क्रिया (भौतिकी): Difference between revisions

From Vigyanwiki
No edit summary
No edit summary
 
(15 intermediate revisions by 4 users not shown)
Line 1: Line 1:
{{Short description|Physical quantity of dimension energy × time}}
{{Short description|Physical quantity of dimension energy × time}}
{{Infobox physical quantity
{{Infobox physical quantity
| name = Action
| name = क्रिया
| image =  
| image =  
| caption =  
| caption =  
| unit = [[Joule-second]]
| unit = [[जूल-सेकंड]]
| otherunits = J⋅Hz{{superscript|−1}}
| otherunits = जूल-हेर्त्ज़
|  प्रतीक = 'एस' '
|  प्रतीक = 'एस' '
  |  BASEUNITS = KG & SDOT;{{superscript|2}}& sdot;{{superscript|−1}}
  |  BASEUNITS = KG & SDOT;{{superscript|2}}& sdot;{{superscript|−1}}
|  आयाम = <math>\mathsf{M} \cdot \mathsf{L}^{2} \cdot \mathsf{T}^{-1}</math>
|  आयाम = <math>\mathsf{M} \cdot \mathsf{L}^{2} \cdot \mathsf{T}^{-1}</math>
| व्यापक =
|एस आई इकाई=test}}भौतिक विज्ञान में, '''क्रिया''' एक संख्यात्मक मान है जो किसी भौतिक प्रणाली में समय के साथ होने वाले बदलाव को दर्शाती है। चूंकि प्रणाली के गतिय समीकरण स्थिर क्रिया के सिद्धांत से प्राप्त किये जा सकते हैं इसलिए क्रिया उल्लेखनीय होती है।
|  संरक्षित =
|  व्युत्पन्न =
}}भौतिक विज्ञान में, '''क्रिया''' एक संख्यात्मक मान है जो किसी भौतिक प्रणाली में समय के साथ होने वाले बदलाव को दर्शाती है। चूंकि प्रणाली के गतिय समीकरण स्थिर क्रिया के सिद्धांत से प्राप्त किये जा सकते हैं इसलिए क्रिया उल्लेखनीय होती है।


एक कण के निर्दिष्ट वेग के साथ चलने की सामान्य परिस्थिति में क्रिया का आंकलन करने के लिए, कण द्वारा तय की गयी दूरी एवं उसके संवेग के गुणज तथा कण की गतिज ऊर्जा के दुगना एवं उसके द्वारा इस ऊर्जा को धारण करने की समय अवधि के गुणज को, जबकि इस ऊर्जा को विचाराधीन समय की अवधि में जोड़ा गया हो, इसके पथ के साथ या समकक्ष रूप से जोड़ा जाता है। अधिक जटिल प्रणालियों के लिए, ऐसी सभी भौतिक राशियों को एक साथ जोड़ा जाता है।
किसी कण के निर्दिष्ट वेग के साथ चलने की सामान्य परिस्थिति में क्रिया का आंकलन करने के लिए, कण द्वारा तय की गयी दूरी एवं उसके संवेग के गुणज तथा कण की गतिज ऊर्जा के दुगना एवं उसके द्वारा इस ऊर्जा को धारण करने की समय अवधि के गुणज को, जबकि इस ऊर्जा को विचाराधीन समय की अवधि में जोड़ा गया हो, इसके पथ के साथ या समकक्ष रूप से जोड़ा जाता है। अधिक जटिल प्रणालियों के लिए, ऐसी सभी भौतिक राशियों को एक साथ जोड़ा जाता है।


औपचारिक रूप से, क्रिया एक गणितीय फलन है जो प्रणाली के प्रक्षेप पथ, जिसे ''पथ'' या ''इतिहास'' भी कहा जाता है, को इसके तर्क के रूप में लेता है और इसका परिणाम एक वास्तविक संख्या के रूप में होता है। सामान्यतः, क्रिया का मान भिन्न-भिन्न
औपचारिक रूप से, क्रिया एक गणितीय फलन है जो प्रणाली के प्रक्षेप पथ, जिसे ''पथ'' या ''इतिहास'' भी कहा जाता है, को इसके तर्क के रूप में लेता है और इसका परिणाम एक वास्तविक संख्या के रूप में होता है। सामान्यतः, क्रिया का मान भिन्न-भिन्न
Line 25: Line 22:
यह सिद्धांत केवल एक कण के चिरसम्मत यांत्रिकी पर ही नहीं अपितु चिरसम्मत क्षेत्रों जैसे विद्युतचुम्बकीय तथा गुरुत्वीय क्षेत्रों पर भी लागू होता है। हैमिल्टन के सिद्धांत को प्रमात्रा यांत्रिकी तथा प्रमात्रा क्षेत्र सिद्धांत तक भी विस्तारित किया गया है - विशेष रूप से प्रमात्रा यांत्रिकी का पथ समाकलन सूत्रीकरण इस अवधारणा का उपयोग करता है - जहाँ एक भौतिकी प्रणाली, अक्रमतः पूर्वक, संभव पथों में से किसी एक का अनुसरण करती है जबकि प्रत्येक पथ के लिए प्रायिकता आयाम की प्रावस्था (फ़ेज़) उस पथ की क्रिया द्वारा निर्धारित होती है।
यह सिद्धांत केवल एक कण के चिरसम्मत यांत्रिकी पर ही नहीं अपितु चिरसम्मत क्षेत्रों जैसे विद्युतचुम्बकीय तथा गुरुत्वीय क्षेत्रों पर भी लागू होता है। हैमिल्टन के सिद्धांत को प्रमात्रा यांत्रिकी तथा प्रमात्रा क्षेत्र सिद्धांत तक भी विस्तारित किया गया है - विशेष रूप से प्रमात्रा यांत्रिकी का पथ समाकलन सूत्रीकरण इस अवधारणा का उपयोग करता है - जहाँ एक भौतिकी प्रणाली, अक्रमतः पूर्वक, संभव पथों में से किसी एक का अनुसरण करती है जबकि प्रत्येक पथ के लिए प्रायिकता आयाम की प्रावस्था (फ़ेज़) उस पथ की क्रिया द्वारा निर्धारित होती है।
=== अवकल समीकरण का हल ===
=== अवकल समीकरण का हल ===
अनुभवजन्य नियमों को प्रायः अवकल समीकरणों के रूप में व्यक्त किया जाता है जो कि स्थिति तथा वेग जैसी भौतिक राशियों में समय, स्थान अथवा सामान्यीकरण के साथ होने वाले निरंतर परिवर्तन का विवरण देते हैं। स्थिति के लिए दिए गए आरंभिक एवं सीमान्त उपबंधों के साथ, इन अनुभवजन्य समीकरणों का "हल" एक या एक से अधिक फलन होता है जो कि प्रणाली के व्यवहार का वर्णन करते हैं और उन्हें ''गति के समीकरणों'' के नाम से जाना जाता है।   
आनुभविक नियमों को प्रायः अवकल समीकरणों के रूप में व्यक्त किया जाता है जो कि स्थिति तथा वेग जैसी भौतिक राशियों में समय, स्थान अथवा सामान्यीकरण के साथ होने वाले निरंतर परिवर्तन का विवरण देते हैं। स्थिति के लिए दिए गए आरंभिक एवं सीमान्त उपबंधों के साथ, इन आनुभविक समीकरणों का "हल" एक या एक से अधिक फलन होता है जो कि प्रणाली के व्यवहार का वर्णन करते हैं और उन्हें ''गति के समीकरणों'' के नाम से जाना जाता है।   


=== क्रिया समाकल का निम्‍नीकरण ===
=== क्रिया समाकल का निम्‍नीकरण ===
Line 58: Line 55:


=== क्रिया (फलनात्मक) ===
=== क्रिया (फलनात्मक) ===
समान्तयः "क्रिया" शब्द का प्रयोग एक फलनात्मक <math>\mathcal{S}</math> के लिए प्रयोग किया जाता है जो कि समय के फलन को एवं स्थान को (क्षेत्रों के लिए) आगत के रूप में लेता है तथा परिणाम एक अदिश के रूप में देता है। चिरसम्मत यांत्रिकी में, आगत फलन दो समय ''t'' <sub>1</sub> और ''t'' <sub>2</sub> के बीच प्रणाली का विकास '''q'''(''t'') होता है जहाँ '''q''' सामान्यीकृत निर्देशांक को दर्शाता है। क्रिया <math>\mathcal{S}[\mathbf{q}(t)]</math> को दो समयों के बीच आगत विकास के लिए ''लैग्रैन्जियन'' L के समाकल के रूप में परिभाषित किया जाता है:
सामान्यतः "क्रिया" शब्द का प्रयोग एक फलनात्मक <math>\mathcal{S}</math> के लिए प्रयोग किया जाता है जो कि समय के फलन को एवं स्थान को (क्षेत्रों के लिए) आगत के रूप में लेता है तथा परिणाम एक अदिश के रूप में देता है। चिरसम्मत यांत्रिकी में, आगत फलन दो समय ''t'' <sub>1</sub> और ''t'' <sub>2</sub> के बीच प्रणाली का विकास '''q'''(''t'') होता है जहाँ '''q''' सामान्यीकृत निर्देशांक को दर्शाता है। क्रिया <math>\mathcal{S}[\mathbf{q}(t)]</math> को दो समयों के बीच आगत विकास के लिए ''लैग्रैन्जियन'' L के समाकल के रूप में परिभाषित किया जाता है:


<math>\mathcal{S}[\mathbf{q}(t)] = \int_{t_1}^{t_2} L(\mathbf{q}(t),\dot{\mathbf{q}}(t),t)\, dt,</math>
<math>\mathcal{S}[\mathbf{q}(t)] = \int_{t_1}^{t_2} L(\mathbf{q}(t),\dot{\mathbf{q}}(t),t)\, dt,</math>
Line 65: Line 62:


=== संक्षिप्त क्रिया (कार्यात्मक) ===
=== संक्षिप्त क्रिया (कार्यात्मक) ===
<math>\mathcal{S}_{0}</math>, एक [[:hi:कार्यात्मक (गणित)|कार्यात्मक]] के रूप में निरूपित किया जाता है। यहां इनपुट फ़ंक्शन समय के साथ इसके पैरामीटरकरण के संबंध में भौतिक प्रणाली द्वारा अनुसरण किया जाने वाला ''पथ'' है। उदाहरण के लिए, ग्रह की कक्षा का पथ एक दीर्घवृत्त है, और एक समान गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में एक कण का पथ एक परवलय है; दोनों ही मामलों में, पथ इस बात पर निर्भर नहीं करता है कि कण कितनी तेजी से पथ को पार करता है। संक्षिप्त क्रिया <math>\mathcal{S}_{0}</math> [[:hi:सामान्यीकृत निर्देशांक|सामान्यीकृत निर्देशांक]] में पथ के साथ सामान्यीकृत गति के अभिन्न के रूप में परिभाषित किया गया है:
यह भी एक फलनात्मक होता है तथा सामान्यतः <math>\mathcal{S}_{0}</math> द्वारा दर्शाया जाता है के रूप में निरूपित किया जाता है। इसमें भौतिकी प्रणाली द्वारा अनुसरित ''पथ'', जिसका समय के अनुसार इसका मानकीकरण नहीं किया जाता, आगत फलन होता है। उदाहरण के लिए, ग्रह की कक्षा का पथ एक दीर्घवृत्त होता है, तथा एक समान गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में एक कण का पथ एक परवलय तथा है; दोनों ही स्थितियों में, पथ इस बात पर निर्भर नहीं करता है कि कण कितनी तेजी से पथ को पार करता है। संक्षिप्त क्रिया <math>\mathcal{S}_{0}</math> सामान्यीकृत निर्देशांकों में पथ के साथ सामान्यीकृत संवेग बलों के समाकल के रूप में परिभाषित होता है:


<math>\mathcal{S}_0 = \int \mathbf{p} \cdot d\mathbf{q} = \int p_i \,dq_i.</math>
<math>\mathcal{S}_0 = \int \mathbf{p} \cdot d\mathbf{q} = \int p_i \,dq_i.</math>


[[:hi:मौपर्टुइस का सिद्धांत|माउपर्टुइस के सिद्धांत के]] अनुसार, सच्चा मार्ग वह मार्ग है जिसके लिए संक्षिप्त क्रिया होती है।
माउपर्टुइस के सिद्धांत के अनुसार, वास्तविक पथ वह पथ है होता जिसके लिए संक्षिप्त क्रिया <math>\mathcal{S}_{0}</math> स्थिर होती है।


=== हैमिल्टन का प्रमुख कार्य ===
== हैमिल्टन का प्रमुख फलन ==
हैमिल्टन का प्रमुख कार्य <math>S=S(q,t;q_0,t_0)</math> क्रिया  कार्यात्मक (action functional ) <math>\mathcal{S}</math> प्राप्त होता है प्रारंभिक समय निर्धारित करके <math>t_0</math> और प्रारंभिक समापन बिंदु <math>q_0,</math> ऊपरी समय सीमा की अनुमति देते हुए <math>t</math> और दूसरा समापन बिंदु <math>q</math> भिन्न करने के लिए। हैमिल्टन का प्रमुख कार्य हैमिल्टन-जैकोबी समीकरण को संतुष्ट करता है (Hamilton's principal function satisfies the Hamilton–Jacobi equation), जो [[:hi:चिरसम्मत यांत्रिकी|शास्त्रीय यांत्रिकी (classical mechanics]]) का एक सूत्रीकरण है। [[:hi:श्रोडिंगर समीकरण|श्रोडिंगर समीकरण]](Schrödinger equation) के साथ समानता के कारण, हैमिल्टन-जैकोबी समीकरण, यकीनन, [[:hi:प्रमात्रा यान्त्रिकी|क्वांटम यांत्रिकी]] के साथ सबसे सीधा लिंक प्रदान करता है।
हैमिल्टन का प्रमुख फलन <math>S=S(q,t;q_0,t_0)</math>, प्रारंभिक समय <math>t_0</math> तथा प्रारंभिक समापन बिंदु <math>q_0</math> को निर्धारित करके एवं ऊपरी समय सीमा <math>t</math> तथा दुसरे समापन बिंदु <math>q</math> में परिवर्तन की अनुमति देते हुए, फलनात्मक क्रिया <math>\mathcal{S}</math> से प्राप्त होता है। हैमिल्टन का प्रमुख फलन हैमिल्टन-जैकोबी समीकरण को संतुष्ट करता है, जो चिरसम्मत यांत्रिकी का एक सूत्रीकरण है। श्रोडिंगर समीकरण के साथ समानता के कारण हैमिल्टन-जैकोबी समीकरण प्रमात्रा यांत्रिकी के साथ सबसे सीधी कड़ी प्रदान करता है।
=== हैमिल्टन की विशेषता कार्य ===
 
जब कुल ऊर्जा ''E'' संरक्षित हो जाती है, तो [[:hi:हैमिल्टन-जैकोबी समीकरण|हैमिल्टन-जैकोबी समीकरण]] (Hamilton–Jacobi equations) [[:hi:हैमिल्टन-जैकोबी समीकरण|को चरों के योगात्मक पृथक्करण (additive separation of variables) से]] हल किया जा सकता है:
== हैमिल्टन का अभिलक्षणिक फलन ==
जब कुल ऊर्जा ''E'' संरक्षित हो जाती है, तो हैमिल्टन-जैकोबी समीकरण को चरों के योगात्मक पृथक्करण द्वारा हल किया जा सकता है:


<math>S(q_1, \dots, q_N, t) = W(q_1, \dots, q_N) - E \cdot t,</math>
<math>S(q_1, \dots, q_N, t) = W(q_1, \dots, q_N) - E \cdot t,</math>


जहाँ समय-स्वतंत्र फलन ''W'' ( ''q'' <sub>1</sub>, ''q'' <sub>2</sub>, ..., ''q <sub>N</sub>'' ) को ''हैमिल्टन (Hamilton)का अभिलक्षणिक फलन'' (''Hamilton's characteristic function)'' कहा जाता है। इस फ़ंक्शन के भौतिक महत्व को इसके कुल समय व्युत्पन्न (total time derivative) लेने से समझा जाता है
जहाँ काल-निरपेक्ष फलन ''W'' ( ''q'' <sub>1</sub>, ''q'' <sub>2</sub>, ..., ''q <sub>N</sub>'' ) को ''हैमिल्टन का अभिलक्षणिक फलन'' कहा जाता है। इस फलन के भौतिक महत्व को इसके कुल समय व्युत्पन्न लेने से समझा जाता है


<math>\frac{d W}{d t} = \frac{\partial W}{\partial q_i} \dot q_i = p_i \dot q_i.</math>
<math>\frac{d W}{d t} = \frac{\partial W}{\partial q_i} \dot q_i = p_i \dot q_i.</math>


इसे देने के लिए समाकलित ( integrated) किया जा सकता है
इसे समाकलित करके निम्न समीकरण प्राप्त किया जा सकता है


<math>W(q_1, \dots, q_N) = \int p_i\dot q_i \,dt = \int p_i \,dq_i,</math>
<math>W(q_1, \dots, q_N) = \int p_i\dot q_i \,dt = \int p_i \,dq_i,</math>


जो सिर्फ [[:hi:Action_(physics)#Abbreviated_action_(functional)|संक्षिप्त क्रिया]]  (abbreviated action.) [[:hi:Action_(physics)#Abbreviated_action_(functional)|है]]।
जो कि संक्षिप्त क्रिया को दर्शाता है।


=== हैमिल्टन -जैकोबी समीकरणों के अन्य समाधान ===
== हैमिल्टन -जैकोबी समीकरणों के अन्य समाधान ==
[[:hi:हैमिल्टन-जैकोबी समीकरण|हैमिल्टन-जैकोबी समीकरण]] (Hamilton–Jacobi equations) अक्सर योगात्मक पृथक्करण (additive separability) द्वारा हल किए जाते हैं; कुछ मामलों में, समाधान के अलग-अलग पद, जैसे, ''S <sub>k</sub>''   ( ''q <sub>k</sub>'' ), को "क्रिया" भी कहा जाता है। <ref name="handfinch5">Analytical Mechanics, L.N. Hand, J.D. Finch, Cambridge University Press, 2008, {{ISBN|978-0-521-57572-0}}</ref>
हैमिल्टन-जैकोबी समीकरण प्रायः योगात्मक पृथक्करण द्वारा हल किए जाते हैं; कुछ परिस्थितियों में, समाधान के अलग-अलग पद, जैसे, ''S<sub>k</sub>''(''q<sub>k</sub>''), को भी "क्रिया" कहा जाता है। <ref name="handfinch5">Analytical Mechanics, L.N. Hand, J.D. Finch, Cambridge University Press, 2008, {{ISBN|978-0-521-57572-0}}</ref>


=== एक सामान्यीकृत समन्वय की क्रिया ===
== एक सामान्यीकृत समन्वय की क्रिया ==
यह [[:hi:क्रिया-कोण निर्देशांक|क्रिया-कोण निर्देशांक]]  में एक एकल चर ''J <sub>k</sub>'' है, जिसे [[:hi:प्रावस्था-समष्‍टि|चरण स्थान]] में एक बंद पथ के चारों ओर एकल सामान्यीकृत गति को एकीकृत करके परिभाषित किया गया है, जो घूर्णन या दोलन गति के अनुरूप है:
यह क्रिया-कोण निर्देशांक में एक एकल चर ''J<sub>k</sub>'' है, जिसे चरण स्थान में एक बंद पथ के चारों ओर एकल सामान्यीकृत संवेग को समाकलित करके परिभाषित किया गया है, जो घूर्णन या दोलन गति के अनुरूप होता है:


<math>J_k = \oint p_k \,dq_k</math>
<math>J_k = \oint p_k \,dq_k</math>


चर ''J <sub>k</sub>'' को सामान्यीकृत निर्देशांक ''q <sub>k</sub>'' की  "क्रिया" कहा जाता है; [[:hi:क्रिया-कोण निर्देशांक|क्रिया-कोण निर्देशांकों]] के तहत अधिक पूर्ण रूप से वर्णित कारणों के लिए, ''J <sub>k</sub>'' से संबंधित विहित चर संयुग्म इसका "कोण" ''w <sub>k</sub>'' है। एकीकरण केवल एक चर ''q <sub>k के</sub>'' ऊपर है और इसलिए, उपरोक्त संक्षिप्त क्रिया में एकीकृत डॉट उत्पाद के विपरीत है। चर''J <sub>k,</sub>'' ''S <sub>k</sub>'' ( ''q <sub>k</sub>'' ) में परिवर्तन के बराबर होता है क्योंकि ''q <sub>k</sub>'' बंद पथ के चारों ओर भिन्न-भिन्न होता है। ब्याज की कई भौतिक प्रणालियों के लिए, J<sub>k</sub> या तो <sub>स्थिर (constant)</sub> है या बहुत धीरे-धीरे बदलता है; इसलिए, चर ''J<sub>k</sub>''अक्सर गड़बड़ी गणना (perturbation calculations) में और [[:hi:रुद्धोष्म अपरिवर्तनीय|एडियाबेटिक इनवेरिएंट]] निर्धारित करने में उपयोग किया जाता है।
चर ''J<sub>k</sub>'' को सामान्यीकृत निर्देशांक ''q<sub>k</sub>'' की  "क्रिया" कहा जाता है; क्रिया-कोण निर्देशांकों के अधीन अधिक पूर्ण रूप से वर्णित कारणों के लिए, ''J<sub>k</sub>'' से संबंधित विहित चर संयुग्म ''w<sub>k</sub>'' इसका "कोण"  है। समाकलन केवल एक चर ''q<sub>k</sub>'' पर किया जाता है इसलिए उपरोक्त संक्षिप्त क्रिया में एकीकृत अदिश गुणनफल के विपरीत है। चर ''J<sub>k</sub>,S<sub>k</sub>''(''q<sub>k</sub>'') में किये गए परिवर्तन के बराबर होता है क्योंकि ''q<sub>k</sub>'' बंद पथ के चारों ओर भिन्न-भिन्न होता है। कई रोचक भौतिक प्रणालियों के लिए, J<sub>k</sub> या तो स्थिर होता है या अत्यधिक धीरे-धीरे बदलता है; इसलिए, चर ''J<sub>k</sub>'' प्रायः क्षोभ गणना में और रुद्धोष्म निश्चर को निर्धारित करने में उपयोग किया जाता है।


== See also ==
== यह भी देखें ==
{{Div col}}
{{Div col}}
* [[Calculus of variations]]
* [[विचरण कलन]]
* [[Functional derivative]]
* [[फलनात्मक व्युत्पन्न]]
* [[Functional integral]]
* [[फलनात्मक समाकल]]
* [[Hamiltonian mechanics]]
* [[हैमिल्टोनिय यांत्रिकी]]
* [[Lagrangian (field theory)|Lagrangian]]
* [[लैग्रेंजियन]]
* [[Lagrangian mechanics]]
* [[लैग्रेंजियन यांत्रिकी]]
* [[Measure (physics)]]
* [[माप (भौतिकी)]]
* [[Noether's theorem]]
* [[नोईथर का सिद्धांत]]
* [[Path integral formulation]]
* [[पथ समाकल सूत्रीकरण]]
* [[Principle of least action]]
* [[न्यूनतम क्रिया का सिद्धांत]]
* [[Principle of maximum entropy]]
* [[अधिकतम एन्ट्रॉपी सिद्धांत]]
* Some actions:
* कुछ क्रियाएं:
** [[Nambu–Goto action]]
** [[नाम्बु-गोटू क्रिया]]
** [[Polyakov action]]
** [[पॉलीएकव क्रिया]]
** [[Bagger–Lambert–Gustavsson action]]
** [[बैग्गेर-लैम्बर्ट-गुस्तवस्सन क्रिया]]
** [[Einstein–Hilbert action]]
** [[आइंस्टीन-हिल्बर्ट क्रिया]]
{{Div col end}}
{{Div col end}}


== References ==
== सन्दर्भ ==


{{Reflist}}
{{Reflist}}
Line 135: Line 133:
* एडविन एफ। टेलर का [http://www.eftaylor.com/leastaction.html पृष्ठ]
* एडविन एफ। टेलर का [http://www.eftaylor.com/leastaction.html पृष्ठ]


== External links ==
== बाहरी लिंक्स ==
* [http://www.eftaylor.com/software/ActionApplets/LeastAction.html Principle of least action interactive] Interactive explanation/webpage
* [http://www.eftaylor.com/software/ActionApplets/LeastAction.html Principle of least action interactive] Interactive explanation/webpage


Line 144: Line 142:


]
]
[[Category:Machine Translated Page]]
[[Category:AC with 0 elements]]
[[Category:Articles with short description]]
[[Category:CS1 errors]]
[[Category:Collapse templates]]
[[Category:Navigational boxes| ]]
[[Category:Navigational boxes without horizontal lists]]
[[Category:Pages with script errors]]
[[Category:Short description with empty Wikidata description]]
[[Category:Sidebars with styles needing conversion]]
[[Category:Template documentation pages|Documentation/doc]]
[[Category:Templates generating microformats]]
[[Category:Templates that are not mobile friendly]]
[[Category:Templates using TemplateData]]
[[Category:Wikipedia metatemplates]]

Latest revision as of 10:10, 1 November 2022

क्रिया
Si   इकाईजूल-सेकंड
अन्य इकाइयां
जूल-हेर्त्ज़

भौतिक विज्ञान में, क्रिया एक संख्यात्मक मान है जो किसी भौतिक प्रणाली में समय के साथ होने वाले बदलाव को दर्शाती है। चूंकि प्रणाली के गतिय समीकरण स्थिर क्रिया के सिद्धांत से प्राप्त किये जा सकते हैं इसलिए क्रिया उल्लेखनीय होती है।

किसी कण के निर्दिष्ट वेग के साथ चलने की सामान्य परिस्थिति में क्रिया का आंकलन करने के लिए, कण द्वारा तय की गयी दूरी एवं उसके संवेग के गुणज तथा कण की गतिज ऊर्जा के दुगना एवं उसके द्वारा इस ऊर्जा को धारण करने की समय अवधि के गुणज को, जबकि इस ऊर्जा को विचाराधीन समय की अवधि में जोड़ा गया हो, इसके पथ के साथ या समकक्ष रूप से जोड़ा जाता है। अधिक जटिल प्रणालियों के लिए, ऐसी सभी भौतिक राशियों को एक साथ जोड़ा जाता है।

औपचारिक रूप से, क्रिया एक गणितीय फलन है जो प्रणाली के प्रक्षेप पथ, जिसे पथ या इतिहास भी कहा जाता है, को इसके तर्क के रूप में लेता है और इसका परिणाम एक वास्तविक संख्या के रूप में होता है। सामान्यतः, क्रिया का मान भिन्न-भिन्न

पथों के लिए अलग-अलग होता है। [1] ऊर्जा × समय या संवेग × लंबाई क्रिया के विमाएँ हैं, और इसकी SI (सिस्टम इंटरनेशनल डी यूनिट्स /अंतर्राष्ट्रीय इकाइयों की प्रणाली) मात्रक जूल-सेकंड (प्लांक स्थिरांक h की तरह) है। [2]

परिचय

हैमिल्टन का सिद्धांत कहता है कि किसी भी भौतिकी प्रणाली के गति के अवकल समीकरणों को उसके समकक्ष समाकलन समीकरण के रूप में पुनः सूत्रित किया जा सकता है। अतः गतिकीय नमूनों को सूत्रित करने के लिए दो भिन्न पद्धतियाँ उपलब्ध हैं।

यह सिद्धांत केवल एक कण के चिरसम्मत यांत्रिकी पर ही नहीं अपितु चिरसम्मत क्षेत्रों जैसे विद्युतचुम्बकीय तथा गुरुत्वीय क्षेत्रों पर भी लागू होता है। हैमिल्टन के सिद्धांत को प्रमात्रा यांत्रिकी तथा प्रमात्रा क्षेत्र सिद्धांत तक भी विस्तारित किया गया है - विशेष रूप से प्रमात्रा यांत्रिकी का पथ समाकलन सूत्रीकरण इस अवधारणा का उपयोग करता है - जहाँ एक भौतिकी प्रणाली, अक्रमतः पूर्वक, संभव पथों में से किसी एक का अनुसरण करती है जबकि प्रत्येक पथ के लिए प्रायिकता आयाम की प्रावस्था (फ़ेज़) उस पथ की क्रिया द्वारा निर्धारित होती है।

अवकल समीकरण का हल

आनुभविक नियमों को प्रायः अवकल समीकरणों के रूप में व्यक्त किया जाता है जो कि स्थिति तथा वेग जैसी भौतिक राशियों में समय, स्थान अथवा सामान्यीकरण के साथ होने वाले निरंतर परिवर्तन का विवरण देते हैं। स्थिति के लिए दिए गए आरंभिक एवं सीमान्त उपबंधों के साथ, इन आनुभविक समीकरणों का "हल" एक या एक से अधिक फलन होता है जो कि प्रणाली के व्यवहार का वर्णन करते हैं और उन्हें गति के समीकरणों के नाम से जाना जाता है।

क्रिया समाकल का निम्‍नीकरण

क्रिया एक वैकल्पिक पद्धति का एक भाग है जिसके द्वारा ऐसे गति के समीकरणों को खोजै जाता है। चिरसम्मत यांत्रिकी यह अभिधारित करती है कि किसी भौतिकी प्रणाली द्वारा वास्तव में अनुसरित पथ वह होता है जिसमें क्रिया न्यूनतमीकृत होती है, या अधिक सामान्यतः से कहा जाये तो, स्थिर होती है। दुसरे शब्दों में, क्रिया एक विचरण सिद्धांत को संतुष्ट करती है: स्थिर क्रिया का सिद्धांत (नीचे भी देखें)। क्रिया एक समाकल द्वारा परिभाषित होती है, तथा किसी प्रणाली की गति के चिरसम्मत समीकरणों को समाकल के मान को न्यूनतमीकृत कर के प्राप्त किया जा सकता है।

यह सरल सिद्धांत भौतिकी में गहरी अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, और आधुनिक सैद्धांतिक भौतिकी में एक महत्वपूर्ण अवधारणा है।

इतिहास

क्रिया की अवधारणा के विकास के दौरान इसे कई अप्रचलित तरीकों से परिभाषित किया गया था।[3]

  • गॉटफ्रीड लाइबनिज़, जोहान बर्नौली और पियरे लुई मोपेर्टुइस ने प्रकाश के लिए क्रिया को इसकी गति के समाकल या पथ की दिशा में इसकी प्रतिलोमी गति के रूप में परिभाषित किया।
  • लियोनहार्ड यूलर (और, संभवतः, लाइबनिज़) ने एक भौतिक कण के लिए क्रिया को अंतरिक्ष में इसके पथ की दिशा में कण की गति के समाकल के रूप में परिभाषित किया।
  • पियरे लुई माउपर्टुइस ने एक ही लेख में कई तदर्थ एवं विरोधाभासी परिभाषाएँ प्रस्तुत कीं जिनमें क्रिया को स्थितिज ऊर्जा के रूप में, आभासी गतिज ऊर्जा के रूप में तथा संघटन की स्थिति में संवेग संरक्षण को सुनिश्चित करने वाले एक संकर के रूप में परिभाषित किया। [4]

गणितीय परिभाषा

विचरण कलन  का उपयोग करके गणितीय भाषा में व्यक्त किया जाये तो, किसी भौतिकी प्रणाली का विकास (अर्थात वास्तव में प्रणाली किस प्रकार एक स्थिति से दूसरी स्थिति में विकसित होती है) क्रिया के एक स्थिर बिंदु (सामान्यतः न्यूनतम) से मेल खाता है।

भौतिक विज्ञान में "क्रिया" की कई विभिन्न परिभाषाएँ साधारण उपयोग में हैं। [5] [6] सामान्यतः क्रिया समय पर प्रसारित एक समाकल है। तथापि, जब क्रिया क्षेत्रों से संबंधित होती है तो इसे स्थानिक चरों पर भी समाकलित किया जा सकता है। कुछ मामलों में, क्रिया को भौतिक प्रणाली द्वारा अनुसरण किए गए पथ के साथ समाकलित किया जाता है।

क्रिया को सामान्यतः समय पर आधारित समाकल के रूप में दर्शाया जाता है जिसको प्रणाली के पथ के साथ उसके विस्तार के आरंभिक समय तथा अंतिम समय के मध्य लिया गया हो: [7]

जहां समाकलन L को लैग्रेंजियन कहा जाता है। क्रिया समाकल को अच्छी तरह से परिभाषित करने के लिए, प्रक्षेपवक्र को समय और स्थान में परिबद्ध किया जाना चाहिए।

क्रिया के परिमाप [ऊर्जा] × [समय] हैं, और इसकी एस. आई. (SI) इकाई जूल -सेकंड है, जो कोणीय संवेग की इकाई के समान है।

चिरसम्मत भौतिकी विज्ञान में क्रिया

चिरसम्मत भौतिकी विज्ञान में "क्रिया" शब्द के कई अर्थ हैं।

क्रिया (फलनात्मक)

सामान्यतः "क्रिया" शब्द का प्रयोग एक फलनात्मक के लिए प्रयोग किया जाता है जो कि समय के फलन को एवं स्थान को (क्षेत्रों के लिए) आगत के रूप में लेता है तथा परिणाम एक अदिश के रूप में देता है। चिरसम्मत यांत्रिकी में, आगत फलन दो समय t 1 और t 2 के बीच प्रणाली का विकास q(t) होता है जहाँ q सामान्यीकृत निर्देशांक को दर्शाता है। क्रिया को दो समयों के बीच आगत विकास के लिए लैग्रैन्जियन L के समाकल के रूप में परिभाषित किया जाता है: