ભૌતિકશાસ્ત્ર

ભૌતિક શાસ્ત્ર (અંગ્રેજી: Physics) એ એક મૂળભૂત પ્રાકૃતિક વિજ્ઞાન છે કે જેમાં નૈસર્ગિક કે પ્રાયોગિક પરિસ્થિતિમાં દ્રવ્ય અથવા પદાર્થ (matter) 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.

પરીચય

ભૌતિક શાસ્ત્ર એક વિશાળ શાખા છે. ભૌતિક શાસ્ત્રની વ્યાખ્યા કરવી અઘરી છે. અમુક વિદ્વાનોં ના મતાનુસાર આ ઊર્જા વિષયક વિજ્ઞાન છે અને આમાં ઊર્જા નું રૂપાંતરણ તથા પદાર્થ વચ્ચેનાં સંબંધોં નીં ચર્ચા કરવામાં આવે છે. તેના દ્વારા પ્રાકૃત જગત અને તેની આંતરીક ક્રિયાઓં નો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. આકાશ (space), સમય (time), ગતિ, પદાર્થ, વિદ્યુત, પ્રકાશ, ઊષ્મા તથા ધ્વનિ વગેરે અનેક વિષય તેમની સીમામાં આવે છે. આ વિજ્ઞાનનો એક મુખ્ય વિભાગ છે. તેનાં સિદ્ધાંત સમગ્ર વિજ્ઞાન માં માન્ય છે અને વિજ્ઞાન ની 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. વિજ્ઞાન ની અન્ય શાખાઓ કાં તો સીધીજ ભૌતિક શાસ્ત્ર પર આધારિત છે, અથવા તેમની હકિકતોને આના મૂલ સિદ્ધાંતોં સાથે સંયોજીત કરવાનો પ્રયત્ન કરાય છે.

ભૌતિક શાસ્ત્રનું મહત્વ એ માટે પણ છે કે, તકનિકિ (Technology) તથા એન્જીનીયરીંગ નું જન્મદાત્રી હોવાને કારણે તે આ યુગના સામાજિક તેમજ આર્થિક વિકાસ માટે પ્રેરક છે. બહુ જ પહેલા આને દર્શન શાસ્ત્રનો વિભાગ ગણીને નેચરલ ફિલૉસોફી (Natural Philosophy) તરીકે ઓળખાવાતું હતું, પરંતુ ઇ.સ. ૧૮૭૦ ના સમય આસપાસ "ભૌતિક શાસ્ત્ર" તરીકે ઓળખાતું થયુ. ધીરે ધીરે આ વિજ્ઞાન પ્રગતિ પામતું ગયુ અને અત્યારે તો તેની પ્રગતિની તિવ્ર ઝડપ જોઇને, અગ્રગણ્ય ભૌતિક વિજ્ઞાનીઓને પણ આશ્ચર્ય થાય છે. ધીરે ધીરે આમાંથી અનેક મહત્વપૂર્ણ શાખાઓની ઉત્પત્તિ થઇ, જેમકે રસાયણિક ભૌતિકી (Chemical Physics), ખગોળીય ભૌતિકી (Astrophysics), જીવભૌતિકી (Biophysics), ભૂભૌતિકી (Geophysics), આણ્વિક ભૌતિકી (Nuclear Physics), અવકાશ ભૌતિકી (Space Physics) વિગેરે.

ભૌતિક શાસ્ત્ર નો મુખ્ય સિદ્ધાંત "ઊર્જા સંરક્ષણ" (Conservation of Energy) છે. જે મુજબ કોઇ પણ દ્રવ્યસમુદાય ની ઊર્જા નું પ્રમાણ સ્થિર હોય છે. સમુદાય ની આંતરિક ક્રિયાઓ દ્વારા આ પ્રમાણ વધવાનું કે ઘટવાનું શક્ય નથી. ઊર્જા નાં અનેક રૂપ હોય છે અને તેનું રૂપાંતરણ થઇ શકે છે, પરંતુ તેમનાં પ્રમાણમાં કોઇ પ્રકાર નું પરિવર્તન શક્ય નથી. આઇસ્ટાઇન ના સાપેક્ષવાદનાં સિદ્ધાંત અનુસાર દ્રવ્યમાન (mass) પણ ઉર્જામાં રૂપાંતરીત થઇ શકે છે. આ રીતે ઊર્જા સંરક્ષણ અને દ્રવ્યમાન સંરક્ષણ બન્ને સિદ્ધાંતો નો સમન્વય થઇ જાય છે, અને આ સિદ્ધાંત વડે ભૌતિક શાસ્ત્ર અને રસાયણ શાસ્ત્ર એક બીજા સાથે સંકળાય છે.

પરંપરાગત ભૌતિક શાસ્ત્ર (Classical Physics)

ભૌતિકી ને 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 પ્રાચીન ભૌતિકમાં કરવામાં આવ્યો. તે સમયની વિચારધારાના પ્રેરણાસ્ત્રોત ગૅલિલીયો (૧૫૬૪-૧૬૪૨) તથા ન્યૂટન (૧૬૪૨-૧૭૨૭) હતાં. શાસ્ત્રીય ભૌતિકને મુખ્યત: યાંત્રિકી (Mechanics), ધ્વાનિકી (Acoustics), ઊષ્મા (Heat), વિદ્યુચ્ચુંબકત્વ અને પ્રકાશિકી (Optics)માં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. આ શાખાઓ ઇંજીનિયરિંગ તથા શિલ્પ-વિજ્ઞાનની આધારશિલાઓ છે અને ભૌતિકની પ્રારંભિક શિક્ષા આનાથી જ શરૂ કરવામાં આવે છે.

આધુનિક ભૌતિક શાસ્ત્ર

ઈ.સ.૧૯૦૦ પછી અનેક ક્રાંતિકારી તથ્ય જ્ઞાત થયા, જેમને પ્રાચીન ભૌતિકીના સાંચામાં બેસાડવા કઠિન છે. આ નવા તથ્યોનું અધ્યયન કરવા અને તેમની ગૂંચવણોને ઉકેલવા ભૌતિકની જે શાખાની ઉત્પત્તિ થઈ, તેને આધુનિક ભૌતિકી કહે છે. આધુનિક ભૌતિકીનું દ્રવ્યસંરચના સાથે સીધો સંબંધ છે. અણુ, પરમાણુ, કેંદ્રક (ન્યુક્લીયસ) (nucleus) તથા મૂળભૂત કણ આના મુખ્ય વિષયો છે. ભૌતિકની આ નવીન શાખાને વૈજ્ઞાનિક વિચારધારા એ 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 ભૌતિક
• Flash Animations for Physics
• ભૌતિક શાસ્ત્રનાં નિયમો સંગ્રહિત ૨૦૦૮-૦૬-૨૫ ના રોજ વેબેક મશિન (અંગ્રેજી માં)
• ભૌતિક વિભાગ, ભારતીય તકનિકિ સંસ્થા (IIT) કાનપુર