वस्तुएँ कैसे काम करती हैं: विद्युत धारा और उसके प्रभाव, चुंबक, प्रकाश और ध्वनि

AI की सहायता से तैयार किया गया और 28 अक्टूबर 2026 को तथ्यों की जाँच की गई; किसी मानव संपादक ने इसे अभी पंक्ति-दर-पंक्ति नहीं पढ़ा है। कोई गलती दिखे तो हमें बताइए। संपादकीय मानक और सुधार

सेल और परिपथ

विद्युत सेल में एक धन टर्मिनल (धातु की टोपी) और एक ऋण टर्मिनल (धातु की डिस्क) होता है, और उसके अंदर के रसायन तब तक विद्युत उत्पन्न करते हैं जब तक वे समाप्त नहीं हो जाते। बल्ब में दो टर्मिनलों से जुड़ा एक पतला तंतु (फ़िलामेंट) होता है; यह केवल बंद परिपथ में जलता है, जिसमें धारा धन टर्मिनल से बल्ब होते हुए ऋण टर्मिनल तक बहती है, और फ़्यूज़ हुए बल्ब का तंतु टूटा होता है। स्विच परिपथ को खोलता या बंद करता है। धातुएँ, ग्रेफ़ाइट और मानव शरीर जैसे चालक धारा को गुज़रने देते हैं; रबड़, प्लास्टिक, लकड़ी और काँच जैसे विद्युतरोधी नहीं। दो या अधिक सेलों को एक के धन टर्मिनल से दूसरे का ऋण टर्मिनल जोड़कर बैटरी बनती है। बच्चे केवल सेलों से प्रयोग करें, मुख्य विद्युत आपूर्ति (मेन्स) से कभी नहीं।

तापीय और चुंबकीय प्रभाव

धारा प्रवाहित करने वाला तार गर्म हो जाता है, और इस प्रभाव का उपयोग रूम हीटर, विद्युत इस्त्री, विसर्जन तापक (इमर्शन हीटर) और गीज़र में होता है। तापदीप्त बल्ब का तंतु दीप्त होता है पर बहुत-सी ऊर्जा ऊष्मा के रूप में व्यर्थ करता है, इसलिए CFL और LED बिजली बचाते हैं। विद्युत फ़्यूज़ एक विशेष पदार्थ का तार है जो लघुपथन (शॉर्ट सर्किट) या अतिभारण के कारण अत्यधिक धारा बहने पर पिघलकर परिपथ तोड़ देता है; MCB अपने आप स्विच ऑफ़ हो जाते हैं। 1820 में हैंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड ने पाया कि धारावाही तार कंपास की सुई को विक्षेपित करता है, जिससे सिद्ध हुआ कि विद्युत धारा का चुंबकीय प्रभाव होता है। लोहे के टुकड़े पर लपेटी गई विद्युतरोधी तार की कुंडली केवल धारा बहने तक विद्युत चुंबक बनी रहती है; विद्युत चुंबक क्रेनों में लोहे का कबाड़ उठाते हैं और विद्युत घंटी को चलाते हैं।

चुंबक

मैग्नेटाइट एक प्राकृतिक चुंबक है; कृत्रिम चुंबक छड़, नाल, बेलन और वलय के आकार में बनाए जाते हैं। लोहा, निकेल और कोबाल्ट चुंबकीय पदार्थ हैं; लकड़ी, प्लास्टिक, रबड़, काँच, ताँबा और ऐलुमिनियम नहीं। आकर्षण ध्रुवों पर सबसे प्रबल होता है, और स्वतंत्रतापूर्वक लटकाया गया छड़ चुंबक सदा उत्तर-दक्षिण दिशा में आकर ठहरता है, यही कंपास का सिद्धांत है। समान ध्रुव एक-दूसरे को प्रतिकर्षित और असमान ध्रुव आकर्षित करते हैं; प्रतिकर्षण चुंबक की निश्चित पहचान है, क्योंकि बिना चुंबकित लोहे की छड़ भी आकर्षित हो जाती है। गर्म करने, हथौड़े से पीटने या गिराने पर चुंबक अपना चुंबकत्व खो देते हैं, इसलिए उन्हें जोड़ों में रखा जाता है: असमान ध्रुव एक ओर, दोनों के बीच लकड़ी का टुकड़ा और सिरों पर नर्म लोहे के रक्षक (कीपर)।

प्रकाश

प्रकाश सरल रेखा में चलता है, जिससे छायाओं और पिनहोल कैमरे में बनने वाले उल्टे प्रतिबिंब की व्याख्या होती है; छाया बनने के लिए प्रकाश स्रोत, अपारदर्शी वस्तु और पर्दा आवश्यक हैं। परावर्तन के नियमों के अनुसार आपतन कोण परावर्तन कोण के बराबर होता है, और आपतित किरण, अभिलंब और परावर्तित किरण एक ही तल में होते हैं। समतल दर्पण आभासी, सीधा और वस्तु के आकार के बराबर प्रतिबिंब बनाता है, जो दर्पण के पीछे उतनी ही दूरी पर होता है जितनी दूरी पर वस्तु सामने है, और जो पार्श्व परिवर्तित होता है, इसीलिए एंबुलेंस पर AMBULANCE उल्टा लिखा जाता है। अवतल दर्पण दूर की वस्तुओं का वास्तविक और उल्टा तथा बहुत निकट की वस्तु का बड़ा और सीधा प्रतिबिंब बनाता है, इसलिए दंत चिकित्सक, टॉर्च और वाहनों की हेडलाइट इसका उपयोग करते हैं; उत्तल दर्पण सदा बड़े क्षेत्र का सीधा और छोटा प्रतिबिंब बनाता है, इसलिए वाहनों में इसे पश्च-दृश्य दर्पण के रूप में लगाया जाता है। उत्तल लेंस प्रकाश को अभिसरित करता है और आवर्धन करता है; अवतल लेंस प्रकाश को अपसरित करता है। प्रिज़्म श्वेत प्रकाश को सात रंगों में विभक्त कर देता है, जैसा इंद्रधनुष में वर्षा की बूँदें करती हैं।

देखना

हम किसी वस्तु को तब देखते हैं जब उससे आने वाला प्रकाश हमारी आँखों में प्रवेश करता है। परितारिका पुतली का आकार नियंत्रित करती है, और लेंस प्रकाश को दृष्टिपटल (रेटिना) पर फ़ोकस करता है, जिसकी शलाकाएँ मंद प्रकाश के प्रति और शंकु तीव्र प्रकाश तथा रंगों के प्रति संवेदी होते हैं; अंध बिंदु पर प्रकाश-सुग्राही कोशिकाएँ नहीं होतीं। दृष्टिपटल पर प्रतिबिंब लगभग 1/16 सेकंड तक बना रहता है, इसी से चलचित्र संभव होते हैं। लुई ब्रेल की उभरे बिंदुओं वाली पद्धति दृष्टिबाधित लोगों को स्पर्श से पढ़ने में सक्षम बनाती है।

ध्वनि

ध्वनि कंपन करती वस्तुओं से उत्पन्न होती है; हमारी आवाज़ कंठ (स्वर यंत्र) में स्थित वाक् तंतुओं से आती है, जो पुरुषों में लगभग 20 mm लंबे और स्त्रियों में लगभग 5 mm छोटे होते हैं। ध्वनि को संचरण के लिए माध्यम चाहिए; यह ठोसों, द्रवों और गैसों में चलती है पर निर्वात में नहीं। प्रति सेकंड कंपनों की संख्या, अर्थात हर्ट्ज़ (Hz) में आवृत्ति, तारत्व तय करती है, और आयाम प्रबलता तय करता है, जिसे डेसिबल (dB) में मापा जाता है। मनुष्य लगभग 20 Hz से 20,000 Hz तक की ध्वनियाँ सुनता है, और कुत्ते इससे अधिक आवृत्तियाँ भी सुन सकते हैं। 80 dB से ऊपर की ध्वनि शारीरिक रूप से कष्टदायक हो जाती है, और ध्वनि प्रदूषण से अनिद्रा, उच्च रक्तचाप और श्रवण हानि हो सकती है।

विद्युत धारा के रासायनिक प्रभाव

नल का पानी, नमक का विलयन और नींबू का रस विद्युत का चालन करते हैं, जबकि आसुत जल तब तक दुर्बल चालक रहता है जब तक उसमें नमक न मिलाया जाए; विद्युत का चालन करने वाले अधिकांश द्रव अम्लों, क्षारकों और लवणों के विलयन होते हैं। LED वाला परीक्षित्र, जो दुर्बल धारा में भी दीप्त होता है, चालन को दर्शाता है। विलयन से धारा प्रवाहित करने पर इलेक्ट्रोडों पर गैस के बुलबुले बन सकते हैं, धातु जम सकती है या रंग बदल सकता है; 1800 में विलियम निकल्सन ने दिखाया कि जल से धारा प्रवाहित करने पर धन टर्मिनल से जुड़े इलेक्ट्रोड पर ऑक्सीजन के और दूसरे इलेक्ट्रोड पर हाइड्रोजन के बुलबुले बनते हैं। कॉपर सल्फेट विलयन से विद्युत लेपन में धन टर्मिनल से जुड़ी प्लेट का ताँबा ऋण टर्मिनल से जुड़ी वस्तु पर जम जाता है। क्रोमियम लेपन नलों, कार के पुर्ज़ों और साइकिल के हैंडल को चमकदार और खरोंच-रोधी सतह देता है, और खाद्य पदार्थों के डिब्बों के लिए टिन लेपित लोहे का उपयोग होता है क्योंकि टिन लोहे से कम अभिक्रियाशील है।

मुख्य तथ्य

बंद परिपथ - बल्ब जलता है; खुला परिपथ या फ़्यूज़ (टूटा) तंतु - धारा नहीं; चालक: धातुएँ, ग्रेफ़ाइट, मानव शरीर; विद्युतरोधी: रबड़, प्लास्टिक, लकड़ी, काँच।
तापीय प्रभाव: हीटर, इस्त्री, गीज़र, फ़्यूज़; लघुपथन या अतिभारण पर MCB अपने आप बंद हो जाता है; CFL और LED तापदीप्त बल्बों की तुलना में कम ऊर्जा ऊष्मा के रूप में व्यर्थ करते हैं।
ओर्स्टेड (1820): धारावाही तार कंपास सुई को विक्षेपित करता है; विद्युत चुंबक केवल धारा बहने तक चुंबक रहता है; क्रेन और विद्युत घंटी में उपयोग।
चुंबकीय पदार्थ: लोहा, निकेल, कोबाल्ट; समान ध्रुव प्रतिकर्षित करते हैं; प्रतिकर्षण चुंबक की निश्चित पहचान है; चुंबकों को रक्षकों के साथ जोड़ों में रखें।
समतल दर्पण का प्रतिबिंब: आभासी, सीधा, समान आकार, पार्श्व परिवर्तित, दर्पण के पीछे उतनी ही दूरी पर जितनी दूरी पर वस्तु सामने है।
अवतल दर्पण: दंत चिकित्सक, टॉर्च, हेडलाइट; उत्तल दर्पण: पश्च-दृश्य दर्पण (सीधा, छोटा, विस्तृत दृश्य); उत्तल लेंस: आवर्धक लेंस।
दृष्टि निर्बंध: लगभग 1/16 सेकंड; शलाकाएँ - मंद प्रकाश, शंकु - रंग; अंध बिंदु पर प्रकाश-सुग्राही कोशिकाएँ नहीं होतीं।
ध्वनि को माध्यम चाहिए, यह निर्वात में नहीं चल सकती; तारत्व आवृत्ति (Hz) पर और प्रबलता आयाम (dB) पर निर्भर; मनुष्य की श्रव्य परास लगभग 20 Hz से 20,000 Hz; 80 dB से ऊपर कष्टदायक।
विद्युत लेपन: वस्तु ऋण टर्मिनल पर, लेपन वाली धातु धन टर्मिनल पर; नलों और हैंडल पर क्रोमियम; खाद्य डिब्बों के लिए लोहे पर टिन; विलियम निकल्सन (1800) ने धारा से जल का विघटन किया।

एक नज़र में दोहराव

सेल: धातु की टोपी धन, धातु की डिस्क ऋण; बंद परिपथ में बल्ब जलता है; चालक बनाम विद्युतरोधी; हीटर और फ़्यूज़ में तापीय प्रभाव, MCB; ओर्स्टेड 1820, चुंबकीय प्रभाव; क्रेन और घंटी में विद्युत चुंबक; लोहा, निकेल, कोबाल्ट चुंबकीय; प्रतिकर्षण निश्चित पहचान; आपतन कोण = परावर्तन कोण; समतल दर्पण का प्रतिबिंब आभासी, सीधा, पार्श्व परिवर्तित; दंत चिकित्सक के लिए अवतल, पश्च-दृश्य के लिए उत्तल; दृष्टि निर्बंध 1/16 s; तारत्व-आवृत्ति, प्रबलता-आयाम; विद्युत लेपन में वस्तु ऋण टर्मिनल पर।

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