकों के उत्पादन और संरक्षण का कारण आभासी कणों का निर्माण और समाप्ति होता है, जो विभिन्न क्वंटम प्रभावों में योगदान करते हैं।

आधुनिक भौतिकी के अनुप्रयोग:

• क्वांटम कंप्यूटिंग: क्वांटम प्रभावों का उपयोग करके, जैसे सुपरपोजिशन और परस्पर प्रेषित, कुछ समस्याओं के लिए क्लासिक उपकरणों की तुलना में गिनती में तेज़ी से कम्प्यूटेशन करता है।

• नैनोविज्ञान: परमाणु और आणविक स्तर पर पदार्थ के परिवर्तन से संबंधित होता है, जिससे नवीनतम सामग्री और उपकरणों का निर्माण संभव होता है।

• लेजर प्रोद्योगिकी: प्रेरित प्रकाश के उत्सर्जन पर आधारित होता है और उच्च-प्रतिभाशाली, ऊर्जावान तेज़ अन्तःस्थानों उत्पन्न करता है जिसकी कई अनुप्रयोगों में उपयोग होता है, जैसे शोध, चिकित्सा, और उद्योग में।

• परमाणु ऊर्जा: पाठहार (भारी नाभियों का विभाजन) या मेल (हल्के नाभियों का संयोजन) के माध्यम से उत्पन्न होने वाली ऊर्जा को संचालित करता है, जो विद्युत ऊर्जा के लिए उपयोग में लाई जाती है।

• चिकित्सा छवि और थेरेपी: चिकित्सा निदान और उपचार के लिए एक्स-रे, सीटी स्कैन और विकिरण थेरेपी जैसी विभिन्न आधुनिक भौतिकी तकनीकों का उपयोग करता है।