Skip to content

← कक्षा ९

वैज्ञानिक अध्ययन

एकाइ 1 · पाठ्यपुस्तकका पृष्ठ 1–16

Read in English

परीक्षाअघि दोहोर्‍याउन कथा, रोचक तथ्य, फोटो, क्रियाकलाप र अन्तरक्रियात्मक सामग्री लुकाउनुहोस्
यस एकाइमा 11 खण्ड
  1. वैज्ञानिक अध्ययन कसरी सुरु हुन्छ
  2. 1.1 वैज्ञानिक प्रक्रियागत सिपहरू
  3. 1.2 वैज्ञानिक सिकाइ
  4. 1.3 विज्ञानका क्षेत्रहरू
  5. 1.4 वैज्ञानिक प्रयोगमा अपनाउनुपर्ने सुरक्षा उपायहरू
  6. 1.5 विज्ञान तथा प्रविधिका उपलब्धि र चुनौतीहरू
  7. 1.6 वैज्ञानिक नाप
  8. 1.7 वैज्ञानिक सङ्केतनमा लेख्ने तरिका
  9. 1.8 न्यूनतम नापको महत्त्व
  10. 1.9 औसत नापको महत्त्व
  11. अभ्यास

कागती अम्ल हो कि होइन? चाख्दा अमिलो लाग्ने भएकाले हो जस्तो लाग्छ। साबुन क्षार हो कि होइन? छुँदा चिप्लो लाग्छ। तर वैज्ञानिकका लागि “चाख्दा यस्तो लाग्यो” भन्ने आधार पर्याप्त हुँदैन। प्रयोगशालाका कतिपय पदार्थ त कहिल्यै चाख्नै हुँदैन। त्यसो भए जुनसुकै ठाउँका जोसुकैले पनि जाँचेर हेर्न सक्ने गरी कुनै कुरा पक्का गरी कसरी पत्ता लगाउने?

यस एकाइमा वैज्ञानिकहरू कुनै कुरा कसरी पत्ता लगाउँछन् भन्ने पढिन्छ: उनीहरूले अपनाउने चरण, प्रयोग गर्ने सिप, काम गर्ने क्षेत्र, सुरक्षित रहने उपाय र परमाणुको चौडाइदेखि सूर्यसम्मको दुरीसम्मका नाप लेख्ने तरिका।

वैज्ञानिक अध्ययन कसरी सुरु हुन्छ

काँक्रो, करेला, कागती, सुन्तला, तरबुजा, एक टुक्रा साबुन, एक बोतल सोडा पानी, पोटासियमको कुनै यौगिक भएको एउटा बट्टा र एक पोको नुन भान्सा तथा पसलमा सजिलै पाइन्छन्। यीमध्ये केही अमिला हुन्छन्, एउटा चिप्लो हुन्छ भने एउटा नुनिलो। यीमध्ये कुन कुन अम्लीय, कुन कुन क्षारीय र कुन कुन तटस्थ हुन्छन्?

यस प्रश्नको वैज्ञानिक अध्ययन केही स्पष्ट चरणमा गरिन्छ:

  1. प्रश्न: यीमध्ये कुन कुन अम्लीय, क्षारीय वा तटस्थ छन्?
  2. परिकल्पना (जाँच्न सकिने उचित अनुमान): “कागती र सुन्तलाजस्ता अमिला वस्तु अम्लीय हुन्छन्, साबुन क्षारीय हुन्छ र नुन तटस्थ हुन्छ।”
  3. प्रयोग: हरेक वस्तुलाई थोरै पानीमा घोलेर वा निचोरेर pH पेपर वा लिटमसजस्तो सूचकको प्रयोग गरी जाँचिन्छ।
  4. तथ्याङ्क: हरेकको pH मान लेखिन्छ (7 भन्दा कम भए अम्लीय, 7 भए तटस्थ र 7 भन्दा बढी भए क्षारीय)।
  5. निष्कर्ष: तथ्याङ्कलाई परिकल्पनासँग दाँजिन्छ। अनुमान मिल्यो कि मिलेन?

यस अध्ययनमा नाप चाहिन्छ। कुनै पनि नाप पूर्ण रूपमा ठ्याक्कै नहुने भएकाले होसियार वैज्ञानिकहरू हरेक वस्तुलाई एकभन्दा बढी पटक जाँचेर औसत निकाल्छन्। यसो गर्दा नतिजा अझ भरपर्दो हुन्छ। नाप लिने तरिका र औसतबारे थप कुरा यस एकाइको अन्त्यतिर छन्।

1.1 वैज्ञानिक प्रक्रियागत सिपहरू

तथ्य जान्नु विज्ञानको एउटा भाग मात्र हो। वैज्ञानिकलाई काम गर्ने तरिका अर्थात् सिप र वैज्ञानिक अभिवृत्ति पनि चाहिन्छ। जिज्ञासा, आफूले पाएको कुरामा इमानदारी तथा प्रमाणअनुसार आफ्नो विचार बदल्ने तत्परता वैज्ञानिक अभिवृत्तिका गुण हुन्। वैज्ञानिक अध्ययनमा प्रयोग हुने सिपलाई वैज्ञानिक प्रक्रियागत सिप भनिन्छ। यसअन्तर्गत मुख्य रूपमा यी सिप पर्छन्:

सिप यसको अर्थ
अवलोकन गर्ने ज्ञानेन्द्रिय (र उपकरण) को प्रयोग गरी कुनै कुरा ध्यान दिएर हेर्ने
प्रश्न सोध्ने जाँच्न सकिने स्पष्ट प्रश्न सोध्ने
वर्गीकरण गर्ने साझा गुणका आधारमा वस्तुहरूलाई समूहमा छुट्याउने
अनुमान गर्ने कुनै कुरा हुनुअघि नै के होला भनेर भन्ने
मापन गर्ने उपकरण र एकाइको प्रयोग गरी कुनै परिमाण कति छ भनेर पत्ता लगाउने
व्याख्या गर्ने तथ्याङ्कको अर्थ के हो भनेर बुझ्ने
निष्कर्ष निकाल्ने प्रमाणका आधारमा के ठहरिन्छ भनेर निर्णय गर्ने
सञ्चार गर्ने आफूले गरेको काम र पाएको नतिजा अरूले जाँच्न सकून् भनेर उनीहरूलाई बताउने

क्रियाकलाप 1.1: कागजको हवाईजहाजको चुनौती

तलको धारपखेटापखेटा1. लम्बाइतिर आधापट्याएर खोल्नुहोस्2. माथिका कुनाबिचसम्म पट्याउनुहोस्3. नयाँ किनारा फेरिबिचसम्म पट्याउनुहोस्4. बिचको रेखामाआधा पट्याउनुहोस्5. धर्सोमा हरेक पखेटातल पट्याउनुहोस्
चित्र 1.1 A4 पानाबाट सबैभन्दा सजिलो कागजको हवाईजहाज डार्ट पट्याउने तरिका। हरेक पटक पट्याउँदा टुप्पो अझ चुच्चो हुँदै जान्छ र अगाडिपट्टि कागजका तह थपिँदै जाँदा अगाडिको भाग गह्रौँ हुन्छ।

आफ्नो हवाईजहाज पट्याउनुअघि आशा भन्छिन्, “डार्ट साँघुरो हुने भएकाले मलाई लाग्छ, यो सबैभन्दा टाढा उड्छ।” उनले कुन प्रक्रियागत सिप प्रयोग गरिरहेकी छन्?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

1.2 वैज्ञानिक सिकाइ

कित्लीदेखि मौसमको पूर्वानुमानसम्म

कित्लीमा पानी उम्लँदा टुटीबाट बाफ निस्कन्छ। त्यो बाफमा स्टिलको चिसो रिकापी समात्दा रिकापीको पिँधमा पानीका थोपा बन्छन् र तल चुहिन्छन्। चिसोको सट्टा तातो रिकापी समात्दा भने निकै कम थोपा बन्छन्। यस सामान्य अवलोकनबाट यो निष्कर्ष निकाल्न सकिन्छ: सतह जति चिसो हुन्छ, पानीको बाफ उति छिटो थोपामा बदलिन्छ।

उम्लिरहेकोपानीको कित्लीबाफ(पानीको बाफ)बरफले रिकापी चिसो राख्छस्टिलको चिसो रिकापीबाफ द्रवीकरण भएरथोपा बन्छकचौरामा जम्मा हुनेपानी (आसुत)बर्नर
चित्र 1.2 कित्लीको बाफ चिसो रिकापीको पिँधमा ठोक्किएर फेरि पानीमा बदलिन्छ र तलको कचौरामा चुहिन्छ। यस प्रक्रियालाई द्रवीकरण भनिन्छ। पानी उमालेर बाफलाई यसरी द्रवीकरण गर्ने तरिकालाई आसवन भनिन्छ। यसबाट शुद्ध पानी बनाइन्छ।

आकाशमा पनि यस्तै हुन्छ। तातो र ओसिलो हावा माथि उठ्छ। हावा जति माथि पुग्छ, उति चिसो हुँदै जान्छ (औसतमा हरेक किलोमिटर माथि जाँदा करिब 6.5 °C चिसो)। त्यस हावामा भएको पानीको बाफ द्रवीकरण भएर साना साना थोपा बन्छ र ती थोपाबाट बादल बन्छ। थोपा ठुला भएपछि पानी पर्छ। यसै कारण मौसमविद्हरू उचाइअनुसार हावाको तापक्रम कसरी बदलिन्छ भनेर नाप्छन् र त्यही तथ्याङ्कका आधारमा बादल तथा वर्षाको पूर्वानुमान गर्छन्।

सूर्यवाष्पीकरणपानीको बाफ माथि उठ्छर चिसिन्छद्रवीकरण: बादलहावामाथि झन् चिसोपानी र हिउँनदी फेरि समुद्रतिरसमुद्र
चित्र 1.3 जलचक्र: सूर्यले समुद्र, ताल र जमिनलाई तताउँछ। पानी वाष्पीकरण भएर माथि उठ्छ अनि चिसिएर र द्रवीकरण भएर बादल बन्छ। पानी र हिउँ परेपछि त्यो पानी बग्दै फेरि समुद्रमा पुग्छ। कित्ली र चिसो रिकापी यसैको सानो रूप हो।

वैज्ञानिक सिकाइका चरणहरू

प्रकृतिबारे सङ्गठित तरिकाले ज्ञान निर्माण गर्ने प्रक्रियालाई विज्ञान भनिन्छ। यो ज्ञान अवलोकन गर्न र नाप्न सकिने कुरा अर्थात् तथ्यमा आधारित हुन्छ। तथ्यहरू हाम्रा ज्ञानेन्द्रिय र उपकरणको प्रयोगद्वारा सङ्कलन गरिन्छन्। वैज्ञानिकहरू प्रायः यी चरण अपनाउँछन्:

  1. अवलोकन, जिज्ञासा र प्रश्न। कुनै कुरा ध्यानमा आउँछ र त्यसबारे प्रश्न सोधिन्छ।
  2. परिकल्पना निर्माण। जाँच्न सकिने एउटा सम्भावित उत्तर अघि सारिन्छ।
  3. प्रयोगबाट परीक्षण। प्रयोग गरी तथ्याङ्क सङ्कलन गरिन्छ।
  4. परिणाम र निष्कर्ष। तथ्याङ्कको विश्लेषण गरी निष्कर्ष निकालिन्छ।
  5. परिकल्पना परीक्षण। निष्कर्ष परिकल्पनासँग मिल्छ कि मिल्दैन, जाँचिन्छ।
  6. प्रतिवेदन। परिणाम परिकल्पनासँग मिलेमा (परिकल्पना प्रमाणित भएमा) कामको प्रतिवेदन तयार गरी अरूसँग बाँडिन्छ। परिणाम नमिलेमा परिकल्पनालाई परिमार्जन गरिन्छ (वा नयाँ परिकल्पना बनाइन्छ) र सबै चरण फेरि दोहोर्‍याइन्छ।
1. अवलोकन,प्रश्न सोध्ने2. परिकल्पनानिर्माण3. प्रयोग:तथ्याङ्क सङ्कलन4. परिणाम रनिष्कर्ष5. परिकल्पनापरीक्षणमिलेमा6. प्रतिवेदन:सबैसँग बाँड्नेनमिलेमा: परिकल्पना परिमार्जन गरी फेरि जाँच्नेवा नयाँ प्रश्न सोध्ने
चित्र 1.4 वैज्ञानिक सिकाइका चरणहरू। प्रयोगबाट पुष्टि नभएको परिकल्पनालाई वैज्ञानिकहरू परिमार्जन गर्छन्, कहिलेकाहीँ त नयाँ प्रश्नबाटै फेरि सुरु गर्छन्। पुष्टि भएको परिकल्पनाको मात्र प्रतिवेदन बनाइन्छ।

वैज्ञानिकहरूले यिनै चरण अपनाएर बल, ऊर्जा, पदार्थ, जीवको उत्पत्ति, पृथ्वीको बनोट तथा ब्रह्माण्डको अध्ययन गरेका छन्। उनीहरूको निष्कर्षका आधारमा विज्ञानका नियम र सिद्धान्त प्रतिपादन गरिएका छन्। उदाहरणका लागि आइज्याक न्युटनले गुरुत्वाकर्षणको नियम पत्ता लगाए। यस नियमअनुसार ब्रह्माण्डका कुनै पनि दुई पिण्डबिच एकअर्कालाई तान्ने आकर्षण बल हुन्छ।

परिकल्पना बनाएपछि लगत्तै कुन चरण आउँछ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

1.3 विज्ञानका क्षेत्रहरू

एउटै मानिसले विज्ञानका सबै कुरा जान्न नसक्ने भएकाले यसलाई विभिन्न क्षेत्रमा बाँडिएको छ। जीव विज्ञान, भौतिक विज्ञान र रसायन विज्ञान विज्ञानका तीन मुख्य क्षेत्र हुन्। भूविज्ञान, खगोल विज्ञान, कृषि विज्ञान तथा वातावरण विज्ञानजस्ता अन्य क्षेत्रमा एकभन्दा बढी मुख्य क्षेत्रका ज्ञानको प्रयोग हुन्छ।

क. जीव विज्ञान

जीवहरूको अध्ययन गर्ने विज्ञानलाई जीव विज्ञान भनिन्छ। यसमा जीवहरूको बनोट, तिनले खाना खाने, सास फेर्ने, हुर्कने, फोहोर बाहिर फाल्ने तथा प्रजनन गर्ने तरिका, तिनको व्यवहार तथा अन्य जीव र वातावरणसँग तिनको सम्बन्धको अध्ययन गरिन्छ। ब्याक्टेरियादेखि हात्ती र मानिससम्म सबै जीव यसमा पर्छन्। जीव विज्ञान अध्ययन गर्ने वैज्ञानिकलाई जीवशास्त्री भनिन्छ।

जीव विज्ञानको ज्ञान खेतीपातीमा पनि काम लाग्छ। नेपाल कृषि अनुसन्धान परिषद् (नार्क)का वैज्ञानिकहरू बालीका राम्रा जात विकास गर्न तिनका वंशाणुको अध्ययन गर्छन्। पोसिलो मकै यस्तै एउटा जात हो। यसमा पाइने प्रोटिन साधारण मकैको प्रोटिनभन्दा मानिस र पशु दुवैका लागि राम्रो हुन्छ।

ख. भौतिक विज्ञान

पदार्थ र ऊर्जाको अध्ययन गर्ने विज्ञानलाई भौतिक विज्ञान (भौतिकशास्त्र) भनिन्छ। परमाणुभित्रदेखि सम्पूर्ण ब्रह्माण्डसम्मका बल, चाल, ऊर्जा, ताप, प्रकाश, ध्वनि, विद्युत् तथा चुम्बकत्व यसअन्तर्गत पढिन्छन्। भौतिक विज्ञान अध्ययन गर्ने वैज्ञानिकलाई भौतिकशास्त्री भनिन्छ। आइज्याक न्युटनले चालसम्बन्धी नियम र गुरुत्वाकर्षणसम्बन्धी नियम पत्ता लगाएका थिए। स्टिफन हकिङले ब्ल्याक होल र ब्रह्माण्डको इतिहासबारे अध्ययन गरेका थिए।

फुलेका लामा कपाल र कालो लबेदा लगाएका अधबैँसे आइज्याक न्युटनको रङ्गीन चित्र
चित्र 1.5 आइज्याक न्युटन (1643–1727)। यो चित्र सन् 1689 मा बनाइएको हो। त्यसको दुई वर्षअघि मात्र उनले चाल र गुरुत्वाकर्षणका नियम प्रकाशित गरेका थिए। फोटो: Godfrey Kneller, Public domain

ग. रसायन विज्ञान

पदार्थहरू केबाट बनेका हुन्छन् र तिनी कसरी अर्को पदार्थमा बदलिन्छन् भन्ने कुराको अध्ययन गर्ने विज्ञानलाई रसायन विज्ञान (रसायनशास्त्र) भनिन्छ। यसमा परमाणु र अणुका आधारमा पदार्थको अध्ययन गरिन्छ। फलाममा खिया लाग्नेजस्ता सामान्य प्रतिक्रियादेखि न्युक्लियर प्रतिक्रियासम्म यसअन्तर्गत पर्छन्। रसायन विज्ञान अध्ययन गर्ने वैज्ञानिकलाई रसायनशास्त्री भनिन्छ। पदार्थ परमाणुबाट बनेको हुन्छ भन्ने सिद्धान्त जोन डाल्टनले दिएका थिए। दिमित्री मेन्डलिभले तत्त्वहरूलाई तिनको पारमाणविक भार र गुणका आधारमा तालिकामा मिलाएका थिए। त्यतिबेलासम्म पत्ता नलागेका तत्त्वका लागि उनले तालिकामा खाली ठाउँ छोडेका थिए।

फुलेका लामा कपाल र लामो सेतो दाह्री भएका वृद्ध दिमित्री मेन्डलिभको पुरानो फोटो
चित्र 1.6 दिमित्री मेन्डलिभ (1834–1907)। उनले सन् 1869 मा तत्त्वहरूको पेरियोडिक तालिका प्रकाशित गरेका थिए। तालिकाका खाली ठाउँका आधारमा उनले त्यतिबेलासम्म कसैले नभेटेका तत्त्वहरूको भविष्यवाणी पनि गरेका थिए। फोटो: Unknown author, Public domain

काम बाँडेर गर्ने क्षेत्रहरू

केही क्षेत्रमा एकभन्दा बढी मुख्य क्षेत्रका ज्ञानको प्रयोग हुन्छ। यस्ता क्षेत्रलाई अन्तरविषयक क्षेत्र भनिन्छ। उदाहरणका लागि हिमालय कसरी अग्लिँदै छ भनेर अध्ययन गर्ने भूगर्भविद्ले भौतिक विज्ञान (बल) र रसायन विज्ञान (चट्टान तथा खनिज) दुवैको ज्ञान प्रयोग गर्छन्। कृषि वैज्ञानिकले जीव विज्ञान (बिरुवा), रसायन विज्ञान (मल तथा माटो) र भौतिक विज्ञान (पानी तथा मौसम) को ज्ञान प्रयोग गर्छन्। भूविज्ञान, खगोल विज्ञान, कृषि विज्ञान र वातावरण विज्ञान अन्तरविषयक क्षेत्रका उदाहरण हुन्।

विज्ञानका केही उपलब्धिहरू

क्षेत्र महत्त्वपूर्ण उपलब्धिहरू
जीव विज्ञान शल्यक्रिया, अङ्ग प्रत्यारोपण, खोप, क्लोनिङ, टेस्टट्युब बेबी (IVF), धेरै उब्जाउ दिने ठिमाहा बाली
भौतिक विज्ञान विद्युत् मोटर र इन्जिन, सूक्ष्मदर्शक यन्त्र, एक्स-रे, सञ्चार प्रविधि (रेडियो, फोन, इन्टरनेट), यातायात
रसायन विज्ञान औषधी, इन्धन, प्लास्टिक, धातु, सिमेन्ट, रासायनिक मल, कीटनाशक विषादी

एक जना पशु चिकित्सकले बिरामी भैँसीको उपचार गर्छन्। यो काम विज्ञानको कुन मुख्य क्षेत्रमा पर्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

1.4 वैज्ञानिक प्रयोगमा अपनाउनुपर्ने सुरक्षा उपायहरू

अगाडि पढ्नुअघि यी दुई प्रश्नबारे विचार गर्नुहोस्:

  1. गाढा अम्लबाट फिका अम्ल कसरी बनाइन्छ?
  2. अल्कोहललाई बिकरमा राखेर आगोमा तताउँदा के हुन सक्छ?

प्रयोगात्मक कार्यहरू प्रयोगशालामा तथा बाहिरी वातावरणमा गरिन्छन्। लापरवाहीसाथ प्रयोग गर्दा दुर्घटना हुन सक्छ। अल्कोहलले सजिलै आगो टिप्छ। बिकरमा राखेर आगोमा तताउँदा यसको बाफमा एक्कासि आगो लाग्न सक्ने भएकाले अल्कोहल राखिएको भाँडोलाई तातो पानी भएको कचौरामा राखेर तताइन्छ र नजिकै आगो राखिँदैन। यसलाई वाटरबाथ भनिन्छ। त्यस्तै गाढा अम्ललाई फिका बनाउँदा अम्लमा कहिल्यै पानी हाल्नुहुँदैन। पानीमा बिस्तारै अम्ल हाल्दै निरन्तर चलाउनुपर्छ।

टेस्टट्युबमा अल्कोहलतातो पानी:वाटरबाथबिजुलीको हट प्लेट: आगो छैनगाढा अम्ल,बिस्तारै खन्याइएकोसिसाकोडन्डीप्रशस्तपानीचलाउँदै पानीमा अम्ल: अम्लमा पानी कहिल्यै होइन
चित्र 1.7 सुरक्षित तरिकाले काम गर्ने दुई उदाहरण। बायाँ: अल्कोहललाई आगोमा होइन, वाटरबाथमा तताइन्छ। दायाँ: गाढा अम्ललाई बिस्तारै पानीमा खन्याइन्छ, पानीलाई अम्लमा कहिल्यै खन्याइँदैन।

कुनै पनि प्रयोग गर्दा अपनाउनुपर्ने सुरक्षा नियमहरू यस प्रकार छन्:

  1. शिक्षकको उपस्थितिमा मात्र प्रयोग गर्नुपर्छ।
  2. ल्याब कोट, सुरक्षा चस्मा तथा पन्जाजस्ता सुरक्षाका सामग्री लगाउनुपर्छ।
  3. जतिसुकै सानो दुर्घटना भए पनि शिक्षकलाई तुरुन्तै खबर गर्नुपर्छ।
  4. कुनै उपकरण चलाउनुअघि त्यो कसरी चल्छ भनेर जान्नुपर्छ।
  5. रसायन चाहिने जति मात्र प्रयोग गर्नुपर्छ।
  6. रसायन सुरक्षित तरिकाले चलाउनुपर्छ: रसायन कहिल्यै चाख्नुहुँदैन, सुँघ्नुपरेमा हातले हावालाई नाकतिर हम्केर मात्र सुँघ्नुपर्छ र सुरुमै लेबल पढ्नुपर्छ।
  7. काम गर्दा ढोका र झ्याल खुला राख्नुपर्छ।
  8. गाढा अम्ल चाहिएमा जहिले पनि शिक्षकलाई सोध्नुपर्छ।
  9. प्रयोगपछि ठाउँ सफा गर्नुपर्छ र हरेक उपकरण आफ्नै ठाउँमा राख्नुपर्छ।
  10. काम सकेपछि साबुनपानीले हात धुनुपर्छ।
फुलेका कपाल पछाडि बाँधेकी र कालो पोसाक लगाएकी मेरी क्युरीको श्वेतश्याम फोटो
चित्र 1.8 मेरी क्युरी (1867–1934), करिब सन् 1920 मा। फोटो: Henri Manuel, Public domain

रीनाले गाढा सल्फ्युरिक अम्ललाई फिका बनाउनुपर्ने छ। उनले के गर्नुपर्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

1.5 विज्ञान तथा प्रविधिका उपलब्धि र चुनौतीहरू

विज्ञानको विकाससँगै कामलाई छिटो र सजिलो बनाउने नयाँ नयाँ उपायको खोजी भइरहेको छ। यस्ता खोजबाट प्रविधि बन्छ। हामीले प्रयोग गर्ने मेसिन तथा काम गर्ने तरिकालाई प्रविधि भनिन्छ। वाष्प इन्जिन यसको एउटा उदाहरण हो। सुरुका वाष्प इन्जिन खानीबाट पानी निकाल्ने पम्प चलाउन प्रयोग हुन्थे। सन् 1760 को दशकदेखि जेम्स वाटले यसमा ठुलो सुधार गरे। उनले सुधारेका इन्जिनमा पहिलेको भन्दा निकै कम कोइला लाग्थ्यो। यसैले उनलाई प्रायः वाष्प इन्जिनका आविष्कारक भनिन्छ। पछि वाष्प इन्जिनबाट कारखाना, रेल तथा पानीजहाज चल्न थाले र यातायातमा सधैँका लागि ठुलो परिवर्तन आयो। त्यसपछि बाफबाट बिजुली उत्पादन गर्न थालियो। विद्युत् गृहमा बाफले टर्बाइन घुमाउँछ र टर्बाइनले जेनेरेटर घुमाउँछ।

तर हरेक प्रविधिको उचित व्यवस्थापन आवश्यक हुन्छ। बाफ बनाउन बालिने कोइलाले वायु प्रदूषण गर्छ। पारमाणविक भट्टीबाट धुवाँविना बिजुली उत्पादन हुन्छ। तर यसबाट निस्कने फोहोर हजारौँ वर्षसम्म खतरनाक रहने भएकाले त्यसलाई सुरक्षित तरिकाले राख्नुपर्छ। केही गडबड भएमा ठुलो क्षति हुन सक्छ:

  • सन् 1986 मा त्यतिबेला सोभियत सङ्घमा रहेको युक्रेनको चेर्नोबिलस्थित एउटा रियाक्टरमा विस्फोट भयो र रेडियोधर्मी पदार्थ युरोपका ठुला भूभागमा छरियो। त्यस क्षेत्रमा अझै पनि मानिस बस्न सक्दैनन्।
  • सन् 2011 मा जापानमा आएको भूकम्प र सुनामीका कारण फुकुसिमा पारमाणविक भट्टीमा क्षति पुग्यो र रेडियोधर्मी पदार्थ हावा तथा समुद्रमा चुहियो।
  • सन् 1984 मा भारतको भोपालस्थित कीटनाशक विषादी बनाउने एउटा कारखानाबाट विषालु ग्यास चुहियो र हजारौँ मानिसको ज्यान गयो।

यसरी विज्ञान तथा प्रविधिका हरेक उपलब्धिसँगै चुनौती पनि जोडिएका हुन्छन्।

1.6 वैज्ञानिक नाप

नापविना तुलना, पूर्वानुमान वा जाँच गर्न नसकिने भएकाले विज्ञानमा नापको ठुलो महत्त्व हुन्छ। विज्ञानमा प्रयोग हुने सङ्ख्या अति सानादेखि अति ठुलासम्म हुन्छन्, जस्तै: भाइरस वा परमाणुको साइज, पृथ्वी वा सूर्यको पिण्ड।

यस्ता सङ्ख्यालाई साधारण तरिकाले लेख्दा के हुन्छ, हेरौँ। एउटा कोरोना भाइरस करिब 0.0000001 m चौडा हुन्छ। पृथ्वीबाट सूर्यको दुरी करिब 150,000,000,000 m छ। यस्ता सङ्ख्या लेख्दा शून्य छुट्ने सम्भावना हुन्छ र पढ्न पनि गाह्रो हुन्छ। यस कारण वैज्ञानिकहरू यस्ता सङ्ख्यालाई दशको घाताङ्कमा लेख्छन्। यसलाई वैज्ञानिक सङ्केतन भनिन्छ।

दशको घाताङ्कले 10 लाई कति पटक गुणन (वा भाग) गरिएको छ भन्ने जनाउँछ:

ठुला सङ्ख्या साना सङ्ख्या
10¹ = 10 दश 10⁻¹ = 0.1 दश भागको एक भाग
10² = 100 सय 10⁻² = 0.01 सय भागको एक भाग
10³ = 1,000 हजार 10⁻³ = 0.001 हजार भागको एक भाग
10⁶ = 1,000,000 दश लाख 10⁻⁶ = 0.000001 दश लाख भागको एक भाग
10⁹ = 1,000,000,000 एक अर्ब 10⁻⁹ = 0.000000001 एक अर्ब भागको एक भाग

घाताङ्कले शून्यको सङ्ख्या जनाउँछ: 10⁶ भनेको 1 पछि छओटा शून्य हो। ऋणात्मक घाताङ्कले भागलाई जनाउँछ: 10⁻³ = 1 ÷ 1,000। त्यस्तै 10⁰ = 1 हुन्छ।

गरेर हेर्नुहोस्

परमाणुदेखि सूर्यसम्म

स्लाइडर सारेर परमाणुको साइजदेखि सूर्यसम्मको दुरीसम्म हेर्नुहोस्। स्केलको हरेक खुड्किलो अघिल्लो खुड्किलोभन्दा दश गुणा ठुलो छ।

10−1010−810−610−410−210010210410610810101012मिटर → हरेक खुड्किलो 10 गुणा ठुलोतपाईँ
साधारण सङ्ख्यामा
1.5 m
वैज्ञानिक सङ्केतनमा
1.5 × 100 m
उपसर्गसहित
150 सेन्टिमिटर (cm)

1.7 वैज्ञानिक सङ्केतनमा लेख्ने तरिका

पूर्व-पश्चिम राजमार्ग (महेन्द्र राजमार्ग) करिब 1,030 km लामो छ। मिटरमा यो लम्बाइ 1,030 × 1,000 = 1,030,000 m हुन्छ। यसलाई वैज्ञानिक सङ्केतनमा लेख्न दशमलव विन्दुलाई बायाँतिर सार्दै लगिन्छ। बिन्दुअगाडि शून्यबाहेकको एउटा मात्र अङ्क बाँकी रहेपछि रोकिन्छ र विन्दु कति स्थान सर्‍यो भनेर गनिन्छ। यहाँ विन्दु 6 स्थान सर्छ।

1,030,000 m=1.03×106 m 1{,}030{,}000\ \text{m} = 1.03 \times 10^{6}\ \text{m}

वैज्ञानिक सङ्केतनमा लेखिएको सङ्ख्याका तीन भाग हुन्छन्:

  • गुणाङ्क (केही किताबमा यसलाई मन्टिसा पनि भनिन्छ): 1 वा त्योभन्दा ठुलो तर 10 भन्दा सानो सङ्ख्या, यहाँ 1.03;
  • आधार: यो सधैँ 10 हुन्छ;
  • घाताङ्क (यसलाई index वा exponent पनि भनिन्छ): यहाँ 6।
1.03×106mगुणाङ्क1 देखि 10 भन्दा कमसम्मआधारसधैँ 10घाताङ्क (index, exponent)विन्दु कति स्थान सर्‍योएकाइ
चित्र 1.9 वैज्ञानिक सङ्केतनमा लेखिएको सङ्ख्याका भागहरू।
सङ्ख्या रूपान्तरण गर्ने तरिका वैज्ञानिक सङ्केतन
83,000 MW = 83,000,000,000 W दशमलव विन्दुलाई 10 स्थान बायाँ सार्ने 8.3 × 10¹⁰ W
पृथ्वीदेखि सूर्यसम्म = 150,000,000 km दशमलव विन्दुलाई 8 स्थान बायाँ सार्ने 1.5 × 10⁸ km
कोरोना भाइरसको साइज = 0.0000001 m दशमलव विन्दुलाई 7 स्थान दायाँ सार्ने 1 × 10⁻⁷ m

वैज्ञानिक सङ्केतनका नियमहरू

  1. आधार सधैँ 10 हुन्छ।
  2. घाताङ्क पूर्णाङ्क हुन्छ। 10 वा त्योभन्दा ठुला सङ्ख्याको घाताङ्क धनात्मक, 1 भन्दा साना सङ्ख्याको ऋणात्मक र 1 देखि 10 भन्दा सानासम्मका सङ्ख्याको 0 हुन्छ (5 = 5 × 10⁰)।
  3. गुणाङ्क 1 वा त्योभन्दा ठुलो र 10 भन्दा सानो हुन्छ। यसमा दशमलव बिन्दुअगाडि शून्यबाहेकको ठ्याक्कै एउटा अङ्क हुन्छ (3.6, 1.03 र 9.99 ठिक छन्; 36 र 0.36 ठिक छैनन्)।
  4. ठुलो सङ्ख्यामा दशमलव विन्दु बायाँ सर्छ र घाताङ्क धनात्मक हुन्छ: 600,000 = 6 × 10⁵।
  5. 1 भन्दा सानो सङ्ख्यामा दशमलव विन्दु दायाँ सर्छ र घाताङ्क ऋणात्मक हुन्छ: 0.00006 = 6 × 10⁻⁵।

गरेर हेर्नुहोस्

दशमलव विन्दु सार्नुहोस्

विन्दुलाई बायाँ वा दायाँ सार्नुहोस्। मान उही रहने गरी घाताङ्क आफैँ बदलिन्छ। बिन्दुअगाडि शून्यबाहेकको एउटा मात्र अङ्क रहेपछि रोकिनुहोस्।

सङ्ख्या: 1,030,000

1030000. × 100

सुरु: विन्दु आफ्नै ठाउँमा छ, त्यसैले घाताङ्क 0 हो (100 = 1).

0 स्थान दायाँ सर्‍यो, त्यसैले घाताङ्क 0 हो। अझै वैज्ञानिक सङ्केतन भएन: बिन्दुअगाडि एकभन्दा बढी अङ्क छन्।

वैज्ञानिक सङ्केतन भयो! 0 स्थान दायाँ सर्‍यो, त्यसैले घाताङ्क ऋणात्मक छ।

मेट्रिक उपसर्ग

एक किलोग्राममा कति ग्राम हुन्छ? यसको उत्तर किलो शब्दमै छ: किलोको अर्थ 1,000 हो। मेट्रिक प्रणालीमा एकाइलाई पटक पटक 10 ले गुणन वा भाग गरेर ठुलो वा सानो बनाइन्छ। हरेक साइजका लागि एकाइको अगाडि एउटा छोटो शब्द जोडिन्छ। यसलाई मेट्रिक उपसर्ग भनिन्छ। मिटर, ग्राम र लिटर सबैमा उपसर्गहरू एउटै तरिकाले प्रयोग हुन्छन्।

किलो (k)× 1000हेक्टो (h)× 100डेका (da)× 10मिटर, ग्राम,लिटरडेसी (d)÷ 10सेन्टी (c)÷ 100मिली (m)÷ 1000एक खुड्किलो तल:सङ्ख्या × 10(सानो एकाइ, त्यसैले सङ्ख्या धेरै)एक खुड्किलो माथि:सङ्ख्या ÷ 10(ठुलो एकाइ, त्यसैले सङ्ख्या थोरै)2 km = 20 hm = 200 dam = 2,000 m = 20,000 dm = 200,000 cm = 2,000,000 mm
चित्र 1.10 मेट्रिक भर्‍याङ। हरेक खुड्किलो तल झर्दा सङ्ख्यालाई 10 ले गुणन गरिन्छ भने हरेक खुड्किलो माथि चढ्दा 10 ले भाग गरिन्छ। त्यसैले 1 किलोग्राम = 1,000 ग्राम = 10³ g हुन्छ।

उपसर्ग प्रयोग गर्दा सङ्ख्या छोटो हुन्छ। पारासिटामोलको एउटा चक्कीमा 500 मिलिग्राम औषधी हुन्छ (0.5 g होइन)। नेपालमा खाना पकाउने ग्यासको एउटा सिलिन्डरमा 14.2 किलोग्राम ग्यास हुन्छ (14,200 g होइन)।

साना परिमाण उपसर्गसहित ठुला परिमाण उपसर्गसहित
एउटा चक्कीमा भएको औषधी 500 मिलिग्राम (mg) सिलिन्डरमा भएको ग्यास 14.2 किलोग्राम (kg)
मानिसको कपालको मोटाइ 17–181 माइक्रोमिटर (µm) नेपालको अनुमानित जलविद्युत् क्षमता 83,000 मेगावाट (MW)

मुख्य उपसर्ग र तिनका सङ्केत:

गुणज (multiples) सङ्केत मान भिन्न (fractions) सङ्केत मान
डेका (deca) da 10¹ डेसी (deci) d 10⁻¹
हेक्टो (hecto) h 10² सेन्टी (centi) c 10⁻²
किलो (kilo) k 10³ मिली (milli) m 10⁻³
मेगा (mega) M 10⁶ माइक्रो (micro) µ 10⁻⁶
गिगा (giga) G 10⁹ न्यानो (nano) n 10⁻⁹
टेरा (tera) T 10¹² पिको (pico) p 10⁻¹²

केही साना र ठुला साइज

वस्तु साइज
एउटा परमाणु करिब 10⁻¹⁰ m (0.1 nm)
चिनीजस्तो सानो अणु करिब 10⁻⁹ m (1 nm)
ब्याक्टेरियाजस्तो प्रोक्यारियोटिक कोष करिब 10⁻⁶ देखि 10⁻⁵ m (1–10 µm)
हाम्रो शरीरको जस्तो युक्यारियोटिक कोष करिब 10⁻⁵ देखि 10⁻⁴ m (10–100 µm)
प्रकाशको गति 3 × 10⁸ m/s
पृथ्वीको पिण्ड 6 × 10²⁴ kg
सूर्यको पिण्ड 2 × 10³⁰ kg

1.8 न्यूनतम नापको महत्त्व

स्केल (रुलर), स्टपवाच र प्रोट्याक्टर गरी तीनओटा उपकरण हेरौँ। यीमध्ये हरेकले के नाप्छ? हरेकबाट नाप्न सकिने सबैभन्दा सानो परिमाण कति हो?

क्र.स. उपकरण भौतिक परिमाण नाप्न सकिने सबैभन्दा सानो परिमाण
1 स्केल (रुलर) लम्बाइ 0.1 cm = 1 mm
2 स्टपवाच (डिजिटल) समय 0.01 s
3 प्रोट्याक्टर कोण 1°

कुनै उपकरणबाट नाप्न सकिने सबैभन्दा सानो परिमाणलाई त्यस उपकरणको न्यूनतम नाप भनिन्छ। स्केल भएको उपकरणमा सबैभन्दा सानो एउटा खण्डको मान नै न्यूनतम नाप हो।

  • स्केल। धेरैजसो स्केलको एउटा किनारामा सेन्टिमिटर (र अर्को किनारामा इन्च) अङ्कित हुन्छ। हरेक सेन्टिमिटरलाई 10 साना खण्डमा बाँडिएकाले एउटा खण्ड 1 cm ÷ 10 = 0.1 cm = 1 mm हुन्छ। यही 1 mm स्केलको न्यूनतम नाप हो। कापीको मोटाइ 1.2 cm नापियो भने त्यसको अन्तिम अङ्क (0.2 cm) सम्म मात्र यो स्केलबाट छुट्याउन सकिन्छ। योभन्दा मसिनो नाप यसबाट लिन सकिँदैन।
  • प्रोट्याक्टर। 0° र 10° का बिचमा 10 साना खण्ड हुने भएकाले एउटा खण्ड 10° ÷ 10 = 1° हुन्छ।
  • स्टपवाच। डिजिटल स्टपवाचले समय 0.01 s सम्म देखाउँछ। यो एक सेकेन्डको सय भागको एक भाग हो। साधारण हाते घडीले भने 1 s सम्म मात्र देखाउँछ। दौड प्रतियोगितामा खेलाडीहरू प्रायः एक सेकेन्डभन्दा कम फरकमा अन्तिम रेखामा पुग्ने भएकाले पहिलो, दोस्रो तथा तेस्रो स्थान छुट्याउन 0.01 s न्यूनतम नाप भएको स्टपवाच चाहिन्छ।
0123cm1 खण्ड = 1 mm1 cm = 10 खण्डन्यूनतम नाप = 1 cm ÷ 10 = 0.1 cm = 1 mm0°30°60°90°120°150°180°0° देखि 10° सम्म 10 खण्ड, त्यसैले हरेक 1°
चित्र 1.11 स्केलबाट न्यूनतम नाप पत्ता लगाउने तरिका। रुलरमा 1 cm लाई 10 खण्डमा बाँडिएकाले हरेक खण्ड 1 mm हो। प्रोट्याक्टरमा 10° लाई 10 खण्डमा बाँडिएकाले हरेक खण्ड 1° हो।

स्केल भएको कुनै पनि उपकरणको न्यूनतम नाप यस नियमबाट निकालिन्छ:

न्यूनतम नाप=अङ्क लेखिएका दुई चिह्नबिचको फरकतिनका बिचमा भएका खण्डको सङ्ख्या \text{न्यूनतम नाप} = \frac{\text{अङ्क लेखिएका दुई चिह्नबिचको फरक}}{\text{तिनका बिचमा भएका खण्डको सङ्ख्या}}

न्यूनतम नाप जति सानो हुन्छ, नाप उति ठ्याक्कै हुन्छ। मिटर स्केलबाट कपालको मोटाइ नाप्न सकिँदैन। यसैले वैज्ञानिकहरू नाप्नुपर्ने कुराअनुसार होसियारीसाथ उपकरण छान्छन्।

एउटा थर्मोमिटरमा 30 °C र 40 °C का चिह्न छन् र तिनका बिचमा 5 खण्ड छन्। यसको न्यूनतम नाप कति हो?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

1.9 औसत नापको महत्त्व

पहिले स्क्रिनमै प्रयास गरेर हेर्नुहोस्।

गरेर हेर्नुहोस्

खस्दै गरेको ढुङ्गाको समय नाप्नुहोस्

खसाल्नुहोस् थिच्नुहोस्, अनि ढुङ्गा टिनमा ठोक्किनेबित्तिकै रोक्नुहोस् थिच्नुहोस्। तीन पटक समय नापेर तिनको औसतलाई साँचो समयसँग दाँज्नुहोस्।

2 mटिनको पाताढ्याङ!0.00सेकेन्ड
पटक 1
–
पटक 2
–
पटक 3
–
औसत
–

ढुङ्गा टिनमा ठोक्किनेबित्तिकै रोक्नुहोस् थिच्नुहोस्। तपाईँका तीनओटा नाप एउटै हुने छैनन्।

धेरै ढिलो भयो: ढुङ्गा खसेपछि रोक्नुहोस् थिच्नुहोस्। त्यो पटक फेरि खसाल्नुहोस्।

2 m खस्न ढुङ्गालाई साँच्चै 0.64 s लाग्छ। तपाईँको औसत s कम आयो: औसतले अनियमित फरकलाई मिलाउँछ, तर तपाईँको हातले सधैँ अलि ढिलो प्रतिक्रिया गर्छ, त्यसैले औसत प्रायः अलि बढी आउँछ।

साना परिमाण एकै पटकमा नाप्न सबैभन्दा गाह्रो हुने भएकाले विज्ञानमा धेरै पटकको नापको औसत प्रयोग गरिन्छ। पटक पटक नाप्दा उही वा निकै नजिकको नतिजा आइरहेमा त्यस्तो नापलाई प्रिसाइज नाप भनिन्छ।

अभ्यास

1. सही उत्तर छनोट गर्नुहोस्

क. पशु चिकित्सा (भेटेरिनरी) पेसा विज्ञानको कुन क्षेत्रसँग सम्बन्धित छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

ख. जोहान ग्रेगर मेन्डल विज्ञानको कुन क्षेत्रसँग सम्बन्धित छन्?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

ग. साधारण स्केल (रुलर) को न्यूनतम नाप कति हुन्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

घ. 0.000024 लाई वैज्ञानिक सङ्केतनमा कसरी लेखिन्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

ङ. गिगा उपसर्गको मान कति हुन्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

2. तलका प्रश्नको उत्तर लेख्नुहोस्

क.

वैज्ञानिक अध्ययन कसरी गरिन्छ? व्याख्या गर्नुहोस्।

उत्तर
ख.

विज्ञानका क्षेत्रहरूको सूची बनाउनुहोस्।

उत्तर
ग.

विज्ञानका क्षेत्रहरूबिचको अन्तरसम्बन्धलाई उदाहरणसहित व्याख्या गर्नुहोस्।

उत्तर
घ.

वैज्ञानिक पद्धतिमा प्रयोगको कस्तो महत्त्व हुन्छ? उदाहरणसहित व्याख्या गर्नुहोस्।

उत्तर
ङ.

प्रयोगात्मक कार्य गर्दा अपनाउनुपर्ने सुरक्षाका उपायहरूको सूची बनाउनुहोस्।

उत्तर
च.

वैज्ञानिक सङ्केतनको परिभाषा लेख्नुहोस्।

उत्तर
छ.

सङ्ख्यालाई वैज्ञानिक सङ्केतनमा लेख्दा कुन कुन कुरामा ध्यान दिनुपर्छ?

उत्तर
ज.

मेट्रिक उपसर्ग किन आवश्यक छ? उदाहरणसहित बयान गर्नुहोस्।

उत्तर
झ.

न्यूनतम नाप छोटकरीमा बयान गर्नुहोस्।

उत्तर
ञ.

यी सङ्ख्यालाई वैज्ञानिक सङ्केतनमा लेख्नुहोस्:

  • i.1230000
  • ii.0.00042
  • iii.0.00000001
  • iv.300000000
उत्तर

यो पाठ्यपुस्तकको सहायक सामग्री हो, पाठ्यपुस्तकको सट्टा होइन। विद्यालयमा पढाइने पुस्तक नै पढ्नुहोस् र कुनै कुरा फरक परे शिक्षकको कुरा मान्नुहोस्। गल्ती भेटे हामीलाई भन्नुहोस्।