ભૌતિકશાસ્ત્ર

ભૌતિકશાસ્ત્ર (અંગ્રેજી: ફિઝિક્સ) એ એક મૂળભૂત પ્રાકૃતિક વિજ્ઞાન છે કે જેમાં નૈસર્ગિક કે પ્રાયોગિક પરિસ્થિતિમાં દ્રવ્ય અથવા પદાર્થ (અંગ્રેજી: મેટર) અને ઊર્જાની આંતરક્રિયાથી નીપજતી ભૌતિક ઘટનાઓનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. ગ્રીક શબ્દ φυσικός (ફીઝિકોસ= "કુદરતી"), જેનું મૂળ φύσις (ફીઝિસ = "કુદરત") છે, પરથી ફિઝિક્સ (ભૌતિકશાસ્ત્ર) શબ્દ ઉતરી આવ્યો છે. આ વૈજ્ઞાનિક અભ્યાસ, સમય અને અવકાશની ભૂમિકા પર કરવામાં આવે છે.

• ભૌતિકશાસ્ત્રના ઉપયોગના વિવિધ ઉદાહરણો
• 
  વીજળી એ વિદ્યુત પ્રવાહનું એક સ્વરૂપ છે.
• 
  અવકાશયાત્રી અને પૃથ્વી બંને મુક્ત પતન (અંગ્રેજી: ફ્રી ફોલ) કરી રહ્યા છે. (ચિત્રમાં: અવકાશયાત્રી બ્રુસ મેકકૅન્ડલેસ).
• 
  સુપરકન્ડક્ટરની ઉપર તરતું ચુંબક, જે ભૌતિકશાસ્ત્રની 'માઈસ્નર અસર' (અંગ્રેજી: માઈસ્નર ઈફેક્ટ) દર્શાવે છે.
• 
  આર્કિમિડિઝનો સ્ક્રૂ: પાણી કે અન્ય વસ્તુઓ ઉપર ચઢાવવા માટેનું એક સાદું યંત્ર.

પરિચય

ભૌતિકશાસ્ત્ર એક વિશાળ શાખા છે. ભૌતિકશાસ્ત્રની વ્યાખ્યા કરવી અઘરી છે. અમુક વિદ્વાનોના મતાનુસાર આ ઊર્જા વિષયક વિજ્ઞાન છે અને આમાં ઊર્જાનું રૂપાંતરણ તથા પદાર્થ વચ્ચેના સંબંધોની ચર્ચા કરવામાં આવે છે. તેના દ્વારા પ્રાકૃત જગત અને તેની આંતરીક ક્રિયાઓનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. આકાશ (અંગ્રેજી: સ્પેસ), સમય (અંગ્રેજી: ટાઈમ), ગતિ, પદાર્થ, વિદ્યુત, પ્રકાશ, ઊષ્મા તથા ધ્વનિ વગેરે અનેક વિષય તેની સીમામાં આવે છે. આ વિજ્ઞાનનો એક મુખ્ય વિભાગ છે. તેના સિદ્ધાંત સમગ્ર વિજ્ઞાનમાં માન્ય છે અને વિજ્ઞાનની દરેક શાખાને લાગુ પડે છે. તેનું ક્ષેત્ર વિસ્તૃત છે અને તેની સીમા નિર્ધારિત કરવી અતિ કઠિન છે. બધા વૈજ્ઞાનિક વિષય વધતે ઓછે અંશે આની અંતર્ગત આવે છે. વિજ્ઞાનની અન્ય શાખાઓ કાં તો સીધી જ ભૌતિકશાસ્ત્ર પર આધારિત છે, અથવા તેમની હકીકતોને આના મૂળ સિદ્ધાંતો સાથે સંયોજીત કરવાનો પ્રયત્ન કરાય છે.

ભૌતિકશાસ્ત્રનું મહત્વ એ માટે પણ છે કે, તકનીકી (અંગ્રેજી: ટેકનોલોજી) તથા ઇજનેરીનું (અંગ્રેજી: એન્જિનિયરિંગ) જન્મદાત્રી હોવાને કારણે તે આ યુગના સામાજિક તેમજ આર્થિક વિકાસ માટે પ્રેરક છે. બહુ જ પહેલા આને દર્શનશાસ્ત્રનો વિભાગ ગણીને નેચરલ ફિલૉસોફી (અંગ્રેજી: નેચરલ ફિલોસોફી) તરીકે ઓળખાવાતું હતું, પરંતુ ઇ.સ. ૧૮૭૦ના સમય આસપાસ "ભૌતિકશાસ્ત્ર" તરીકે ઓળખાતું થયુ. ધીરે ધીરે આ વિજ્ઞાન પ્રગતિ પામતું ગયું અને અત્યારે તો તેની પ્રગતિની તીવ્ર ઝડપ જોઇને, અગ્રગણ્ય ભૌતિક વિજ્ઞાનીઓને પણ આશ્ચર્ય થાય છે. ધીરે ધીરે આમાંથી અનેક મહત્વપૂર્ણ શાખાઓની ઉત્પત્તિ થઈ, જેમકે રસાયણિક ભૌતિકી (અંગ્રેજી: કેમિકલ ફિઝિક્સ), ખગોળીય ભૌતિકી (અંગ્રેજી: એસ્ટ્રોફિઝિક્સ), જીવભૌતિકી (અંગ્રેજી: બાયોફિઝિક્સ), ભૂભૌતિકી (અંગ્રેજી: જિયોફિઝિક્સ), આણ્વિક ભૌતિકી (અંગ્રેજી: ન્યુક્લિયર ફિઝિક્સ), અવકાશ ભૌતિકી (અંગ્રેજી: સ્પેસ ફિઝિક્સ) વગેરે.

ભૌતિકશાસ્ત્રનો મુખ્ય સિદ્ધાંત "ઊર્જા સંરક્ષણ" (અંગ્રેજી: કન્ઝર્વેશન ઓફ એનર્જી) છે. જે મુજબ કોઇ પણ દ્રવ્યસમુદાયની ઊર્જાનું પ્રમાણ સ્થિર હોય છે. સમુદાયની આંતરિક ક્રિયાઓ દ્વારા આ પ્રમાણ વધવાનું કે ઘટવાનું શક્ય નથી. ઊર્જાના અનેક રૂપ હોય છે અને તેનું રૂપાંતરણ થઈ શકે છે, પરંતુ તેમના પ્રમાણમાં કોઇ પ્રકારનું પરિવર્તન શક્ય નથી. આઈન્સ્ટાઈનના સાપેક્ષવાદના સિદ્ધાંત અનુસાર દ્રવ્યમાન (અંગ્રેજી: માસ) પણ ઉર્જામાં રૂપાંતરીત થઈ શકે છે. આ રીતે ઊર્જા સંરક્ષણ અને દ્રવ્યમાન સંરક્ષણ બન્ને સિદ્ધાંતોનો સમન્વય થઈ જાય છે, અને આ સિદ્ધાંત વડે ભૌતિકશાસ્ત્ર અને રસાયણ શાસ્ત્ર એક બીજા સાથે સંકળાય છે.

પરંપરાગત ભૌતિકશાસ્ત્ર (અંગ્રેજી: ક્લાસિકલ ફિઝિક્સ)

ભૌતિકીને મોટે ભાગે બે ભાગોમાં વહેંચી શકાય છે. ઈ.સ. ૧૯૦૦થી પહેલાં જે ભૌતિક જ્ઞાન અર્જિત કરવામાં આવ્યું હતું અને તે સંબંધી જે નિયમ તથા સિદ્ધાંત પ્રતિપાદિત કરવામાં આવ્યાં હતાં, તેમનો સમાવેશ પ્રશિષ્ટ (અંગ્રેજી: ક્લાસિકલ) ભૌતિકશાસ્ત્રમાં કરવામાં આવ્યો. તે સમયની વિચારધારાના પ્રેરણાસ્ત્રોત ગેલીલિયો (૧૫૬૪-૧૬૪૨) તથા ન્યૂટન (૧૬૪૨-૧૭૨૭) હતાં. પરંપરાગત ભૌતિકીને મુખ્યત: યાંત્રિકી (અંગ્રેજી: મિકેનિક્સ), ધ્વાનિકી (અંગ્રેજી: એકાઉસ્ટિક્સ), ઊષ્મા (અંગ્રેજી: હીટ), વિદ્યુતચુંબકત્વ અને પ્રકાશિકી (અંગ્રેજી: ઓપ્ટિક્સ)માં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. આ શાખાઓ ઇજનેરી તથા શિલ્પ-વિજ્ઞાનની આધારશિલાઓ છે અને ભૌતિકશાસ્ત્રની પ્રારંભિક શિક્ષા આનાથી જ શરૂ કરવામાં આવે છે.

આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્ર

ઈ.સ. ૧૯૦૦ પછી અનેક ક્રાંતિકારી તથ્ય જ્ઞાત થયા, જેમને પ્રાચીન ભૌતિકીના માળખામાં બેસાડવા કઠિન છે. આ નવા તથ્યોનું અધ્યયન કરવા અને તેમની ગૂંચવણોને ઉકેલવા ભૌતિકશાસ્ત્રની જે શાખાની ઉત્પત્તિ થઈ, તેને આધુનિક ભૌતિકી કહે છે. આધુનિક ભૌતિકીનો દ્રવ્યસંરચના સાથે સીધો સંબંધ છે. અણુ, પરમાણુ, કેન્દ્રક (અંગ્રેજી: ન્યુક્લિયસ) તથા મૂળભૂત કણ આના મુખ્ય વિષયો છે. ભૌતિકીની આ નવીન શાખાને વૈજ્ઞાનિક વિચારધારાએ નવીન અને ક્રાંતિકારી વળાંક આપ્યો છે, તથા આનાથી સમાજવિજ્ઞાન અને દર્શનશાસ્ત્ર પણ નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત થયા છે.

આ પણ જુઓ

• ભૌતિકશાસ્ત્રની સમયરેખા
• રસાયણ શાસ્ત્ર
• જીવ શાસ્ત્ર

બાહ્ય કડીઓ

• ગણિત અને ભૌતિકશાસ્ત્ર
• Flash Animations for Physics
• ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમો સંગ્રહિત ૨૦૦૮-૦૬-૨૫ ના રોજ વેબેક મશિન (અંગ્રેજીમાં)
• ભૌતિકશાસ્ત્ર વિભાગ, ભારતીય તકનીકી સંસ્થા (IIT) કાનપુર