Measurement

PHYSICS विज्ञान की एक शाखा (branch) है जिसमे प्रकृति (nature) और प्रकृति से सम्बंधित घटनाओं का अध्ययन किया जाता है. परन्तु इस विज्ञान के अध्ययन का भी एक विशेष  तरीका है. इसका अध्ययन महज सूचनाओं का संग्रह नहीं है, अपितु सूचनाओं का वैज्ञानिक तरीके से विश्लेषण कर प्रकृति के नियमों को समझना है. इसलिए इस साइंस में हम घटनाओं, संकल्पनाओं इत्यादि को भौतिक राशियों  (Physical Quantities) की मदद से व्यक्त (describe) करते हैं.

कोई भी ऐसी चीज जिसे एक संख्या (Number) और एक मात्रक (Unit) की मदद से व्यक्त किया जा सकता है, उसे भौतिक राशि (Physical Quantity) कहते हैं.

किसी भौतिक राशि में संख्या और मात्रक को जोड़ने की प्रक्रिया मापन (Measurement) कहलाती है.
गणितीय रूप से ,

M=NU  

जहाँ,

          'M' का अर्थ है Measurement

'N' का अर्थ है Number

'U' का अर्थ है Unit 

Measurement के बारे में निम्न चीजों का ध्यान रखना चाहिए :

• एक ही Physical Quantity को अनेक अलग अलग Units में व्यक्त कर सकते हैं. 
• Unit के बदलने से सम्बंधित Number बदल जायेगा पर Measurement में कोई अंतर नहीं आएगा. 
• $${{N}_{1}}{{U}_{1}}={{N}_{2}}{{U}_{2}}$$
• अगर बड़ा Unit चुन लिया जाये तो सम्बंधित Number छोटा हो जायेगा. 
• N-U graph का स्वरुप  hyperbola होता है.

Magnitude:

Measurement के संख्यात्मक भाग (Numerical Part ) को ही परिमाण  या मापांक (Magnitude)कहते है. यह धनात्मक (positive), ऋणात्मक (negative),शून्य (zero),बड़ा (large) या छोटा (small) हो सकता है. Magnitude यह बताता है की कोई Quantity अपने मात्रक (Unit) से कितना गुना बड़ा या कितना गुना छोटा है. 

• ध्यान रखें कि बड़ा या छोटा सापेक्षिक (Relative) हैं. बड़ा या छोटा बताने के लिए हमेशा हमें एक आधार (reference) चाहिए. 

कभी कभी हम दो ऐसे Quantities की तुलना करना चाहते हैं जिनमे से एक Unit नहीं हो. ऐसी स्थिति में हम निम्न अवधारणाओं (Concepts) की मदद लेते हैं:

1. Magnification : Magnification या 'आवर्धन ' यह बताता है कि कोई दी गयी Quantity किसी दूसरी Quantity (Reference) से कितना गुणा बड़ा या छोटा है. 

                                     Mathematically,

                                                                $$m=\frac{\text{magnitude of quantity}}{\text{magnitude of reference}}$$

                                        जहाँ , m= magnification

      

     2. Order : Order या श्रेणी से यह पता चलता है कि Quantity का Magnitude  लगभग दस के कितने power के रूप में व्यक्त किया जा सकता है.  Order निकलने के लिए हमलोग :

• Magnitude को वैज्ञानिक निरूपण (Scientific Notation) में लिखते हैं 
• Scientific Notation में हम  संख्या को $$a.b...\times {{10}^{n}}$$ के रूप में लिखते हैं. जहाँ a पहली संख्या है जो शून्य नहीं है( first non-zero digit)
• अब इस संख्या की तुलना 3.16 से करते हैं. यदि यह छोटी है तो, Order = n; और अगर यह बड़ी है तो Order = n + 1

Unit :

किसी भी Physical Quantity के Standard Reference को ही Unit कहते हैं. Unit बनाए के लिए सबसे पहले हम Quantity का एक हिस्सा चुनते हैं, उसका परिमाण एक मान लेते हैं और उस हिस्से को एक खास नाम दे देते हैं. 

Unit को एक नाम देने से फायदा यह है कि यह Physical Quantity को पहचानने में भी मदद करता है. 

किसी भी क्वांटिटी का कई Unit बनाया जा सकता है. परन्तु हम सारे यूनिट को उपयोग में नहीं ला सकते. हम सिर्फ उन्ही का उपयोग करते हैं जो अच्छे हों. एक अच्छे Unit में निम्न पांच गुण होने चाहिए :

1. Well Defined (अच्छी तरह से परिभासित )
2. Universal (सारे जगह पाया जाने वाला )
3. Accessible (आसानी से उपलब्ध )
4. Indestructible (नष्ट नहीं होने लायक )
5. Reproducible (दुबारा बनने लायक )

आजकल हमलोग SI Units का उपयोग करते हैं जो अंतर्राष्ट्रीय सहमति से बना है. 

SI Units :

Units का International System को हमलोग SI Unit के नाम से जानते हैं. इस समूह में तमाम Physical Quantity के Unit शामिल हैं. इस समूह के अंदर Units को दो समूहों में रखा गया है. ये हैं:

          1. Base Unit : इस समूह में ऐसे Units हैं जो परस्पर स्वतंत्र (Mutually Independent) हैं अर्थात इनमे से किसी एक को बाकि की मदद से नहीं बनाया जा सकता. इनको कभी कभी हमलोग Fundamental Unit के नाम से बुलाते हैं और इनसे सम्बंधित Quantity को Fundamental Quantity कहते हैं. इस समूह में कुल 7 Unit हैं जो इस प्रकार से हैं : 

• meter (m)                for length
• kilogram (kg)          for mass
• second (s)                for time
• kelvin (K)               for temperature
• ampere (A)              for electric current
• candela (cd)            for luminous intensity
• mole (mol)              for amount of substance

यहां नोट करने वाली बात ये  है कि उपर्युक्त यूनिट का चुनाव मनमौजी है. इनकी जगह दुसरे सात स्वतंत्र यूनिट को भी लिया जा सकता था. 

         2. Derived Unit : बेस यूनिट को छोड़कर  बाकी सारे यूनिट को हमलोग व्युत्पन्न मात्रक (derived unit) कहते हैं, क्योंकि इनको बेस यूनिट की मदद से बनाया जाता है. 

अभी हाल में  radian( rad ) और stradian (sr ) नामक दो यूनिट को इस System में शामिल किया गया है. इन्हें Supplementary Unit के नाम से जानते हैं.