चिरसम्मत भौतिकी

आधुनिक भौतिकी के चार प्रमुख क्षेत्र

प्राचीन भौतिकी, भौतिकी सिद्धांतों का एक समूह है जो आधुनिक, अधिक पूर्ण, या अधिक व्यापक रूप से लागू सिद्धांतों से पहले का है। यदि वर्तमान में स्वीकृत सिद्धांत को आधुनिक माना जाता है, और इसका परिचय एक प्रमुख प्रतिमान बदलाव का प्रतिनिधित्व करता है, तो पिछले सिद्धांतों, या पुराने प्रतिमान पर आधारित नए सिद्धांतों को अक्सर "प्राचीन भौतिकी" के क्षेत्र से संबंधित कहा जाएगा।

जैसे, चिरसम्मत सिद्धांत की परिभाषा संदर्भ पर निर्भर करती है। चिरसम्मत भौतिक अवधारणाओं का उपयोग अक्सर तब किया जाता है जब आधुनिक सिद्धांत किसी विशेष स्थिति के लिए अनावश्यक रूप से जटिल होते हैं। अक्सर प्राचीन भौतिकी 1900 से पहले की भौतिकी को संदर्भित करती है, जबकि आधुनिक भौतिकी 1900 के बाद की भौतिकी को संदर्भित करती है जिसमें क्वांटम यांत्रिकी और सापेक्षता के तत्व शामिल होते हैं।

अवलोकन

चिरसम्मत सिद्धांत के भौतिकी में कम से कम दो अलग-अलग अर्थ हैं। क्वांटम यांत्रिकी के संदर्भ में, चिरसम्मत सिद्धांत भौतिकी के सिद्धांतों को संदर्भित करता है जो परिमाणीकरण प्रतिमान का उपयोग नहीं करते हैं, जिसमें चिरसम्मत यांत्रिकी और सापेक्षता शामिल है। इसी तरह, चिरसम्मत क्षेत्र सिद्धांत, जैसे कि सामान्य सापेक्षता और चिरसम्मत विद्युत चुंबकत्व, वे हैं जो क्वांटम यांत्रिकी का उपयोग नहीं करते हैं। सामान्य और विशेष सापेक्षता के संदर्भ में, चिरसम्मत सिद्धांत वे हैं जो गैलीलियन सापेक्षता का पालन करते हैं।

दृष्टिकोण के आधार पर, कभी-कभी प्राचीन भौतिकी में शामिल सिद्धांत की शाखाओं में भिन्नता होती है:

• चिरसम्मत यांत्रिकी
  • न्यूटन के गति के नियम
• चिरसम्मत विद्युतगतिकी
• चिरसम्मत थर्मोडायनामिक्स
• विशेष सापेक्षता और सामान्य सापेक्षता
• चिरसम्मत अराजकता सिद्धांत और अरेखीय गतिकी

आधुनिक भौतिकी के साथ तुलना

प्राचीन भौतिकी के विपरीत, " आधुनिक भौतिकी " थोड़ा ढीला शब्द है जो केवल क्वांटम भौतिकी या सामान्य रूप से 20वीं और 21वीं सदी के भौतिकी को संदर्भित कर सकता है। आधुनिक भौतिकी में क्वांटम सिद्धांत और सापेक्षता शामिल है, जब लागू हो।

प्राचीन भौतिकी द्वारा एक भौतिक प्रणाली का वर्णन किया जा सकता है जब यह शर्तों को संतुष्ट करता है जैसे कि प्राचीन भौतिकी के नियम लगभग मान्य हैं।

व्यवहार में, भौतिक वस्तुओं से लेकर परमाणुओं और अणुओं से बड़े, मैक्रोस्कोपिक और खगोलीय क्षेत्र में वस्तुओं तक, प्राचीन यांत्रिकी के साथ अच्छी तरह से वर्णित (समझा) जा सकता है। परमाणु स्तर और निचले स्तर से शुरू होकर, प्राचीन भौतिकी के नियम टूट जाते हैं और आम तौर पर प्रकृति का सही विवरण प्रदान नहीं करते हैं। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र और बलों को प्राचीन इलेक्ट्रोडायनामिक्स द्वारा लंबाई के पैमाने और क्षेत्र की ताकत पर अच्छी तरह से वर्णित किया जा सकता है कि क्वांटम यांत्रिक प्रभाव नगण्य हैं। क्वांटम भौतिकी के विपरीत, प्राचीन भौतिकी को आम तौर पर पूर्ण नियतत्ववाद के सिद्धांत की विशेषता है, हालांकि क्वांटम यांत्रिकी की नियतात्मक व्याख्याएं मौजूद हैं।

प्राचीन भौतिकी के दृष्टिकोण से गैर-सापेक्ष भौतिकी के रूप में, सामान्य और विशेष सापेक्षता की भविष्यवाणियां प्राचीन सिद्धांतों से काफी भिन्न होती हैं, विशेष रूप से समय बीतने, अंतरिक्ष की ज्यामिति, मुक्त गिरावट में निकायों की गति से संबंधित, और प्रकाश का प्रसार। परंपरागत रूप से, प्रकाश को एक स्थिर माध्यम के अस्तित्व को मानकर प्राचीन यांत्रिकी के साथ सामंजस्य स्थापित किया गया था, जिसके माध्यम से प्रकाश का प्रसार हुआ, चमकदार ईथर, जिसे बाद में अस्तित्व में नहीं दिखाया गया था।

गणितीय रूप से, प्राचीन भौतिकी समीकरण वे होते हैं जिनमें प्लैंक स्थिरांक प्रकट नहीं होता है। पत्राचार सिद्धांत और एरेनफेस्ट के प्रमेय के अनुसार, जैसे ही एक प्रणाली बड़ी या अधिक विशाल हो जाती है, प्राचीन गतिशीलता कुछ अपवादों जैसे कि अतिप्रवाह के साथ उभरने लगती है। यही कारण है कि रोजमर्रा की वस्तुओं के साथ व्यवहार करते समय हम आमतौर पर क्वांटम यांत्रिकी की उपेक्षा कर सकते हैं और प्राचीन विवरण पर्याप्त होगा। हालांकि, भौतिकी में अनुसंधान के सबसे जोरदार क्षेत्रों में से एक प्राचीन-क्वांटम पत्राचार है। शोध का यह क्षेत्र इस खोज से संबंधित है कि कैसे क्वांटम भौतिकी के नियम प्राचीन स्तर के बड़े पैमाने की सीमा पर पाए जाने वाले प्राचीन भौतिकी को जन्म देते हैं।

कंप्यूटर मॉडलिंग और नियमावली गणना, आधुनिक और प्राचीन तुलना

एक कंप्यूटर मॉडल केवल

आज एक कंप्यूटर एक प्राचीन अंतर समीकरण को हल करने के लिए सेकंड में लाखों अंकगणितीय ऑपरेशन करता है, जबकि न्यूटन (डिफरेंशियल कैलकुलस के जनक में से एक) को मैन्युअल गणना द्वारा उसी समीकरण को हल करने में घंटों लगेंगे, भले ही वह उस विशेष समीकरण के खोजकर्ता थे।

क्वांटम और सापेक्षतावादी भौतिकी के लिए कंप्यूटर मॉडलिंग आवश्यक है। क्लासिक भौतिकी को बड़ी संख्या में कणों के लिए क्वांटम यांत्रिकी की सीमा माना जाता है। दूसरी ओर, क्लासिक यांत्रिकी सापेक्षतावादी यांत्रिकी से ली गई है। उदाहरण के लिए, विशेष सापेक्षता से कई योगों में, एक सुधार कारक (v/c) ² प्रकट होता है, जहां v वस्तु का वेग है और c प्रकाश की गति है। प्रकाश की तुलना में बहुत कम वेगों के लिए, कोई व्यक्ति c ² और उच्चतर दिखाई देने वाले शब्दों की उपेक्षा कर सकता है। ये सूत्र तब न्यूटोनियन गतिज ऊर्जा और गति की मानक परिभाषाओं को कम कर देते हैं। यह वैसा ही है जैसा कि होना चाहिए, विशेष सापेक्षता के लिए न्यूटोनियन यांत्रिकी के साथ कम वेग पर सहमत होना चाहिए। कंप्यूटर मॉडलिंग को यथासंभव वास्तविक होना चाहिए। प्राचीन भौतिकी एक त्रुटि का परिचय देगी जैसा कि सुपरफ्लुइडिटी मामले में होता है। विश्व के विश्वसनीय मॉडल तैयार करने के लिए क्लासिक भौतिकी का उपयोग नहीं किया जा सकता है। यह सच है कि क्वांटम सिद्धांत समय और कंप्यूटर संसाधनों का उपभोग करते हैं, और एक त्वरित समाधान प्रदान करने के लिए प्राचीन भौतिकी के समीकरणों का सहारा लिया जा सकता है, लेकिन इस तरह के समाधान में विश्वसनीयता की कमी होगी।

कंप्यूटर मॉडलिंग केवल ऊर्जा मानदंड का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए करेगा कि किस सिद्धांत का उपयोग करना है: सापेक्षता या क्वांटम सिद्धांत, जब किसी वस्तु के व्यवहार का वर्णन करने का प्रयास किया जाता है। अधिक सटीक मॉडल लागू होने और उन गणनाओं को आगे बढ़ाने से पहले एक भौतिक विज्ञानी एक अनुमान प्रदान करने के लिए एक प्राचीन मॉडल का उपयोग करेगा।

एक कंप्यूटर मॉडल में, यदि प्राचीन भौतिकी को बाहर कर दिया जाए तो वस्तु की गति का उपयोग करने की कोई आवश्यकता नहीं है। कम ऊर्जा वाली वस्तुओं को क्वांटम सिद्धांत द्वारा और उच्च ऊर्जा वाली वस्तुओं को सापेक्षता सिद्धांत द्वारा नियंत्रित किया जाएगा।