फ्लक्स: Difference between revisions
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[[File:General flux diagram.svg|thumb|upright=1.5| | [[File:General flux diagram.svg|thumb|upright=1.5|[[ इकाई वेक्टर |इकाई वेक्टर]] {{math|'''n'''}} के साथ सतहों के माध्यम से एक सदिश क्षेत्र {{math|'''F'''}} की क्षेत्र रेखाएँ, {{math|'''n'''}} से {{math|'''F'''}} का कोण {{mvar|θ}} है। फ्लक्स इस बात का माप है कि किसी दिए गए सतह से कितना क्षेत्र गुजरता है। {{math|'''F'''}} लम्बवत (⊥) और {{math|'''n'''}} के समांतर {{nowrap|( ‖ )}} घटकों में विभाजित किया गया है। केवल समानांतर घटक फ्लक्स में योगदान देता है क्योंकि यह एक बिंदु पर सतह से गुजरने वाले क्षेत्र की अधिकतम सीमा है जहां लंबवत घटक योगदान नहीं करता है। <br>'''शीर्ष:''' एक समतल सतह से होकर तीन क्षेत्र रेखाएँ, एक सतह से सामान्य, एक समानांतर और एक मध्यवर्ती। <br>'''नीचे:''' एक [[घुमावदार सतह]] के माध्यम से फ़ील्ड लाइन, फ्लक्स की गणना करने के लिए इकाई सामान्य और सतह तत्व का व्यवस्था दिखाती है।]] | ||
[[Image:Surface integral - definition.svg|thumb|upright=1.5|सतह {{mvar|S}} के माध्यम से एक सदिश क्षेत्र {{math|'''F'''}} (लाल तीर) के फ्लक्स की गणना करने के लिए सतह को छोटे खण्डों {{mvar|dS}} में विभाजित किया जाता है। प्रत्येक खण्ड के माध्यम से फ्लक्स क्षेत्र के सामान्य (लंबवत) घटक के समान होता है, एककअभिलंब वेक्टर {{math|'''n'''('''x''')}} (नीला तीर) के साथ {{math|'''F'''('''x''')}} का अदिश गुणनफल बिंदु {{math|'''x'''}} पर क्षेत्र {{mvar|dS}} से गुणा होता है। सतह पर प्रत्येक खण्ड के लिए {{math|'''F''' • '''n''', ''dS''}} का योग सतह के माध्यम से फ्लक्स होता है।]]'''फ्लक्स''' किसी भी प्रभाव का वर्णन करता है जो किसी [[सतह]] या पदार्थ के माध्यम से पारण या संचारण करता है (यधपि वह वास्तव में चलता है या नहीं)। अभिवाह व्यावहारिक गणित और सदिश कलन की एक अवधारणा है जिसमें भौतिकी के अनेक अनुप्रयोग हैं। परिवहन परिघटना के लिए फ्लक्स एक सदिश मात्रा है, जो किसी पदार्थ या गुणधर्म के प्रवाह की परिमाण और दिशा का वर्णन करता है। सदिश कलन में अभिवाह एक [[अदिश (भौतिकी)]] राशि है, जिसे किसी सतह पर सदिश क्षेत्र के लम्बवत् घटक के पृष्ठीय समाकलन के रूप में परिभाषित किया गया है।<ref>Purcell,p22-26</ref> | [[Image:Surface integral - definition.svg|thumb|upright=1.5|सतह {{mvar|S}} के माध्यम से एक सदिश क्षेत्र {{math|'''F'''}} (लाल तीर) के फ्लक्स की गणना करने के लिए सतह को छोटे खण्डों {{mvar|dS}} में विभाजित किया जाता है। प्रत्येक खण्ड के माध्यम से फ्लक्स क्षेत्र के सामान्य (लंबवत) घटक के समान होता है, एककअभिलंब वेक्टर {{math|'''n'''('''x''')}} (नीला तीर) के साथ {{math|'''F'''('''x''')}} का अदिश गुणनफल बिंदु {{math|'''x'''}} पर क्षेत्र {{mvar|dS}} से गुणा होता है। सतह पर प्रत्येक खण्ड के लिए {{math|'''F''' • '''n''', ''dS''}} का योग सतह के माध्यम से फ्लक्स होता है।]]'''फ्लक्स''' किसी भी प्रभाव का वर्णन करता है जो किसी [[सतह]] या पदार्थ के माध्यम से पारण या संचारण करता है (यधपि वह वास्तव में चलता है या नहीं)। अभिवाह व्यावहारिक गणित और सदिश कलन की एक अवधारणा है जिसमें भौतिकी के अनेक अनुप्रयोग हैं। परिवहन परिघटना के लिए फ्लक्स एक सदिश मात्रा है, जो किसी पदार्थ या गुणधर्म के प्रवाह की परिमाण और दिशा का वर्णन करता है। सदिश कलन में अभिवाह एक [[अदिश (भौतिकी)]] राशि है, जिसे किसी सतह पर सदिश क्षेत्र के लम्बवत् घटक के पृष्ठीय समाकलन के रूप में परिभाषित किया गया है।<ref>Purcell,p22-26</ref> | ||
== शब्दावली == | == शब्दावली == | ||
फ्लक्स शब्द की उत्पत्ति [[लैटिन]] से हुई है: जिसमे फ्लक्सस का अर्थ "प्रवाह" तथा फ्लूरे का अर्थ "प्रवाहित होना" है।<ref>{{Cite book | title=आधुनिक अंग्रेजी का एक व्युत्पत्ति संबंधी शब्दकोश| first=Ernest | last=Weekley | publisher=Courier Dover Publications | year=1967 | isbn=0-486-21873-2 | page=581 }}</ref>फ्लक्सियन के रूप में इस शब्द को [[आइजैक न्यूटन]] द्वारा [[अंतर कलन|अवकलन गणित]] (डिफरेंशियल कैलकुलस) में प्रस्तुत किया गया था। | फ्लक्स शब्द की उत्पत्ति [[लैटिन]] से हुई है: जिसमे फ्लक्सस का अर्थ "प्रवाह" तथा फ्लूरे का अर्थ "प्रवाहित होना" है।<ref>{{Cite book | title=आधुनिक अंग्रेजी का एक व्युत्पत्ति संबंधी शब्दकोश| first=Ernest | last=Weekley | publisher=Courier Dover Publications | year=1967 | isbn=0-486-21873-2 | page=581 }}</ref>फ्लक्सियन के रूप में इस शब्द को [[आइजैक न्यूटन]] द्वारा [[अंतर कलन|अवकलन गणित]] (डिफरेंशियल कैलकुलस) में प्रस्तुत किया गया था। | ||
ऊष्मा स्थानान्तरण परिघटना के विश्लेषण में ऊष्मा प्रवाह की अवधारणा [[जोसेफ फूरियर]] का एक महत्वपूर्ण योगदान था।<ref>{{cite book |last1=Herivel |first1=John |title=Joseph Fourier : the man and the physicist |date=1975 |publisher=Clarendon Press |location=Oxford |isbn=0198581491 |pages=181–191}}</ref> | ऊष्मा स्थानान्तरण परिघटना के विश्लेषण में ऊष्मा प्रवाह की अवधारणा [[जोसेफ फूरियर]] का एक महत्वपूर्ण योगदान था।<ref>{{cite book |last1=Herivel |first1=John |title=Joseph Fourier : the man and the physicist |date=1975 |publisher=Clarendon Press |location=Oxford |isbn=0198581491 |pages=181–191}}</ref>उनका मौलिक ग्रंथ द एनालिटिकल थ्योरी ऑफ़ हीट,'''<ref>{{Cite book | last = Fourier | first = Joseph | title = Théorie analytique de la chaleur | publisher = Firmin Didot Père et Fils | year = 1822 | location = Paris | language = fr | url=https://archive.org/details/bub_gb_TDQJAAAAIAAJ | oclc=2688081 }}</ref>'''फ्लक्सियन को केंद्रीय मात्रा के रूप में और खंड में तापांतर के संदर्भ में फ्लक्स के वर्तमान प्रसिद्ध भावों को प्राप्त करने के लिए अग्रसर होता है और सामान्यतः अन्य ज्यामितीयों में तापमान प्रवणता या तापांतर के संदर्भ में परिभाषित करता है। [[जेम्स क्लर्क मैक्सवेल]] के कार्य के आधार पर कोई प्रमाणित कर सकता है,<ref name = Maxwell/>कि [[चुंबकीय प्रवाह|विद्युत् चुंबकत्व]] में प्रयुक्त परिवहन की परिभाषा, फ्लक्स की परिभाषा से पहले है। मैक्सवेल का विशिष्ट उद्धरण है: | ||
{{quote|फ्लक्स के स्थिति में, हमें सतह के प्रत्येक तत्व के माध्यम से फ्लक्स की सतह पर, समाकल लेना होगा। इस परिचालन के परिणाम को फ्लक्स का [[पृष्ठ समाकल]] कहा जाता है। यह सतह के माध्यम से होकर जाने वाली मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है।|जेम्स क्लर्क मैक्सवेल}} | {{quote|फ्लक्स के स्थिति में, हमें सतह के प्रत्येक तत्व के माध्यम से फ्लक्स की सतह पर, समाकल लेना होगा। इस परिचालन के परिणाम को फ्लक्स का [[पृष्ठ समाकल]] कहा जाता है। यह सतह के माध्यम से होकर जाने वाली मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है।|जेम्स क्लर्क मैक्सवेल}} | ||
परिवहन परिभाषा के अनुसार, फ्लक्स एक एकल सदिश या एक सदिश क्षेत्र/स्थिति का कार्य हो सकता है। तत्पश्चात फ्लक्स सरलता से एक सतह पर एकीकृत किया जा सकता है। इसके विपरीत, विद्युत चुंबकत्व की परिभाषा के अनुसार फ्लक्स एक सतह पर समाकल हैं; द्वितीय फ्लक्स की परिभाषा को समाहित करना निरर्थक है क्योंकि यह एक सतह पर दो बार एकीकरण होगा। इस प्रकार, मैक्सवेल का उद्धरण केवल तभी उचित होता है जब परिवहन परिभाषा के अनुसार "फ्लक्स" का उपयोग किया जा रहा हो (और इसके अतिरिक्त एकल सदिश के स्थान पर सदिश क्षेत्र है)। | परिवहन परिभाषा के अनुसार, फ्लक्स एक एकल सदिश या एक सदिश क्षेत्र/स्थिति का कार्य हो सकता है। तत्पश्चात फ्लक्स सरलता से एक सतह पर एकीकृत किया जा सकता है। इसके विपरीत, विद्युत चुंबकत्व की परिभाषा के अनुसार फ्लक्स एक सतह पर समाकल हैं; द्वितीय फ्लक्स की परिभाषा को समाहित करना निरर्थक है क्योंकि यह एक सतह पर दो बार एकीकरण होगा। इस प्रकार, मैक्सवेल का उद्धरण केवल तभी उचित होता है जब परिवहन परिभाषा के अनुसार "फ्लक्स" का उपयोग किया जा रहा हो (और इसके अतिरिक्त एकल सदिश के स्थान पर सदिश क्षेत्र है)। यह विडंबनात्मक है क्योंकि मैक्सवेल विद्युत् चुम्बकत्व की परिभाषा के अनुसार जिसे हम अब "विद्युत् फ्लक्स" और "चुंबकीय फ्लक्स" कहते हैं, मैक्सवेल इनके प्रमुख विकासकों में से एक थे। उद्धरण (और परिवहन परिभाषा) के अनुसार उनके नाम "विद्युत् अभिवाह का पृष्ठ समाकल" और "चुंबकीय अभिवाह का पृष्ठ समाकल" होंगे, जिस स्थिति में "विद्युत अभिवाह" को "विद्युत क्षेत्र" और "चुंबकीय अभिवाह" को" चुंबकीय क्षेत्र" के रूप में परिभाषित किया जाएगा। इसका तात्पर्य है कि मैक्सवेल ने इन क्षेत्रों की कल्पना किसी प्रकार के प्रवाह/अभिवाह के रूप में की थी। | ||
इलेक्ट्रोमैग्नेटिज्म परिभाषा के अनुसार दिए गए फ्लक्स को संबंधित फ्लक्स घनत्व यदि उस अवधि उपयोग किया जाता है तो यह समाकलित सतह के साथ इसके व्युत्पन्न को संदर्भित करता है। परिवहन परिभाषा के अनुसार कैल्कुलस के मूल प्रमेय द्वारा संबंधित अभिवाह घनत्व एक फ्लक्स है। विद्युत प्रवाह जैसे विद्युत को देखते हुए -आवेश प्रति समय विद्युत घनत्व भी परिवहन परिभाषा के अनुसार एक फ्लक्स होगा -आवेश प्रति समय प्रति क्षेत्र होगा। फ्लक्स की परस्पर विरोधी परिभाषाओं और फ्लक्स, प्रवाह और विद्युत की विनिमेयता के कारण गैर-तकनीकी अंग्रेजी में, इस परिच्छेद में प्रयुक्त सभी शब्द कभी-कभी परस्पर विनिमय और अस्पष्ट रूप से उपयोग किए जाते हैं। इस लेख के शेष अंशों में निश्चित फ्लक्स का उपयोग साहित्य में उनकी व्यापक स्वीकृति के अनुसार किया जाएगा, फ्लक्स की परिभाषा के उपेक्षा जिससे शब्द तदनुरूपी हो। | |||
== प्रति इकाई क्षेत्र प्रवाह दर के रूप में फ्लक्स == | == प्रति इकाई क्षेत्र प्रवाह दर के रूप में फ्लक्स == | ||
परिवहन परिघटना( ऊष्मा अंतरण, द्रव्यमान अंतरण और तरलगतिकी) में फ्लक्स को प्रति इकाई क्षेत्र में गुणधर्म के प्रवाह की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसका [[आयामी विश्लेषण|आयाम]] [मात्रा]·[समय]<sup>−1</sup>·[क्षेत्र]<sup>-1</sup> होता है।<ref>{{cite book | first=R. Byron | last=Bird | author-link=Robert Byron Bird | author2=Stewart, Warren E. | author3=Lightfoot, Edwin N. | author3-link=Edwin N. Lightfoot | year=1960 | title=परिवहन घटना| publisher=Wiley | isbn=0-471-07392-X | url-access=registration | url=https://archive.org/details/transportphenome00bird }}</ref> यह क्षेत्र उस सतह का है जिसके माध्यम से या उसके आर-पार संपत्ति प्रवाहित हो रही है। | परिवहन परिघटना( ऊष्मा अंतरण, द्रव्यमान अंतरण और तरलगतिकी) में फ्लक्स को प्रति इकाई क्षेत्र में गुणधर्म के प्रवाह की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसका [[आयामी विश्लेषण|आयाम]] [मात्रा]·[समय]<sup>−1</sup>·[क्षेत्र]<sup>-1</sup> होता है।<ref>{{cite book | first=R. Byron | last=Bird | author-link=Robert Byron Bird | author2=Stewart, Warren E. | author3=Lightfoot, Edwin N. | author3-link=Edwin N. Lightfoot | year=1960 | title=परिवहन घटना| publisher=Wiley | isbn=0-471-07392-X | url-access=registration | url=https://archive.org/details/transportphenome00bird }}</ref> यह क्षेत्र उस सतह का है जिसके माध्यम से या उसके आर-पार संपत्ति प्रवाहित हो रही है। उदाहरण के लिए पानी की वह मात्रा जो किसी नदी के एक खंड से होकर बहती है प्रत्येक सेकंड को उस क्रॉस सेक्शन के क्षेत्र से विभाजित किया जाता है या सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा की वह मात्रा जो प्रत्येक सेकंड भूमि के एक भाग पर आती है जिसे पैच के क्षेत्र से विभाजित किया जाता है, प्रवाह के प्रकारों में से हैं। | ||
=== सामान्य गणितीय परिभाषा (परिवहन) === | === सामान्य गणितीय परिभाषा (परिवहन) === | ||
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<math display="block">j(\mathbf{p}) = \frac{\partial I}{\partial A}(\mathbf{p}),</math> | <math display="block">j(\mathbf{p}) = \frac{\partial I}{\partial A}(\mathbf{p}),</math> | ||
<math display="block">I(A,\mathbf{p}) = \frac{\mathrm{d}q}{\mathrm{d}t}(A, \mathbf{p}).</math> | <math display="block">I(A,\mathbf{p}) = \frac{\mathrm{d}q}{\mathrm{d}t}(A, \mathbf{p}).</math> | ||
पूर्ववत सतह को समतल और अभिवाह को सर्वत्र लंबवत माना जाता है। तथापि अभिवाह को स्थिर नहीं होना चाहिए। | पूर्ववत सतह को समतल और अभिवाह को सर्वत्र लंबवत माना जाता है। तथापि अभिवाह को स्थिर नहीं होना चाहिए। सतह के एक बिन्दु पर q अब 'p' का फलन और A, एक क्षेत्र है। सतह के माध्यम से कुल प्रवाह को मापने के स्थान पर ''q'' सतह के साथ ''p'' पर केंद्रित क्षेत्र ''A'' के साथ डिस्क के माध्यम से प्रवाह को मापता है। | ||
अंत में, सदिश क्षेत्र के रूप में फ्लक्स: | अंत में, सदिश क्षेत्र के रूप में फ्लक्स: | ||
<math display="block">\mathbf{j}(\mathbf{p}) = \frac{\partial \mathbf{I}}{\partial A}(\mathbf{p}),</math> | <math display="block">\mathbf{j}(\mathbf{p}) = \frac{\partial \mathbf{I}}{\partial A}(\mathbf{p}),</math> | ||
<math display="block">\mathbf{I}(A,\mathbf{p}) = \underset{\mathbf{\hat{n}}}{\operatorname{arg\,max}} \mathbf{\hat{n}}_{\mathbf p} \frac{\mathrm{d}q}{\mathrm{d}t}(A,\mathbf{p}, \mathbf{\hat{n}}).</math> | <math display="block">\mathbf{I}(A,\mathbf{p}) = \underset{\mathbf{\hat{n}}}{\operatorname{arg\,max}} \mathbf{\hat{n}}_{\mathbf p} \frac{\mathrm{d}q}{\mathrm{d}t}(A,\mathbf{p}, \mathbf{\hat{n}}).</math> | ||
इस स्थिति में हम किसी निश्चित सतह को नहीं माप रहे हैं। एक बिंदु ''q'', एक क्षेत्र और दिशा का कलन है (मात्रक सदिश <math>\mathbf{\hat{n}}</math> द्वारा दिया गया),और उस मात्रक सदिश के लंबवत क्षेत्र A की डिस्क के माध्यम से प्रवाह को मापता है। | इस स्थिति में हम किसी निश्चित सतह को नहीं माप रहे हैं। एक बिंदु ''q'', एक क्षेत्र और दिशा का कलन है (मात्रक सदिश <math>\mathbf{\hat{n}}</math> द्वारा दिया गया),और उस मात्रक सदिश के लंबवत क्षेत्र A की डिस्क के माध्यम से प्रवाह को मापता है। I को मात्रक सदिश का चयन करने के लिए परिभाषित किया गया है जो बिंदु के चारों ओर प्रवाह को उच्चतम सीमा तक बढाता है, क्योंकि वास्तविक प्रवाह उस डिस्क पर अधिक होता है जो इसके लंबवत है। इस प्रकार विशिष्ट रूप से मात्रक सदिश कलन को अधिकतम करता है जब यह प्रवाह को "सही दिशा" में इंगित करता है। (यथार्थ रूप से, यह [[अंकन का दुरुपयोग]] है क्योंकि "आर्ग मैक्स" सीधे सदिश की तुलना नहीं कर सकता है; हम सदिश को इसके स्थान पर सबसे बड़े मानदंड के साथ लेते हैं।) | ||
==== गुणधर्म ==== | ==== गुणधर्म ==== | ||
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=== परिवहन | === परिवहन अभिवाह === | ||
परिवहन परिघटना साहित्य से फ्लक्स के सबसे सामान्य रूपों में से आठ को निम्नानुसार परिभाषित किया गया है: | परिवहन परिघटना साहित्य से फ्लक्स के सबसे सामान्य रूपों में से आठ को निम्नानुसार परिभाषित किया गया है: | ||
#संवेग | #संवेग अभिवाह, एक इकाई क्षेत्र (N·s·m<sup>−2</sup>·s<sup>−1</sup>) में संवेग के स्थानांतरण की दर। (न्यूटन के श्यानता का नियम)<ref name="Physics P.M">{{cite book|title=भौतिकी के आवश्यक सिद्धांत|author1=P.M. Whelan |author2=M.J. Hodgeson |edition=2nd|year=1978|publisher=John Murray|isbn=0-7195-3382-1}}</ref> | ||
# ऊष्मा | # ऊष्मा अभिवाह, एक इकाई क्षेत्र (J·m<sup>−2</sup>·s<sup>−1</sup>) में ऊष्मा प्रवाह की दर। (फूरियर के चालन का नियम)<ref>{{cite book | last=Carslaw | first=H.S. |author2=Jaeger, J.C. | title=ठोस पदार्थों में ऊष्मा का चालन| edition=Second | year=1959 | publisher=Oxford University Press | isbn=0-19-853303-9 }}</ref> (ऊष्मा अभिवाह की यह परिभाषा मैक्सवेल की मूल परिभाषा में उचित है।)<ref name = Maxwell/> | ||
#विसरण | #विसरण अभिवाह, एक इकाई क्षेत्र (mol·m<sup>−2</sup>·s<sup>−1</sup>) में अणुओं की गति की दर। ( फिक के विसरण का नियम)<ref name="Physics P.M" /> | ||
#[[वॉल्यूमेट्रिक फ्लक्स|आयतनमितीय फ्लक्स]], एक इकाई क्षेत्र (m<sup>3</sup>·m<sup>−2</sup>·s<sup>−1</sup>) में [[आयतन]] प्रवाह की दर। (डार्सी के भूजल | #[[वॉल्यूमेट्रिक फ्लक्स|आयतनमितीय फ्लक्स]], एक इकाई क्षेत्र (m<sup>3</sup>·m<sup>−2</sup>·s<sup>−1</sup>) में [[आयतन]] प्रवाह की दर। (डार्सी के भूजल अभिवाह का नियम) | ||
# [[द्रव्यमान]] | # [[द्रव्यमान]] अभिवाह, एक इकाई क्षेत्र (kg·m<sup>−2</sup>·s<sup>−1</sup>) में [[द्रव्यमान प्रवाह]] की दर। (या तो फ़िक के नियम का एक वैकल्पिक रूप जिसमें आणविक द्रव्यमान सम्मिलित है, या डार्सी के नियम का एक वैकल्पिक रूप जिसमें घनत्व सम्मिलित है।) | ||
# [[ विकिरण प्रवाह |विकिरण | # [[ विकिरण प्रवाह |विकिरण अभिवाह]], प्रति इकाई क्षेत्र प्रति सेकंड (J·m<sup>−2</sup>·s<sup>−1</sup>) स्रोत से एक निश्चित दूरी पर फोटॉन के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा। किसी तारे के [[परिमाण (खगोल विज्ञान)]] और [[वर्णक्रमीय वर्ग]] को निर्धारित करने के लिए खगोल विज्ञान में उपयोग किया जाता है। ऊष्मा फ्लक्स के सामान्यीकरण के रूप में भी कार्य करता है, जो विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम तक सीमित होने पर विकिरण अभिवाह के समान होता है। | ||
# [[ऊर्जा]] | # [[ऊर्जा]] अभिवाह, एक इकाई क्षेत्र (J·m<sup>−2</sup>·s<sup>−1</sup>) के माध्यम से ऊर्जा के हस्तांतरण की दर। विकिरण अभिवाह और ऊष्मा अभिवाह के विशिष्ट स्थितियां हैं। | ||
# [[कण प्रवाह]], एक इकाई क्षेत्र ([कणों की संख्या] m<sup>−2</sup>·s<sup>−1</sup>) के माध्यम से कणों के हस्तांतरण की दर। | # [[कण प्रवाह|कण अभिवाह]], एक इकाई क्षेत्र ([कणों की संख्या] m<sup>−2</sup>·s<sup>−1</sup>) के माध्यम से कणों के हस्तांतरण की दर। | ||
ये फ्लक्स स्थान में प्रत्येक बिंदु पर वैक्टर और निश्चित परिमाण एवं दिशा है। इसके अतिरिक्त, समष्टि में निर्धारित बिंदु के समीप नियंत्रित आयतन में मात्रा की संचय दर निर्धारित करने के लिए इनमें से किसी भी फ्लक्स का विचलन हो सकता है। असम्पीडित प्रवाह के लिए, आयतन फ्लक्स का विचलन शून्य है। | ये फ्लक्स स्थान में प्रत्येक बिंदु पर वैक्टर और निश्चित परिमाण एवं दिशा है। इसके अतिरिक्त, समष्टि में निर्धारित बिंदु के समीप नियंत्रित आयतन में मात्रा की संचय दर निर्धारित करने के लिए इनमें से किसी भी फ्लक्स का विचलन हो सकता है। असम्पीडित प्रवाह के लिए, आयतन फ्लक्स का विचलन शून्य है। | ||
==== रासायनिक प्रसार ==== | ==== रासायनिक प्रसार ==== | ||
उपरोक्त जैसे | उपरोक्त जैसे एक समतापी, समदाब प्रणाली में एक घटक A के रासायनिक ग्राम अणुक फ्लक्स को फिक के प्रसार के नियम में परिभाषित किया गया है: | ||
<math display="block">\mathbf{J}_A = -D_{AB} \nabla c_A</math> | <math display="block">\mathbf{J}_A = -D_{AB} \nabla c_A</math> | ||
जहां नाबला प्रतीक ∇ [[ ग्रेडियेंट |प्रवणता संकारक]] ''D<sub>AB</sub>'' | जहां नाबला प्रतीक ∇ [[ ग्रेडियेंट |प्रवणता संकारक]] को दर्शाता है, ''D<sub>AB</sub>'' घटक A का प्रसार गुणांक (m<sup>2</sup>·s<sup>−1</sup>) है तथा घटक B माध्यम से प्रसारित होता है एवं ''c<sub>A</sub>'' घटक A [[एकाग्रता|की सांद्रता]] है।<ref>{{cite book | last=Welty |author2=Wicks, Wilson and Rorrer | year=2001 | title=मोमेंटम, हीट और मास ट्रांसफर के फंडामेंटल| edition=4th | publisher=Wiley | isbn=0-471-38149-7 }}</ref> | ||
इस फ्लक्स में | इस फ्लक्स में mol·m<sup>−2</sup>·s<sup>−1</sup> की इकाइयाँ हैं और मैक्सवेल की फ्लक्स की मूल परिभाषा में उपयुक्त है।<ref name="Maxwell">{{cite book | last=Maxwell | first=James Clerk| author-link=James Clerk Maxwell | year=1892 | title=बिजली और चुंबकत्व पर ग्रंथ| isbn=0-486-60636-8}}</ref> | ||
तनु गैसों के लिए, गतिज आणविक सिद्धांत प्रसार गुणांक D को कण घनत्व n = N/V, आणविक द्रव्यमान m, [[क्रॉस सेक्शन (भौतिकी)|संघट्ट परिक्षेत्र (भौतिकी)]] <math>\sigma</math> से संबंधित करता है और [[थर्मोडायनामिक तापमान|पूर्ण तापमान]] ''T'' द्वारा | तनु गैसों के लिए, गतिज आणविक सिद्धांत प्रसार गुणांक D को कण घनत्व n = N/V, आणविक द्रव्यमान m, [[क्रॉस सेक्शन (भौतिकी)|संघट्ट परिक्षेत्र (भौतिकी)]] <math>\sigma</math> से संबंधित करता है और [[थर्मोडायनामिक तापमान|पूर्ण तापमान]] ''T'' द्वारा | ||
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जहां द्वितीय कारक माध्य मुक्त पथ है और वर्गमूल ([[बोल्ट्जमैन स्थिरांक]] k के साथ) कणों का माध्य वेग है। | जहां द्वितीय कारक माध्य मुक्त पथ है और वर्गमूल ([[बोल्ट्जमैन स्थिरांक]] k के साथ) कणों का माध्य वेग है। | ||
विक्षुब्ध प्रवाह में, भँवर गति द्वारा परिवहन को व्यापक रूप से | विक्षुब्ध प्रवाह में, भँवर गति द्वारा परिवहन को व्यापक रूप से वर्धित प्रसार गुणांक के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। | ||
=== क्वांटम यांत्रिकी === | === क्वांटम यांत्रिकी === | ||
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[[क्वांटम यांत्रिकी]] में, द्रव्यमान m के कणों की [[कितना राज्य|क्वांटम अवस्था]] ''ψ''('''r''', ''t'') में [[संभाव्यता आयाम|संभाव्यता घनत्व]] के रूप में परिभाषित किया गया है | [[क्वांटम यांत्रिकी]] में, द्रव्यमान m के कणों की [[कितना राज्य|क्वांटम अवस्था]] ''ψ''('''r''', ''t'') में [[संभाव्यता आयाम|संभाव्यता घनत्व]] के रूप में परिभाषित किया गया है | ||
<math display="block">\rho = \psi^* \psi = |\psi|^2. </math> | <math display="block">\rho = \psi^* \psi = |\psi|^2. </math> | ||
तो अंतरीय आयतन तत्व d<sup>3</sup>'''r''' में एक कण को खोजने की | तो अंतरीय आयतन तत्व d<sup>3</sup>'''r''' में एक कण को खोजने की प्रायिकता है | ||
<math display="block"> dP = |\psi|^2 \, d^3\mathbf{r}. </math> | <math display="block"> dP = |\psi|^2 \, d^3\mathbf{r}. </math> | ||
तब अनुप्रस्थ परिच्छेद के एकांक क्षेत्रफल से लम्बवत् पारित होने वाले कणों की संख्या प्रति इकाई समय प्रायिकता फ्लक्स है; | तब अनुप्रस्थ परिच्छेद के एकांक क्षेत्रफल से लम्बवत् पारित होने वाले कणों की संख्या प्रति इकाई समय प्रायिकता फ्लक्स है; | ||
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इसे कभी-कभी संभाव्यता धारा या धारा घनत्व,<ref>{{cite book|title=क्वांटम यांत्रिकी डिमिस्टिफाइड|url=https://archive.org/details/isbn_9780071471411|url-access=registration| author=D. McMahon| series=Demystified|publisher=Mc Graw Hill|year=2006|isbn=0-07-145546-9}}</ref> या प्रायिकता फ्लक्स घनत्व के रूप में संदर्भित किया जाता है।<ref>{{cite book | author=Sakurai, J. J. | title=उन्नत क्वांटम यांत्रिकी| publisher=Addison Wesley | year=1967 | isbn=0-201-06710-2}}</ref> | इसे कभी-कभी संभाव्यता धारा या धारा घनत्व,<ref>{{cite book|title=क्वांटम यांत्रिकी डिमिस्टिफाइड|url=https://archive.org/details/isbn_9780071471411|url-access=registration| author=D. McMahon| series=Demystified|publisher=Mc Graw Hill|year=2006|isbn=0-07-145546-9}}</ref> या प्रायिकता फ्लक्स घनत्व के रूप में संदर्भित किया जाता है।<ref>{{cite book | author=Sakurai, J. J. | title=उन्नत क्वांटम यांत्रिकी| publisher=Addison Wesley | year=1967 | isbn=0-201-06710-2}}</ref> | ||
== पृष्ठ समाकल के रूप में | == पृष्ठ समाकल के रूप में अभिवाह == | ||
[[Image:Flux diagram.png|thumb|कल्पित | [[Image:Flux diagram.png|thumb|कल्पित अभिवाह। वलय सतह की सीमाओं को दर्शाते हैं। लाल तीर आवेशों, द्रव कणों, सूक्ष्माणु, फोटॉन आदि के प्रवाह को दर्शाते हैं। प्रत्येक वलय से होकर जाने वाले तीरों की संख्या अभिवाह होती है।]] | ||
=== सामान्य गणितीय परिभाषा (सतह | === सामान्य गणितीय परिभाषा (सतह समाकलन) === | ||
एक गणितीय अवधारणा के रूप में | एक गणितीय अवधारणा के रूप में फ्लक्स को सदिश क्षेत्र के सतह समाकलन द्वारा दर्शाया जाता है,<ref>{{cite book|title=वेक्टर विश्लेषण|edition=2nd|author1=M.R. Spiegel |author2=S. Lipcshutz |author3=D. Spellman |series=Schaum's Outlines|page=100|publisher=McGraw Hill|year=2009|isbn=978-0-07-161545-7}}</ref> | ||
:<math>\Phi_F=\iint_A\mathbf{F}\cdot\mathrm{d}\mathbf{A}</math> | :<math>\Phi_F=\iint_A\mathbf{F}\cdot\mathrm{d}\mathbf{A}</math> | ||
:<math>\Phi_F=\iint_A\mathbf{F}\cdot\mathbf{n}\,\mathrm{d}A</math> | :<math>\Phi_F=\iint_A\mathbf{F}\cdot\mathbf{n}\,\mathrm{d}A</math> | ||
जहाँ F एक सदिश क्षेत्र है, और d'''A''' सतह 'A'' का सदिश क्षेत्र है, जो सतह के [[सामान्य (ज्यामिति)|प्राकृत (ज्यामिति)]] रूप में निर्देशित किया जाता है। द्वितीय के लिए, n सतह के लिए बाह्य अंकित [[इकाई सामान्य वेक्टर|इकाई सामान्य सदिश]] है।'' | जहाँ F एक सदिश क्षेत्र है, और d'''A''' सतह 'A'' का सदिश क्षेत्र है, जो सतह के [[सामान्य (ज्यामिति)|प्राकृत (ज्यामिति)]] रूप में निर्देशित किया जाता है। द्वितीय के लिए, n सतह के लिए बाह्य अंकित [[इकाई सामान्य वेक्टर|इकाई सामान्य सदिश]] है।'' | ||
सतह को उन्मुख होना चाहिए अर्थात दो पक्षों को पृथक किया जा सकता है: सतह स्वयं पर वापस नहीं आती है। इसके | सतह को उन्मुख होना चाहिए अर्थात दो पक्षों को पृथक किया जा सकता है: सतह स्वयं पर वापस नहीं आती है। इसके अतिरिक्त, सतह को वस्तुतः उन्मुख होना चाहिए, अर्थात हम प्रवाह के रूप में एक चलन का उपयोग करते हैं, जिस तरह से सकारात्मक गिना जाता है; तब पीछे की ओर बहना ऋणात्मक गिना जाता है। | ||
सामान्यतः प्राकृत सतह दाहिने हाथ के नियम द्वारा निर्देशित होती है। | सामान्यतः प्राकृत सतह दाहिने हाथ के नियम द्वारा निर्देशित होती है। | ||
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इसके विपरीत फ्लक्स को अधिक मौलिक मात्रा माना जा सकता है और वेक्टर क्षेत्र को फ्लक्स घनत्व कहा जा सकता है। | इसके विपरीत फ्लक्स को अधिक मौलिक मात्रा माना जा सकता है और वेक्टर क्षेत्र को फ्लक्स घनत्व कहा जा सकता है। | ||
प्रायः एक सदिश क्षेत्र "प्रवाह" के बाद वक्रों (क्षेत्र रेखाएं) द्वारा खींचा जाता है; सदिश क्षेत्र का परिमाण | प्रायः एक सदिश क्षेत्र "प्रवाह" के बाद वक्रों (क्षेत्र रेखाएं) द्वारा खींचा जाता है; तब सदिश क्षेत्र का परिमाण रेखा घनत्व और सतह के माध्यम से फ्लक्स रेखाओं की संख्या है। रेखाएँ सकारात्मक विचलन (स्रोतों) के क्षेत्रों से उत्पन्न होती हैं और नकारात्मक विचलन (डुबाना) के क्षेत्रों पर समाप्त होती हैं। | ||
दाईं ओर के छवि को भी देखें: एक इकाई क्षेत्र से पारित होने वाले लाल तीरों की संख्या फ्लक्स घनत्व है | दाईं ओर के छवि को भी देखें: एक इकाई क्षेत्र से पारित होने वाले लाल तीरों की संख्या फ्लक्स घनत्व है जहां लाल तीरों को घेरने वाला वक्र सतह की सीमा को दर्शाता है, और सतह के सन्दर्भ में तीरों का उन्मुखीकरण प्राकृत सतह के साथ सदिश क्षेत्र का आंतरिक उत्पाद के संकेत को दर्शाता है। | ||
यदि सतह एक 3D क्षेत्र को घेरती है, तो सामान्यतः सतह इस तरह उन्मुख होती है कि अंतर्वाह को सकारात्मक | यदि सतह एक 3D क्षेत्र को घेरती है, तो सामान्यतः सतह इस तरह उन्मुख होती है कि अंतर्वाह को सकारात्मक तथा इसके विपरीत बहिर्वाह को नकारात्मक गिना जाता है। | ||
[[विचलन प्रमेय]] बताता है कि एक संकुचित सतह के माध्यम से शुद्ध बहिर्वाह | [[विचलन प्रमेय]] बताता है कि एक संकुचित सतह के माध्यम से शुद्ध बहिर्वाह अन्य शब्दों में 3D क्षेत्र से शुद्ध बहिर्वाह, क्षेत्र में प्रत्येक बिंदु से क्षेत्रीय शुद्ध बहिर्वाह को जोड़कर पाया जाता है (जो विचलन द्वारा व्यक्त किया जाता है)। | ||
यदि सतह | यदि सतह असंकुचित है तो इसकी सीमा के रूप में एक उन्मुख वक्र होता है। स्टोक्स के प्रमेय में कहा गया है कि सदिश क्षेत्र के [[कर्ल (गणित)]] का फ्लक्स इस सीमा पर सदिश क्षेत्र का रेखा समाकाल है। इस पथ समाकाल को विशेष रूप से द्रव गतिकी में [[परिसंचरण (द्रव गतिकी)|संचलन(द्रव गतिकी)]] भी कहा जाता है। इस प्रकार कर्ल संचलन घनत्व है। | ||
हम फ्लक्स और इन प्रमेयों को कई विषयों में प्रयुक्त कर सकते हैं जिनमें हम धाराओं, बलों आदि को क्षेत्रों के माध्यम से प्रयुक्त होते देखते हैं। | हम फ्लक्स और इन प्रमेयों को कई विषयों में प्रयुक्त कर सकते हैं जिनमें हम धाराओं, बलों आदि को क्षेत्रों के माध्यम से | ||