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इकाइयों की व्युत्पत्ति और कहानियाँ

हम रोज़ जिन इकाइयों का उपयोग करते हैं, हर एक के नाम के पीछे एक कहानी है। मीटर का जन्म पृथ्वी के आकार से हुआ, तो अश्वशक्ति घोड़ों से तुलना से। आइए, अपने आस-पास की इकाइयों की व्युत्पत्ति, इतिहास और आज की परिभाषा को जानें।

मीटर (m)

व्युत्पत्ति

यूनानी शब्द métron (μέτρον) से, जिसका अर्थ है "मापना, माप"। मापने की क्रिया ही इस इकाई का नाम बन गई।

कहानी

1791 में फ्रांसीसी विज्ञान अकादमी ने एक मीटर को भूमध्य रेखा से उत्तरी ध्रुव तक की दूरी, यानी याम्योत्तर के चौथाई भाग, के एक करोड़वें हिस्से के रूप में परिभाषित किया। बाद में प्लैटिनम-इरीडियम से बना अंतरराष्ट्रीय मीटर प्रोटोटाइप बनाया गया, जो 1889 से लंबाई का विश्व मानक रहा।

आज की परिभाषा

1983 से मीटर को "निर्वात में प्रकाश द्वारा 1/299,792,458 सेकंड में तय की गई दूरी" के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिससे प्रकाश की गति c का मान ठीक 299,792,458 m/s नियत हो गया।

मीटर (m) →

स्रोत: Wikipedia (en): Metre

किलोग्राम (kg)

व्युत्पत्ति

यूनानी मूल का उपसर्ग kilo- (हज़ार) और फ़्रांसीसी gramme (उत्तर-लैटिन gramma से) मिलकर बना — शाब्दिक रूप से "हज़ार ग्राम"।

कहानी

एक सदी से अधिक समय तक किलोग्राम को "अंतरराष्ट्रीय किलोग्राम प्रोटोटाइप" (उपनाम "ल ग्रां के", Le Grand K) से परिभाषित किया जाता था — 90% प्लैटिनम और 10% इरीडियम का एक बेलन, जो पेरिस के पास BIPM की तिजोरी में रखा था। यह द्रव्यमान का एकमात्र भौतिक मानक था, पर दशकों में प्रोटोटाइप और उसकी प्रतियों में कुछ दर्जन माइक्रोग्राम का अंतर आ गया।

आज की परिभाषा

20 मई 2019 को किलोग्राम को प्लांक स्थिरांक h का मान ठीक 6.62607015×10⁻³⁴ J·s नियत करके पुनः परिभाषित किया गया, और 130 साल पुराना भौतिक प्रोटोटाइप अंततः सेवानिवृत्त हो गया।

किलोग्राम (kg) →

स्रोत: Wikipedia (en): Kilogram ·Wikipedia (en): International Prototype of the Kilogram

सेकंड (s)

व्युत्पत्ति

लैटिन secunda (pars) minuta से, अर्थात "दूसरा छोटा विभाजन"। एक घंटे को 60 भागों में बाँटने पर "मिनट" (पहला छोटा विभाजन) मिलता है; उसे फिर 60 भागों में बाँटने पर "सेकंड" मिलता है।

कहानी

लंबे समय तक एक सेकंड को औसत सौर दिवस (1 दिन) के 1/86,400 (= 24 घंटे × 60 × 60) के रूप में परिभाषित किया गया था। पर पृथ्वी का घूर्णन थोड़ा डगमगाता है, इसलिए अधिक स्थिर संदर्भ की ज़रूरत पड़ी।

आज की परिभाषा

1967 में सेकंड को सीज़ियम-133 परमाणु की मूल अवस्था के दो अति-सूक्ष्म स्तरों के बीच संक्रमण से उत्पन्न विकिरण के 9,192,631,770 आवर्तनों की अवधि के रूप में परिभाषित किया गया, जिससे समय परमाणु घड़ी पर आधारित हो गया।

सेकंड (s) →

स्रोत: Wikipedia (en): Second

सेल्सियस (°C)

व्युत्पत्ति

स्वीडिश खगोलविद आंदेर्स सेल्सियस (Anders Celsius, 1701–1744) के नाम पर। 1948 में अंतरराष्ट्रीय माप-तौल महासम्मेलन ने इसे "डिग्री सेल्सियस" नाम और प्रतीक °C दिया।

कहानी

सेल्सियस ने 1742 में जो पैमाना प्रस्तावित किया वह आज के उलट था: 0 पानी का क्वथनांक और 100 हिमांक था (संख्या जितनी बड़ी, उतनी ठंड)। उनकी मृत्यु के बाद पैमाना उलट दिया गया, जिससे 0 = हिमांक और 100 = क्वथनांक हो गया (इसका श्रेय कार्ल लिनियस आदि को दिया जाता है)।

आज की परिभाषा

आज यह रोज़मर्रा का पैमाना है जिसमें पानी 0°C पर जमता और 100°C पर उबलता है (मानक दाब पर)। एक डिग्री सेल्सियस का परिमाण ठीक एक केल्विन के बराबर परिभाषित है।

सेल्सियस (°C) →

स्रोत: Wikipedia (en): Celsius ·Wikipedia (en): Anders Celsius

फ़ारेनहाइट (°F)

व्युत्पत्ति

जर्मनी में जन्मे भौतिकविद् और उपकरण-निर्माता डैनियल गाब्रिएल फ़ारेनहाइट (Daniel Gabriel Fahrenheit, 1686–1736) के नाम पर।

कहानी

फ़ारेनहाइट ने यह पैमाना लगभग 1724 में स्थापित किया। उन्होंने पानी, बर्फ़ और अमोनियम क्लोराइड (नमक) के शीतक मिश्रण से बनने वाले न्यूनतम तापमान के निकट को 0°F रखा, और मानव शरीर के तापमान के लगभग को एक संदर्भ बिंदु बनाया (विवरण पर मतभेद हैं)।

आज की परिभाषा

आधुनिक परिभाषा में पानी 32°F पर जमता और 212°F पर उबलता है — ठीक 180 डिग्री का अंतर। अमेरिका आदि में यह आज भी रोज़मर्रा में प्रयुक्त होता है।

फ़ारेनहाइट (°F) →

स्रोत: Wikipedia (en): Fahrenheit ·Wikipedia (en): Daniel Gabriel Fahrenheit

केल्विन (K)

व्युत्पत्ति

आयरलैंड में जन्मे भौतिकविद् विलियम थॉमसन (प्रथम बैरन केल्विन, 1824–1907) के नाम पर, जिन्होंने ग्लासगो विश्वविद्यालय के पास बहने वाली केल्विन नदी के नाम पर अपनी उपाधि चुनी।

कहानी

SI की ऊष्मागतिक ताप इकाई, केल्विन एक निरपेक्ष पैमाना है जो परम शून्य (सैद्धांतिक न्यूनतम तापमान, जहाँ आणविक गति रुक जाती है, लगभग −273.15°C) से शुरू होता है। एक केल्विन का परिमाण एक डिग्री सेल्सियस के बराबर है, इसलिए सेल्सियस मान में 273.15 जोड़ने पर केल्विन मिलता है।

आज की परिभाषा

2019 की पुनर्परिभाषा के बाद से केल्विन को बोल्ट्ज़मान स्थिरांक k का मान ठीक 1.380649×10⁻²³ J/K नियत करके परिभाषित किया जाता है।

केल्विन (K) →

स्रोत: Wikipedia (en): Kelvin ·Wikipedia (en): William Thomson, 1st Baron Kelvin

अश्वशक्ति (hp)

व्युत्पत्ति

शाब्दिक रूप से "घोड़े की शक्ति" — स्कॉटिश इंजीनियर जेम्स वाट (James Watt, 1736–1819) द्वारा गढ़ी गई शक्ति की इकाई।

कहानी

वाट ने अपने भाप-इंजनों को उस समय के मुख्य शक्ति-स्रोत, यानी जुताई-ढुलाई के घोड़ों, से तुलना करके बेचने के लिए अश्वशक्ति परिभाषित की; इसका आधार वह दर था जिससे एक घोड़ा बोझ उठा सकता था। SI की शक्ति इकाई "वाट" भी स्वयं वाट के नाम पर है।

आज की परिभाषा

एक यांत्रिक अश्वशक्ति लगभग 33,000 फुट-पाउंड-बल प्रति मिनट (ft·lbf/min) के बराबर है, यानी लगभग 745.7 वाट।

अश्वशक्ति (hp) →

स्रोत: Wikipedia (en): Horsepower

मील (mi)

व्युत्पत्ति

लैटिन mille passus (milia passuum), यानी "हज़ार कदम" से। mille का अर्थ है "हज़ार"।

कहानी

रोमन मील 1000 "पेस" थी — एक पेस यानी दोनों पैरों का एक-एक कदम मिलाकर एक पूरा डग — कुल मिलाकर लगभग 1,480 मीटर। क्षेत्रों के अनुसार लंबाई बदलती रही, जब तक 1593 के अंग्रेज़ी अधिनियम ने मील को 8 फ़र्लांग, या 5,280 फुट, नियत नहीं कर दिया।

आज की परिभाषा

आधुनिक अंतरराष्ट्रीय मील ठीक 1,609.344 मीटर (1.609344 किमी) के रूप में परिभाषित है।

मील (mi) →

स्रोत: Wikipedia (en): Mile

इंच (in)

व्युत्पत्ति

लैटिन uncia, यानी "बारहवाँ हिस्सा" से — वही मूल जो औंस (ounce) का है। एक इंच एक फुट का बारहवाँ हिस्सा है।

कहानी

परंपरा से कहा जाता है कि यह अंगूठे की चौड़ाई से निकला। मध्यकालीन इंग्लैंड में इंच को "तीन जौ के दानों (barleycorn) को सिरे से सिरे तक रखने की लंबाई" के रूप में भी परिभाषित किया जाता था (1 इंच = 3 जौ के दाने)।

आज की परिभाषा

आधुनिक अंतरराष्ट्रीय इंच ठीक 25.4 मिमी (2.54 सेमी) के रूप में परिभाषित है।

इंच (in) →

स्रोत: Wikipedia (en): Inch

नॉट (kn)

व्युत्पत्ति

शाब्दिक रूप से "गाँठ (knot)" से। एक नॉट यानी एक नॉटिकल मील प्रति घंटा (लगभग 1.852 किमी/घंटा), जो जहाज़ों और विमानों की गति के लिए प्रयुक्त होता है।

कहानी

पाल के युग में नाविक एक रस्सी (लॉग लाइन) के सिरे पर लकड़ी का टुकड़ा बाँधकर समुद्र में फेंकते थे; रस्सी पर नियमित अंतराल पर गाँठें होती थीं। रेत-घड़ी से मापे गए एक निश्चित समय में जितनी गाँठें बाहर निकलतीं, उन्हें गिनकर जहाज़ की गति निकाली जाती — इसी से नाम पड़ा।

आज की परिभाषा

जिस नॉटिकल मील पर यह आधारित है वह याम्योत्तर पर अक्षांश के एक मिनट के बराबर है और आज ठीक 1,852 मीटर परिभाषित है, इसलिए एक नॉट 1,852 मीटर/घंटा है।

नॉट (kn) →

स्रोत: Wikipedia (en): Knot (unit) ·Wikipedia (en): Nautical mile

कैलोरी (cal)

व्युत्पत्ति

लैटिन calor, यानी "ऊष्मा" से। यह ऊष्मा या ऊर्जा की इकाई है।

कहानी

एक कैलोरी को मोटे तौर पर "एक ग्राम पानी का तापमान 1°C (1 K) बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा" के रूप में परिभाषित किया जाता है, हालाँकि मान संदर्भ जल-तापमान पर निर्भर करता है (जिससे 15°C कैलोरी जैसे रूप मिलते हैं)। ध्यान दें कि पोषण की "कैलोरी (Cal)" असल में एक किलोकैलोरी (kcal, 1,000 cal) होती है।

आज की परिभाषा

एक कैलोरी लगभग 4.184 जूल के बराबर है। SI की ऊर्जा इकाई जूल है, जिसे विज्ञान में आम तौर पर प्रयोग किया जाता है।

कैलोरी (cal) →

स्रोत: Wikipedia (en): Calorie

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

इकाइयों को भौतिक स्थिरांकों से पुनः परिभाषित क्यों किया गया?

प्रोटोटाइप जैसी भौतिक वस्तुएँ खो सकती हैं, क्षतिग्रस्त हो सकती हैं या समय के साथ बदल सकती हैं। प्रकाश की गति और प्लांक स्थिरांक जैसे भौतिक स्थिरांक ब्रह्मांड में हर जगह एक समान रहते हैं, इसलिए इन्हीं पर आधारित इकाइयाँ कोई भी, कभी भी, कहीं भी, कहीं अधिक परिशुद्धता से दोहरा सकता है। 2019 में किलोग्राम, केल्विन आदि इसी पद्धति में बदले।

मीटर को सबसे पहले कैसे परिभाषित किया गया था?

1791 में फ्रांसीसी विज्ञान अकादमी ने एक मीटर को भूमध्य रेखा से उत्तरी ध्रुव तक की दूरी (याम्योत्तर का चौथाई) का एक करोड़वाँ भाग परिभाषित किया। भौतिक प्रोटोटाइप के युग के बाद, 1983 से इसे "निर्वात में प्रकाश द्वारा 1/299,792,458 सेकंड में तय की गई दूरी" के रूप में परिभाषित किया जाता है।

पोषण वाली "कैलोरी" और भौतिकी वाली "कैलोरी" क्या एक ही हैं?

दरअसल ये अलग इकाइयाँ हैं। खाद्य लेबल वाली "कैलोरी (Cal)" भौतिकी की कैलोरी (cal) से 1000 गुना है, यानी एक किलोकैलोरी (kcal)। भौतिकी की एक कैलोरी एक ग्राम पानी का तापमान लगभग 1°C बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा है, जो लगभग 4.184 जूल के बराबर है।

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