Physics vs Biology Physics - Class 12 UP Board Biology

भौतिकी और जीवविज्ञान: मुख्य अवधारणाएँ एवं प्रश्नोत्तर

वैद्युत फ्लक्स, मात्रक एवं नियम

वैद्युत फ्लक्स वह राशि है जो किसी क्षेत्र में गुजरने वाली वैद्युत बल रेखाओं की संख्या को दर्शाती है। इसका SI मात्रक वोल्ट-मीटर (Volt × Meter) है। वैद्युत फ्लक्स को $\Phi$ से दर्शाते हैं और यह वैद्युत क्षेत्र की तीव्रता तथा क्षेत्रफल सदिश पर निर्भर करता है।

• SI मात्रक: वोल्ट × मीटर (Volt × Meter)
• अन्य मात्रक: न्यूटन × मीटर² प्रति कूलम्ब (N·m²/C)
• फार्मूला: $\Phi = \vec{E} \cdot \vec{A}$ (यदि $\vec{E}$ और $\vec{A}$ समान दिशा में हों)

कूलॉम्ब का नियम एवं दूरी…

भौतिकी और जीवविज्ञान: मुख्य अवधारणाएँ एवं प्रश्नोत्तर

वैद्युत फ्लक्स, मात्रक एवं नियम

वैद्युत फ्लक्स वह राशि है जो किसी क्षेत्र में गुजरने वाली वैद्युत बल रेखाओं की संख्या को दर्शाती है। इसका SI मात्रक वोल्ट-मीटर (Volt × Meter) है। वैद्युत फ्लक्स को $\Phi$ से दर्शाते हैं और यह वैद्युत क्षेत्र की तीव्रता तथा क्षेत्रफल सदिश पर निर्भर करता है।

• SI मात्रक: वोल्ट × मीटर (Volt × Meter)
• अन्य मात्रक: न्यूटन × मीटर² प्रति कूलम्ब (N·m²/C)
• फार्मूला: $\Phi = \vec{E} \cdot \vec{A}$ (यदि $\vec{E}$ और $\vec{A}$ समान दिशा में हों)

कूलॉम्ब का नियम एवं दूरी का प्रभाव

कूलॉम्ब का नियम दो बिंदु आवेशों के बीच लगने वाले बल को दर्शाता है। बल का मान दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। यदि दूरी दोगुनी कर दी जाए तो बल $\frac{1}{4}$ गुना रह जाता है।

• फार्मूला: $F = k \frac{q_1 q_2}{r^2}$
• दूरी दोगुनी करने पर: $F' = \frac{F}{4}$
• मुख्य बिंदु: दूरी बढ़ने पर बल तेजी से घटता है।

परावैद्युतांक (Dielectric Constant) एवं माध्यम

शुद्ध धातु का परावैद्युतांक अनंत (∞) होता है जबकि वायु के लिए इसका मान 1 होता है। परावैद्युतांक माध्यम की प्रकृति पर निर्भर करता है।

• धातु के लिए: $K = \infty$
• वायु के लिए: $K = 1$

समांतर पट्टिका संधारित्र की धारिता

संधारित्र की धारिता प्लेटों के क्षेत्रफल, प्लेटों के बीच की दूरी और माध्यम पर निर्भर करती है, लेकिन प्लेटों पर उपस्थित आवेश पर निर्भर नहीं करती।

• फार्मूला: $C = \varepsilon_0 \frac{A}{d}$
• निर्भरता: क्षेत्रफल (A), दूरी (d), माध्यम ($\varepsilon_0$)
• निर्भर नहीं करता: प्लेटों पर उपस्थित आवेश

विशिष्ट प्रतिरोध (Resistivity) एवं निर्भरता

किसी तार का विशिष्ट प्रतिरोध (रो) केवल पदार्थ की प्रकृति और ताप पर निर्भर करता है, न कि लंबाई या क्षेत्रफल पर।

• फार्मूला: $R = \rho \frac{l}{A}$
• निर्भरता: पदार्थ की प्रकृति, तापमान
• निर्भर नहीं करता: लंबाई, क्षेत्रफल

गतिशीलता (Mobility) का मात्रक

गतिशीलता (μ) चालक में एकांक वैद्युत क्षेत्र में आवेश के वेग को दर्शाती है। इसका मात्रक $\text{m}^2 \text{V}^{-1} \text{s}^{-1}$ है।

• फार्मूला: $\mu = \frac{v_d}{E}$
• मात्रक: $\text{m}^2 \text{V}^{-1} \text{s}^{-1}$

ओम का नियम एवं V-I ग्राफ

ओम के नियम के अनुसार, V-I ग्राफ की ढाल प्रतिरोध (Resistance) को दर्शाती है। यदि चालक की भौतिक अवस्था अपरिवर्तित रहे तो विभवांतर और धारा का अनुपात स्थिर रहता है।

• फार्मूला: $V = IR$
• ढाल: $R = \frac{V}{I}$

किरचॉफ के नियम

किरचॉफ का प्रथम नियम (धारा संधि का नियम) आवेश संरक्षण के सिद्धांत पर आधारित है। द्वितीय नियम (लूप नियम) ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत पर आधारित है।

• प्रथम नियम: जंक्शन पर आने वाली और जाने वाली धारा का योग बराबर
• द्वितीय नियम: किसी बंद लूप में विभवांतर का योग शून्य

आदर्श अमीटर एवं सेल का आंतरिक प्रतिरोध

आदर्श अमीटर का आंतरिक प्रतिरोध शून्य होता है। आदर्श सेल का आंतरिक प्रतिरोध भी शून्य होता है, जिससे अधिकतम धारा प्रवाहित हो सके।

• आदर्श अमीटर: आंतरिक प्रतिरोध = 0
• आदर्श सेल: आंतरिक प्रतिरोध = 0

चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता का SI मात्रक

चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता (फ्लक्स डेंसिटी) का SI मात्रक टेस्ला (Tesla) है। चुंबकीय फ्लक्स का मात्रक वेबर (Weber) है। गॉस CGS मात्रक है।

• चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता: टेस्ला (T)
• चुंबकीय फ्लक्स: वेबर (Wb)
• 1 गॉस = $10^{-4}$ टेस्ला

पुष्पी पादपों में लैंगिक जनन एवं दोहरा निषेचन

आवृतबीजी पौधों में निषेचन के पश्चात बीज में भ्रूणपोष (एंडोस्पर्म) विकसित होता है, जो त्रिगुणित (ट्रिप्लॉइड) होता है। दोहरा निषेचन आवृतबीजी पौधों की प्रमुख विशेषता है।

• दोहरा निषेचन: नर युग्मक + द्वितीयक केंद्रक → भ्रूणपोष (त्रिगुणित)
• बीज के चारों ओर आवरण: आवृतबीजी
• एंजियोस्पर्म: उदाहरण - सेब

पुष्पी पादपों में लघु बीजाणु निर्माण

एक लघु बीजाणु जनक कोशिका अर्धसूत्री विभाजन द्वारा चार लघु बीजाणु बनाती है। 100 लघु बीजाणु बनाने के लिए 25 कोशिकाओं को विभाजित होना होगा।

• गणना: $100 \div 4 = 25$

टैपिटम परत का कार्य

पुष्पी पादपों के परागकोष में टैपिटम परत पराग कणों को पोषण देने का कार्य करती है। अन्य परतें सुरक्षा प्रदान करती हैं।

• टैपिटम: पोषण
• अन्य परतें: सुरक्षा

मानव प्रजनन: निषेचन एवं हार्मोन

मानव में अंडाणु का निषेचन सामान्यतः फैलोपियन नलिका के एम्पुला क्षेत्र में होता है। लीडिंग कोशिकाएं (Leydig cells) टेस्टोस्टेरोन (एंड्रोजन) हार्मोन का स्त्रावण करती हैं।

• निषेचन स्थान: फैलोपियन ट्यूब का एम्पुला
• हार्मोन: टेस्टोस्टेरोन (एंड्रोजन)

महिला प्रजनन हार्मोन

स्त्री में अंडोत्सर्ग (Ovulation) को ल्यूटिनाइजिंग हार्मोन (LH) प्रेरित करता है। दूध निर्माण के लिए प्रोलैक्टिन हार्मोन जिम्मेदार है, जबकि दूध निष्कासन के लिए ऑक्सीटोसिन।

• अंडोत्सर्ग: LH (ल्यूटिनाइजिंग हार्मोन)
• दूध निर्माण: प्रोलैक्टिन
• दूध निष्कासन: ऑक्सीटोसिन

IVF एवं उल्वेदन तकनीक

IVF का पूरा नाम इन विट्रो फर्टिलाइजेशन (In Vitro Fertilization) है। उल्वेदन (Amniocentesis) भ्रूण के स्वास्थ्य एवं लिंग की जांच के लिए प्रयुक्त तकनीक है।

• IVF: In Vitro Fertilization
• उल्वेदन: भ्रूण स्वास्थ्य एवं लिंग जांच

सहेली गोली का विकास

महिलाओं के लिए मौखिक गर्भनिरोधक गोली 'सहेली' का विकास सीडीआरआई (Central Drug Research Institute), लखनऊ में हुआ।

• विकास संस्थान: सीडीआरआई, लखनऊ

गर्भाशय की दीवार की मध्यपेशीय परत

गर्भाशय की दीवार की मध्यपेशीय परत को मायोमेट्रियम (Myometrium) कहते हैं। यह तीन परतों में मध्य की पेशीय परत है।

• बाहरी परत: पेरिमेट्रियम
• मध्य परत: मायोमेट्रियम
• आंतरिक परत: एंडोमेट्रियम

वीटस्टोन सेतु की सुग्राहिता

वीटस्टोन सेतु सर्वाधिक सुग्राही तब होता है जब चारों प्रतिरोध एक ही परिमाण में समान होते हैं। इसका उपयोग अज्ञात प्रतिरोध ज्ञात करने में होता है।

• संतुलन की अवस्था: $P/Q = R/S$
• सुग्राहिता: चारों प्रतिरोध समान

मुख्य परीक्षा बिंदु

• वैद्युत क्षेत्र और विभव के बीच संबंध: $E = -\frac{dV}{dr}$
• पुष्पी पादपों में भ्रूणपोष त्रिगुणित होता है।
• ओम के नियम में V-I ग्राफ की ढाल प्रतिरोध दर्शाती है।
• किरचॉफ के प्रथम नियम का आधार आवेश संरक्षण, द्वितीय का ऊर्जा संरक्षण।
• आदर्श अमीटर/सेल का आंतरिक प्रतिरोध शून्य।
• चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता का SI मात्रक टेस्ला।
• IVF का पूरा नाम इन विट्रो फर्टिलाइजेशन।
• सहेली गोली का विकास सीडीआरआई, लखनऊ में।
• टैपिटम परत पराग कणों को पोषण देती है।
• मानव में निषेचन फैलोपियन ट्यूब के एम्पुला में होता है।
• महिला में अंडोत्सर्ग LH हार्मोन से प्रेरित होता है।
• दूध निर्माण के लिए प्रोलैक्टिन हार्मोन जिम्मेदार है।
• उल्वेदन भ्रूण स्वास्थ्य एवं लिंग जांच के लिए प्रयुक्त तकनीक है।