पदार्थ क्या है? पदार्थ किस चीज़ से बना है?

पदार्थ क्या हौता है? What is matter in hindi 

पूरा यूनिवर्स पदार्थ और ऊर्जा से मिलकर बना है? वह तत्व जिसका द्रव्यमान होता है तथा जो व्योम (स्पेस) में जगह घेरता है अर्थात जिसका आयतन होता है उसे पदार्थ कहते हैं!  हमारे चारों ओर की दुनिया में सभी चीजें पदार्थ की बनी हुई हैं , प्रश्न यह उठता है कि पदार्थ खुद किस चीज़ से बना है? प्रदार्थ की संरचना क्या है, पदार्थ के अन्दर क्या है. हमारे आस पास पाई जाने वाली सभी वस्तुएं,  परमाणुओं से मिलकर बनी है, तथा यह परमाणु नाभिकीय कणों से मिलकर बने हैं, द्रव्यमान वाले सभी कण पदार्थ के ही बने हैं, द्रव्यमान रहित कण जैसे की फोटोन और तरंगे जैसे कि ध्वनि तरंग और प्रकाश की तरंग पदार्थ से नहीं बनी है.

पदार्थ की कई अवस्थाएं होती हैं  Many States of Matter

पदार्थ की कई अलग अलग अवस्थाएं होती हैं, प्राकृतिक अवस्था में पदार्थ की मुख्यतः चार अवस्था होती है ठोंस, द्रव्य, गैस तथा प्लाज्मा. वैज्ञानिकों ने अपने प्रयोगों से  प्रदार्थ की कई और अवस्थाओं का निर्माण किया है. जैसे कि बोस आइंस्टाइन कंडेंसस्टेट तथा कुछ अवस्थाओं के होने की भविष्यवाणी की गयी है जेसे की फर्मिऑनिक कंडेंसस्टेट, क्वार्क ग्लुओन प्लाज्मा इत्यादी . प्रदार्थ की ये अवस्थाएं केवल extrem चरम परिस्थितियों में ही संभव हैं.

आइये जानतें हैं की प्रदार्थ की प्रमुख चार अवस्थाएं कौन सी हें.

प्रदार्थ की ठोंस अवस्था Solid state of matter

पदार्थ की ठोस अवस्था में परमाणु काफी पास पास स्थित होते हैं परमाणु के बीच का बल इतना ताकतवर होता है कि वह इधर उधर नहीं घूम सकते हैं बल्कि  एक व्यवस्था में स्थित रहते हैं, इसका परिणाम यह होता है कि ठोस अवस्था में पदार्थ का एक निश्चित आकार का होता है तथा इसका आयतन भी निश्चित होता है,  कुछ ठोस पदार्थ क्रिस्टल के बने होते हैं इस तरह के पदार्थ में परमाणु एक निश्चित व्यवस्था में जमें होते हैं. तथा बार बार एक पैटर्न को दोहराते हैं जिससे क्रिस्टल्स का निर्माण होता है.

प्रदार्थ की द्रव अवस्था Liquid state of matter

प्रधान की द्रव अवस्था में यह तरल के रूप में रहता है, तथा इसका आकार बदलता रहता है इसे जिस बर्तन में डाला जाता है यह उसी का आकार ग्रहण कर लेता है तथा इसका आयतन दबाव पर निर्भर करता है, दबाव पड़ने पर इसका आयतन कम हो जाता है जब किसी ठोस पदार्थ गर्म किया जाता है तब यह द्रव अवस्था में बदल जाता है.

प्रदार्थ की गैस अवस्था Gas state of matter

जब द्रव पदार्थ को और अधिक गर्म किया जाता है तो यह गैस में बदल जाता है गैस अवस्था में पदार्थ परमाणु स्वतंत्र रूप से घूमते रहते हैं तथा इनमें काफी गतिज ऊर्जा होती है इसका कोई निश्चित आकार और आयतन नहीं होता इसे जिस बर्तन में डाला जाता है यह उसमें  पूरी तरह फैल जाती है.

प्रदार्थ की चौथी अवस्था प्लाज्मा Plasma fourth state of matter

पदार्थ की चौथी प्रमुख अवस्था का नाम प्लाज्मा है तथा इसकी व्याख्या सबसे पहले रसायनिक  इर्विन लेंगमुइर ने सन 1920 में की थी. गैस की तरह प्लाज्मा का भी कोई निश्चित आकार और आयतन  नहीं होता प्लाज्मा विद्युत का सुचालक होता है तथा चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, अतिरिक्त तापमान और आयनीकरण से परमाणुओं से इलेक्ट्रॉन निकल जाते हैं तथा स्वतंत्र रूप से घूमते हैं तथा एक इलेक्ट्रॉन- समुद्र का निर्माण करते हैं जिसके अंदर फोटोन  और न्यूट्रॉन से बने नाभिक तैरते रहते हैं.

किसी गैस को प्लाज्मा में 2 तरीके से बदला जा सकता  है एक उच्च विद्युत प्रवाहित करके तथा दूसरा बहुत अत्यधिक तापमान तक गर्म करने पर.  ज्यादा गर्म करने पर प्रदार्थ के परमाणुओं से इलेक्ट्रॉन निकल जाते हैं. पृथ्वी पर प्लाज्मा नहीं पाया जाता है परन्तु यह आकाश से बिजली गिरने, इलेक्ट्रिक स्पार्क होने, नियॉन लाइट्स, तथा प्लाज्मा टेलीविजन में बन जाता है यूनिवर्स में ज्यादातर पदार्थ प्लाज्मा के रूप में ही मौजूद है. क्यों की तारों पर तापमान अत्यधिक होता हे इसलिए प्रदार्थ की कोई और अवस्था तारों पर नहीं हो सकती.

प्रदार्थ  की कम तापमान पर अवस्थाएं low temperature states of matter

पदार्थ चार मुख्य अवस्थाओं के अलावा चरम परिस्थितियों में कई और रूप भी धारण कर लेता है. अत्यधिक कम तापमान और अत्यधिक दबाव वाली परिस्थितियों में प्रदार्थ  की कई नई अवस्थाएं देखने को मिलती है उनमें से कुछ इस प्रकार है.

प्रदार्थ की सुपर फ्लूइड अवस्था  superfluid state of matter

एब्सलूट जीरो तापमान पर पदार्थ सुपर फ्लूइड  का रूप धारण कर लेता है इस अवस्था में इस द्रव्य की विस्कोसिटी शून्य होती है मतलब की यह  बिना किसी घर्षण के फिसलता है, हीलियम को जब अत्यधिक ठंडा किया जाता है तो यह तरल सुपर फ्लूइड  बन जाती है तथा अपने आप जार में से निकल कर बहने लगती है.

प्रदार्थ की पांचवी अवस्था बोस आइंस्टाइन कंडेंसस्टेट 5 the state of matter

सन 1924 में अल्बर्ट आइंस्टाइन और भारतीय वैज्ञानिक सत्येंद्रनाथ बोस ने अपने सिद्धांतों के आधार पर यह भविष्यवाणी की थी कि पदार्थ की एक और अवस्था हो सकती है इसका नाम बोस आइंस्टाइन कंडेंसस्टेट रखा गया, कभी-कभी इसे पदार्थ की पांचवी अवस्था भी कहते हैं, इस अवस्था में पदार्थ स्वतंत्र कणों के रूप में व्यवहार करना बंद कर देता है तथा एक क्वांटम स्टेट में पहुंच जाता है जिसे केवल एक तरंग के समीकरण के रूप में दर्शाया जा सकता है.  सन 1995 में पहली बार इस अवस्था का प्रदार्थ प्रोयगशाला में बनाया गया इसके पहले यह सिद्धांत रूप में ही मौजूद था.

प्रकाश की इन अवस्थाओं के अलावा परम शून्य तापमान पर कई और अवस्थाएं भी होने की भविष्यवाणियाँ की गई है इनमें से कुछ अवस्थाएं इस प्रकार  है Fermionic Condensate, Rydberg molecule, Quntum Hall state, photonic matter, Dropleton

प्रदार्थ की अति उच्च तापमान पर परिकल्पित अवस्थाएं

वैज्ञानिकों ने अपने कई सिद्धांतो के अनुसार प्रदार्थ की उच्च तापमान पर कई अवस्थाओं के होने का अनुमान लगाया है इनमें से कुछ प्रमुख इस प्रकार हैं High energy state – quark matter, Color Glass condenstate etc.

पदार्थ के परमाणु की संरचना The structure of matter

जैसा कि आप जानते हैं कि पदार्थ परमाणुओं से मिलकर बना है, प्रत्येक परमाणु मूल रूप से तीन प्रकार के कणों से बना होता है इस के नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन नाम के कण रहते हैं तथा इलेक्ट्रॉन इस नाभिक के चारों ओर चक्कर लगाते रहते हैं.  प्रोटॉन पर धनात्मक आवेश होता है न्यूट्रॉन पर कोई आवेश नहीं होता तथा इलेक्ट्रॉन पर ऋण आत्मक आवेश होता है. वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि प्रोटोन न्यूट्रॉन तथा इलेक्ट्रॉन भी क्वार्क नाम के कणों से मिलकर बने है.

प्रदार्थ के परमाणु का नाभिक क्या होता है? What is nucleus of atom

पदार्थ के प्रत्येक परमाणु के केंद्र में एक बहुत ही छोटा और अत्यंत घना क्षेत्र होता है जिसे उसका नाभिक कहते हैं  परमाणु के नाभिक की खोज सन 1911 में एरनेस्ट रदरफोर्ड ने की थी. इस नाभिक के अंदर ही प्रोटॉन तथा न्यूट्रॉन पाए जाते हैं.

प्रोटोन क्या होता है ? what is proton

प्रोटोन भी एक परमाण्विक कण है,  इसका सिंबल p होता है, इस पर +1e  धनात्मक चार्ज होता है, इसका द्रव्यमान न्यूट्रॉन से कुछ कम होता है, प्रोटोन न्यूक्लियस का प्रमुख हिस्सा है,  किसी परमाणु के केंद्र में प्रोटॉन की संख्या ही उस तत्व के गुण निर्धारित करती है और इस संख्या को एटॉमिक नंबर कहते हैं पहले प्रोटॉन को प्राथमिक कण माना जाता था लेकिन अब नई खोजों से पता चला है कि प्रोटोन भी  तीन छोटे क्वार्क (quark)कणों से मिलकर बना है.

न्यूट्रॉन क्या होता है?what is neutron

न्यूट्रॉन भी एक परमाण्विक कण है इसका सिंबल n होता है इस पर कोई भी विद्युत आवेश नहीं होता है इसका आकार फोटोन से थोड़ा बड़ा होता है किसी परमाणु के नाभिक में पाए जाने वाले हैं न्यूट्रॉन की संख्या को उसका न्यूट्रॉन नंबर कहते हैं परमाणु के नाभिक की स्थिरता को बनाए रखने के लिए  न्यूट्रॉन अत्यंत आवश्यक है परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन आपस में न्यूक्लियर फोर्स से जुड़े होते हैं न्यूट्रॉन भी तीन क्वार्क (quark) कणों से मिलकर बना होता है.

प्रदार्थ और उर्जा में क्या सम्बन्ध है?  Energy and Matter

वास्तव में प्रदार्थ उर्जा का ही एक संघनित रूप है, प्रदार्थ को उर्जा और उर्जा को प्रदार्थ में बदला जा सकता है, नामिकीय सल्लयन और नाभिकीय विखंडन की प्रकिर्या के दौरान कुछ प्रदार्थ उर्जा में बदल जाता हैं, प्रदार्थ की बहुत छोटी सी मात्रा भी भयंकर उर्जा उत्पन्न करती हैं, परमाण्विक बम इसी सिद्धांत पर बनाये गए हैं, परमाणु रिअक्टर से मिलने वाली उर्जा भी प्रदार्थ को उर्जा में बदलने पर प्राप्त की जाती हैं.

1 ग्राम प्रदार्थ को अगर उर्जा में बदला जाये तो कितनी उर्जा प्राप्त होगी ?

इस मज़ेदार प्रश्न का जवाब हम अल्बर्ट आइंस्टाइन के प्रसिद्ध ऊर्जा द्रव्यमान समीकरण E=MC2 के द्वारा पता लगा सकते हें, इसके लिए हमें  1 ग्राम को प्रकाश की गति के घन स्क्वेयर से गुणा करना होगा अर्थात

1 x 300000 x 300000 = 90000000000 erg

Erg उर्जा नापने की एक इकाई है अगर इस ऊर्जा को वाट  में बदला जाए तो आप इससे 100 वाट का एक बल्ब 30000 साल तक लगातार जला सकते हैं, सोचिये  सिर्फ 1 ग्राम द्रव्यमान में इतनी ऊर्जा छिपी हुयी है, यही प्रदार्थ का सबसे बड़ा रहस्य है.

पदार्थ के कई और रहस्य हें जैसे की डार्क मेटर, डार्क एनर्जी, एंटी मेटर, इनके बारे में भी आगे आने वाले लेखों में हम जानने का प्रयास करेंगें. 

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