पृथ्वीवर असंख्य प्रकारचे सजीव आहेत. त्यांचा अभ्यास सोपा व्हावा म्हणून साम्य आणि फरक पाहून त्यांचे गट व उपगट केले जातात. या पाठात व्हिटाकर यांची पंचसृष्टी वर्गीकरण पद्धती आणि सूक्ष्मजीवांचे जीवाणू, आदिजीव, कवके, शैवाले व विषाणू असे वर्गीकरण दिले आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
साम्य व फरक यांच्या आधारे सजीवांची गटांत व उपगटांत विभागणी करणे म्हणजे वर्गीकरण.
शैवाले जलीय व प्रकाशसंश्लेषी असतात, उदा. क्लोरेला, क्लॅमिडोमोनास.
विषाणू (10 ते 100 nm) फक्त इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकातून दिसतात. ते प्रथिनांच्या आवरणातील DNA किंवा RNA असतात व फक्त सजीव पेशीतच वाढतात. त्यांना सजीव व निर्जीव यांच्या सीमारेषेवरील घटक म्हणतात.
राष्ट्रीय विषाणू संस्था, पुणे (स्थापना 1952) विषाणूंवर संशोधन करते.
महत्त्वाच्या संज्ञा
आदिकेंद्रकी पेशी – केंद्रकपटल असलेले सुस्पष्ट केंद्रक व पटलयुक्त पेशीअंगके नसलेली पेशी.
दृश्यकेंद्रकी पेशी – केंद्रकपटलाने वेढलेले सुस्पष्ट केंद्रक असलेली पेशी.
मृतोपजीवी – मृत व कुजणाऱ्या पदार्थांतून अन्न शोषून घेणारा सजीव.
जीवाणूभक्षी (बॅक्टेरिओफाज) – जीवाणूंवर हल्ला करणारा विषाणू.
कायटिन – कवकांच्या पेशीभित्तिकेतील कठीण जटिल शर्करा.
सूत्रे
1 मीटर = 10⁶ मायक्रोमीटर (µm)
1 मीटर = 10⁹ नॅनोमीटर (nm)
आकाराचा चढता क्रम: विषाणू < जीवाणू < कवके/शैवाले < आदिजीव
५ महत्त्वाचे प्रश्न
Q1. व्हिटाकर यांनी वर्गीकरणासाठी कोणते निकष वापरले?
आकार 10 ते 100 nm, फक्त इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाने दिसतात. प्रथिनांच्या आवरणात DNA किंवा RNA असते. ते फक्त सजीव पेशीत वाढतात व नंतर ती पेशी नष्ट करतात. पोलिओ, फ्ल्यू, एड्स असे रोग विषाणूंमुळे होतात.
Q3. कवकांचे पोषण कसे होते ते स्पष्ट करा.
कवकांमध्ये हरितद्रव्य नसल्याने ती स्वतः अन्न तयार करू शकत नाहीत. बहुतेक कवके मृतोपजीवी असतात; ती मृत वनस्पती व प्राणी आणि कुजणाऱ्या पदार्थांतून अन्नघटक शोषून घेतात.
Q4. मोनेरा सृष्टीत कोणत्या सजीवांचा समावेश होतो?
सर्व जीवाणू व नील-हरित शैवाल. हे एकपेशीय व आदिकेंद्रकी असून त्यांच्यात सुस्पष्ट केंद्रक व पेशीअंगके नसतात.
Q5. चूक की बरोबर ते लिहा: लॅक्टोबॅसिलाय हे उपद्रवी जीवाणू आहेत.
चूक. लॅक्टोबॅसिलाय हे उपयुक्त जीवाणू आहेत; ते दुधाचे दह्यात रूपांतर करतात.
परीक्षेसाठी टीप
पाच सृष्टी प्रत्येकी एका उदाहरणासह आणि सूक्ष्मजीवांचा आकारानुसार चढता क्रम पाठ करा.
आरोग्य म्हणजे फक्त रोग नसणे नव्हे. या पाठात रोग म्हणजे काय, रोगांचे प्रकार, महत्त्वाचे संसर्गजन्य रोग (रोगकारक, प्रसार, प्रतिबंध), कर्करोग, मधुमेह व हृदयविकार यांसारखे असंसर्गजन्य रोग, औषधांचा गैरवापर, जेनेरिक औषधे आणि निरोगी जीवनशैली यांची माहिती आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
आरोग्य म्हणजे शारीरिक, मानसिक व सामाजिक दृष्ट्या पूर्णपणे सुस्थितीत असणे; फक्त रोग नसणे म्हणजे आरोग्य नव्हे.
शरीराच्या शारीरिक किंवा मानसिक क्रियांमध्ये बिघाड होणे म्हणजे रोग. प्रत्येक रोगाची विशिष्ट लक्षणे असतात.
कालावधीनुसार: दीर्घकालीन व अल्पकालीन रोग. कारणानुसार: अनुवांशिक (उदा. डाऊन्स सिंड्रोम) व उपार्जित रोग. उपार्जित रोग संसर्गजन्य (सर्दी, फ्ल्यू, डेंग्यू) किंवा असंसर्गजन्य (मधुमेह, हृदयविकार) असतात.
संसर्गजन्य रोग दूषित हवा, पाणी, अन्न किंवा वाहक (कीटक, प्राणी) यांच्यामार्फत पसरतात.
क्षयरोग (TB) – मायकोबॅक्टेरियम ट्युबरक्युलोसिस जीवाणू; हवेतून व थुंकीतून प्रसार; BCG लस व DOT उपचार.
कावीळ (हिपॅटायटिस) – विषाणू A ते E; पटकी – व्हिब्रिओ कॉलरी; विषमज्वर (टायफॉइड) – साल्मोनेला टायफी. उकळलेले पाणी व स्वच्छता हा प्रतिबंध.
डेंग्यू – फ्लेविव्हायरस (DEN 1–4), एडीस इजिप्ती डासामुळे; रक्तातील रक्तबिंबिका कमी होतात. हिवताप – ॲनॉफेलिस मादी; हत्तीरोग – क्युलेक्स मादी.
स्वाईन फ्ल्यू – इन्फ्लुएन्झा A (H1N1) विषाणू; 2009 मध्ये मेक्सिकोत पहिला रुग्ण. एड्स – HIV विषाणू; ELISA चाचणीने निदान. रेबीज – बाधित प्राण्याच्या चाव्यातून; जलद्वेष हे मुख्य लक्षण.
कर्करोग – पेशींची अनियंत्रित, असामान्य वाढ. तंबाखू, मद्य, जंक फूड, तंतुमय पदार्थ कमी असलेला आहार ही संभाव्य कारणे.
मधुमेह – स्वादुपिंडातून इन्शुलिन कमी स्रवल्यामुळे रक्तातील ग्लुकोजवर नियंत्रण राहत नाही.
हृदयविकाराचा झटका आल्यास 108 क्रमांकावर फोन करावा आणि छातीच्या मध्यभागी दर मिनिटाला 100–120 वेळा दाब द्यावा.
जेनेरिक औषधे पेटंटशिवाय विकली जातात; गुणवत्ता तीच पण किंमत कमी. प्रधानमंत्री जनऔषधी योजना 1 जुलै 2015 पासून.
महत्त्वाच्या संज्ञा
रोगकारक – रोग निर्माण करणारा सूक्ष्मजीव.
वाहक – रोगकारक माणसापर्यंत पोहोचवणारा कीटक किंवा प्राणी.
दीर्घकालीन रोग – दीर्घ काळ टिकणारा रोग.
जलद्वेष – रेबीजमध्ये दिसणारी पाण्याची तीव्र भीती.
जेनेरिक औषध – पेटंटशिवाय तयार केलेले, स्वस्त पण तितकेच प्रभावी औषध.
सूत्रे
लक्षात ठेवायचे आरोग्य दिन:
7 एप्रिल – जागतिक आरोग्य दिन
14 जून – जागतिक रक्तदान दिन
29 सप्टेंबर – जागतिक हृदय दिन
14 नोव्हेंबर – जागतिक मधुमेह दिन
५ महत्त्वाचे प्रश्न
Q1. संसर्गजन्य व असंसर्गजन्य रोग यांतील फरक लिहा.
संसर्गजन्य रोग हवा, पाणी, अन्न किंवा वाहकांमार्फत एका व्यक्तीकडून दुसऱ्याकडे पसरतात (उदा. क्षयरोग, पटकी). असंसर्गजन्य रोग संपर्काने पसरत नाहीत; ते जीवनशैली, अनुवंश इत्यादींमुळे होतात (उदा. मधुमेह, कर्करोग).
Q2. गटात न बसणारा शब्द ओळखा: हिवताप, कावीळ, हत्तीरोग, डेंग्यू.
कावीळ – बाकीचे रोग डासांमार्फत पसरतात; कावीळ दूषित पाणी, सुया व रक्तातून पसरते.
Q3. मधुमेह व हृदयविकार होण्याची मुख्य कारणे कोणती?
अनुवंश, लठ्ठपणा, व्यायामाचा अभाव, मानसिक ताण; हृदयविकारासाठी धूम्रपान, मद्यपान, मधुमेह व उच्च रक्तदाब ही कारणेही असतात.
Q4. उकळलेले व गाळलेले पाणी प्यायल्याने कोणत्या रोगांपासून बचाव होतो?
पटकी, विषमज्वर, अतिसार, आमांश व कावीळ यांसारख्या पाण्यातून पसरणाऱ्या रोगांपासून.
Q5. जेनेरिक औषधे स्वस्त का असतात?
त्यांचे सूत्र आधीच उपलब्ध असते, त्यामुळे संशोधनाचा व पेटंटचा खर्च लागत नाही; मात्र गुणवत्ता ब्रँडेड औषधांइतकीच असते.
परीक्षेसाठी टीप
रोग – रोगकारक – प्रसाराचा मार्ग – प्रतिबंध असा तक्ता तयार करा; 2 गुणांचे बरेच प्रश्न यातूनच येतात.
दोन वस्तूंमधील आंतरक्रियेमुळे निर्माण होणारा ढकलणे किंवा ओढणे म्हणजे बल. या पाठात संपर्क व असंपर्क बले, संतुलित व असंतुलित बले, जडत्व, दाब व त्याची एकके, वातावरणीय दाब, प्लावक बल, आर्किमिडीजचे तत्त्व, घनता व सापेक्ष घनता यांचा अभ्यास आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
संपर्क बल प्रत्यक्ष स्पर्शाने कार्य करते (स्नायूंचे बल, घर्षण बल). असंपर्क बल स्पर्शाशिवाय कार्य करते (चुंबकीय, गुरुत्वीय, स्थितिक विद्युत बल).
घर्षण बल नेहमी गतीच्या विरुद्ध दिशेने कार्य करते. घर्षणामुळे आपण चालू शकतो; केळीच्या सालीवर घर्षण कमी झाल्याने आपण घसरतो.
संतुलित बले: समान व विरुद्ध, परिणामी बल शून्य, गती होत नाही. असंतुलित बले: परिणामी बल शून्य नसते, वस्तू मोठ्या बलाच्या दिशेने सरकते (उदा. रस्सीखेच).
एकाच दिशेतील बलांची बेरीज होते, विरुद्ध दिशेतील बलांची वजाबाकी होते. बलाला परिमाण व दिशा दोन्ही असल्याने ती सदिश राशी आहे.
बल गती सुरू करू शकते, थांबवू शकते, वेग व दिशा बदलू शकते आणि आकारही बदलू शकते.
जडत्व म्हणजे वस्तूची आपली मूळ स्थिती टिकवून ठेवण्याची प्रवृत्ती. प्रकार: विराम जडत्व, गतीचे जडत्व, दिशेचे जडत्व.
एकक क्षेत्रफळावर लंब दिशेने कार्य करणारे बल म्हणजे दाब. क्षेत्रफळ कमी तर दाब जास्त; म्हणून टाचणी, खिळे टोकदार असतात.
द्रव व वायू यांना द्रायू म्हणतात; द्रायू आपल्या पात्राच्या भिंतींवर दाब देतात.
पृथ्वीभोवतीच्या हवेमुळे निर्माण होणारा दाब म्हणजे वातावरणीय दाब. समुद्रसपाटीला तो सुमारे 1 वातावरण (≈ 1 bar) असतो.
द्रायूत वस्तू ठेवली असता तिच्यावर वरच्या दिशेने कार्य करणारे बल म्हणजे प्लावक बल.
आर्किमिडीजचे तत्त्व: वस्तू द्रायूत अंशतः किंवा पूर्णतः बुडवली असता तिच्यावर वरच्या दिशेने प्लावक बल कार्य करते आणि ते वस्तूने बाजूला सारलेल्या द्रायूच्या वजनाइतके असते.
जहाज, पाणबुडी, दुग्धतामापी (लॅक्टोमीटर) व आर्द्रतामापी (हायड्रोमीटर) या तत्त्वावर कार्य करतात.
महत्त्वाच्या संज्ञा
जडत्व – विराम किंवा गती या स्थितीत राहण्याची वस्तूची प्रवृत्ती.
दाब – पृष्ठभागावर लंब दिशेने एकक क्षेत्रफळावर कार्य करणारे बल.
प्लावक बल – द्रायूमधील वस्तूवर द्रायूने वरच्या दिशेने लावलेले बल.
घनता – एकक आकारमानातील वस्तुमान.
सापेक्ष घनता – पदार्थाची घनता भागिले पाण्याची घनता.
सूत्रे
दाब = बल / क्षेत्रफळ; SI एकक N/m² = पास्कल (Pa)
1 bar = 10⁵ Pa; 1 mbar = 10² Pa = 1 hPa (हेक्टोपास्कल)
घनता = वस्तुमान / आकारमान; SI एकक kg/m³
सापेक्ष घनता = पदार्थाची घनता / पाण्याची घनता (एकक नाही)
वजन W = mg (g = 9.8 m/s²)
५ महत्त्वाचे प्रश्न
Q1. 50 N वजनाची पेटी 0.25 m² क्षेत्रफळावर ठेवली आहे. दाब काढा.
दाब = बल / क्षेत्रफळ = 50 / 0.25 = 200 N/m² म्हणजेच 200 Pa.
Q2. लोखंडाची घनता 7.85 × 10³ kg/m³ आणि पाण्याची 10³ kg/m³ आहे. लोखंडाची सापेक्ष घनता काढा.
वस्तू द्रायूत अंशतः किंवा पूर्णतः बुडवली असता तिच्यावर वरच्या दिशेने बल कार्य करते व ते बाजूला सारलेल्या द्रायूच्या वजनाइतके असते. उपयोग: जहाज व पाणबुडी बनवणे; दुग्धतामापी व आर्द्रतामापी.
Q4. ग्लासवरील कार्ड जोरात टिचकी मारून उडवल्यावर नाणे ग्लासात का पडते?
विराम जडत्वामुळे. कार्ड वेगाने पुढे जाते पण नाणे आपली विराम स्थिती टिकवते, त्यामुळे ते सरळ ग्लासात पडते.
Q5. खिळ्यांची टोके अणकुचीदार का असतात?
टोकाचे क्षेत्रफळ खूप कमी असल्याने तेवढ्याच बलाने खूप जास्त दाब निर्माण होतो व खिळा सहज आत जातो.
परीक्षेसाठी टीप
पास्कलमध्ये दाब काढण्यापूर्वी cm² चे m² मध्ये रूपांतर करा (10,000 ने भागा).
वाहकातील इलेक्ट्रॉन प्रवाहित झाल्यावर धाराविद्युत मिळते. या पाठात विद्युतस्थितिक विभव, विभवांतर, विद्युतधारा व तिचे एकक, विविध विद्युतघट (कोरडा घट, लेड-आम्ल घट, निकेल-कॅडमिअम व लिथिअम आयन घट), विद्युत परिपथ, घटांची एकसर व समांतर जोडणी आणि विद्युतधारेचे चुंबकीय परिणाम (विद्युतचुंबक, विद्युतघंटा) यांचा अभ्यास आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
धन प्रभार जास्त विद्युतपातळीकडून कमी विद्युतपातळीकडे वाहतो. या विद्युतपातळीला विद्युतस्थितिक विभव म्हणतात.
दोन बिंदूंमध्ये विभवांतर असेल तरच विद्युतधारा वाहते. विभवांतराचे SI एकक व्होल्ट (V).
इलेक्ट्रॉन ऋण अग्राकडून धन अग्राकडे वाहतात; रूढ विद्युतधारेची दिशा त्याच्या उलट दाखवतात.
वाहकातून एका सेकंदात वाहणारा प्रभार म्हणजे विद्युतधारा. SI एकक अँपिअर (A). विद्युतधारा ही अदिश राशी आहे.
विद्युतघट आपल्या दोन अग्रांमध्ये स्थिर विभवांतर टिकवून ठेवतो.
कोरडा विद्युतघट: झिंकचे पात्र ऋण अग्र; मध्यभागी ग्रॅफाइटची कांडी धन अग्र; तिच्याभोवती MnO₂ चा लगदा; विद्युत अपघटनी म्हणून ZnCl₂ व NH₄Cl यांचा ओलसर लगदा. कमी विद्युतधारा देतो, पण दीर्घकाळ टिकतो व कोणत्याही स्थितीत वापरता येतो.
लेड-आम्ल घट: Pb व PbO₂ ही विद्युतअग्रे, सौम्य सल्फ्युरिक आम्लात; सुमारे 2 V; पुन्हा प्रभारित करता येतो; जास्त विद्युतधारा देतो – मोटारगाड्या, ट्रक व UPS मध्ये वापर.
निकेल-कॅडमिअम व लिथिअम आयन घट पुन्हा प्रभारित करता येतात; लिथिअम आयन घट मोबाइल व लॅपटॉपमध्ये वापरतात.
विद्युतधारा ज्या बंद मार्गातून वाहते तो विद्युत परिपथ. परिपथ आकृती काढण्यासाठी चिन्हे वापरतात.
एकसर जोडणीत एका घटाचे धन अग्र पुढच्या घटाच्या ऋण अग्राला जोडतात; विभवांतरांची बेरीज होते. अनेक घट जोडून बॅटरी बनते.
तारेतून विद्युतधारा वाहताना तिच्याभोवती चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते (चुंबकसूची विचलित होते).
लोखंडी स्क्रूभोवती तारेचे वेटोळे गुंडाळून विद्युतधारा सोडल्यास तो फक्त धारा चालू असेपर्यंत चुंबक बनतो – विद्युतचुंबक. विद्युतघंटा विद्युतचुंबकावर चालते.
महत्त्वाच्या संज्ञा
विभवांतर – दोन बिंदूंच्या विद्युत विभवातील फरक; एकक व्होल्ट.
विद्युतधारा – विद्युत प्रभार वाहण्याचा दर; एकक अँपिअर.
विद्युतघट – रासायनिक अभिक्रियेने स्थिर विभवांतर टिकवणारे साधन.
बॅटरी – एकमेकांना जोडलेले दोन किंवा अधिक घट.
विद्युतचुंबक – मृदू लोखंडाभोवतीच्या वेटोळ्यातून धारा सोडून बनवलेला तात्पुरता चुंबक.
सूत्रे
विद्युतधारा I = प्रभार Q / काल t; 1 अँपिअर = 1 कूलोम / 1 सेकंद (1 A = 1 C/s)
एकसर जोडणी: एकूण विभवांतर = सर्व घटांच्या विभवांतरांची बेरीज (उदा. 1.5 V चे 3 घट = 4.5 V)
५ महत्त्वाचे प्रश्न
Q1. विभवांतर म्हणजे काय? त्याचे एकक कोणते?
परिपथातील दोन बिंदूंच्या विद्युत विभवातील फरक म्हणजे विभवांतर. त्यामुळे प्रभार वाहतो. SI एकक व्होल्ट (V).
Q2. कोरड्या विद्युतघटाची रचना लिहा.
झिंकचे पात्र ऋण अग्र असते. मध्यभागी ग्रॅफाइटची कांडी धन अग्र असते, तिच्याभोवती MnO₂ चा लगदा असतो. या दोघांच्या मध्ये ZnCl₂ व NH₄Cl यांचा ओलसर लगदा विद्युत अपघटनी म्हणून असतो.
Q3. वाहनांमध्ये लेड-आम्ल घट का वापरतात?
ते जास्त विद्युतधारा पुरवू शकतात आणि वापरून संपल्यानंतर पुन्हा प्रभारित करता येतात.
Q4. 1.5 V चे तीन घट एकसर जोडले. एकूण विभवांतर किती?
एकूण विभवांतर = 1.5 + 1.5 + 1.5 = 4.5 V.
Q5. विद्युतघंटा कशी कार्य करते?
बटण दाबल्यावर वेटोळ्यातून धारा वाहते, ते विद्युतचुंबक बनून लोखंडी पट्टी ओढते आणि हातोडी घंटेवर आपटते. त्यामुळे स्क्रूशी संपर्क तुटतो, चुंबकत्व नाहीसे होते, पट्टी परत येते, पुन्हा संपर्क होतो आणि ही क्रिया जलद पुन्हा पुन्हा होते.
परीक्षेसाठी टीप
कोरडा घट व लेड-आम्ल घट यांच्या नामनिर्देशित आकृत्या आणि घट, दिवा, कळ यांची परिपथ चिन्हे सरावाने काढा.
अणू हा मूलद्रव्याचा असा सर्वांत लहान कण आहे ज्यात त्या मूलद्रव्याचे रासायनिक गुणधर्म टिकून असतात. या पाठात अणूविषयीच्या कल्पना कशा विकसित झाल्या (कणाद, डेमॉक्रिटस, डाल्टन, थॉमसन, रुदरफोर्ड, बोर), अणूतील मूलकण, अणुअंक व अणुवस्तुमानांक, इलेक्ट्रॉन संरूपण, संयुजा आणि समस्थानिके व त्यांचे उपयोग यांचा अभ्यास आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
महर्षी कणाद यांनी पदार्थाच्या सर्वांत लहान कणाला 'परमाणू' म्हटले; डेमॉक्रिटस यांनी 'ॲटम' (ग्रीक – अविभाज्य) हा शब्द वापरला.
डाल्टन (1803): द्रव्य अविभाज्य व अविनाशी अणूंचे बनलेले असते; एका मूलद्रव्याचे सर्व अणू सारखे असतात.
थॉमसन (1904): अणूमध्ये धन प्रभार पसरलेला असून त्यात इलेक्ट्रॉन रुतलेले असतात. इलेक्ट्रॉन हायड्रोजन अणूपेक्षा सुमारे 1800 पट हलका असतो.
रुदरफोर्ड (1911): अणूच्या मध्यभागी लहान, धनप्रभारित केंद्रक असते व त्यातच जवळजवळ सर्व वस्तुमान असते; इलेक्ट्रॉन केंद्रकाभोवती फिरतात.
बोर (1913): इलेक्ट्रॉन विशिष्ट ऊर्जा असलेल्या ठरावीक कवचांत (K, L, M, N) फिरतात; कवचात असताना ते ऊर्जा गमावत नाहीत.
केंद्रकात प्रोटॉन (धन प्रभार, वस्तुमान सुमारे 1u) व न्यूट्रॉन (प्रभार नाही, वस्तुमान सुमारे 1u) असतात. इलेक्ट्रॉनचे (ऋण प्रभार) वस्तुमान नगण्य असते.
प्रोटॉनची संख्या = इलेक्ट्रॉनची संख्या, म्हणून अणू विद्युतदृष्ट्या उदासीन असतो.
कवचातील कमाल इलेक्ट्रॉन = 2n²: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32.
सर्वांत बाहेरचे कवच म्हणजे संयुजा कवच; त्यातील इलेक्ट्रॉन म्हणजे संयुजा इलेक्ट्रॉन. संयुजा त्यांच्याशी संबंधित असते. अष्टक (हेलिअमसाठी द्विक) पूर्ण असल्यास संयुजा शून्य – राजवायू.
एकाच मूलद्रव्याचे, अणुअंक समान पण अणुवस्तुमानांक वेगळे असलेले अणू म्हणजे समस्थानिके, उदा. C-12, C-13, C-14.
अणुवस्तुमानांक (A) – प्रोटॉन व न्यूट्रॉन यांची एकूण संख्या.
इलेक्ट्रॉन संरूपण – अणूच्या कवचांमध्ये इलेक्ट्रॉनची झालेली विभागणी.
संयुजा इलेक्ट्रॉन – सर्वांत बाहेरच्या कवचातील इलेक्ट्रॉन.
समस्थानिके – एकाच मूलद्रव्याचे वेगवेगळा अणुवस्तुमानांक असलेले अणू.
सूत्रे
न्यूट्रॉनची संख्या N = A − Z
n व्या कवचातील कमाल इलेक्ट्रॉन = 2n²
1 u = 1.66 × 10⁻²⁷ kg
संयुजा इलेक्ट्रॉन x ≤ 4 असल्यास संयुजा = x; x ≥ 4 असल्यास संयुजा = 8 − x
५ महत्त्वाचे प्रश्न
Q1. बोर यांच्या अणूप्रारूपाची गृहीतके लिहा.
इलेक्ट्रॉन केंद्रकाभोवती विशिष्ट ऊर्जेच्या स्थिर कवचांत फिरतात. कवचात असताना ते ऊर्जा गमावत नाहीत. ऊर्जा शोषून इलेक्ट्रॉन वरच्या कवचात जातो व ऊर्जा बाहेर टाकून पुन्हा खालच्या कवचात येतो.
Q2. कॅल्शिअमचा अणुअंक 20 व अणुवस्तुमानांक 40 आहे. प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन व न्यूट्रॉन यांची संख्या काढा.
द्रव्याचे वर्गीकरण दोन प्रकारे करतात: भौतिक अवस्थेनुसार (स्थायू, द्रव, वायू) आणि रासायनिक संघटनानुसार (मूलद्रव्य, संयुग, मिश्रण). या पाठात तिन्ही अवस्थांचे कणांच्या आधारे स्पष्टीकरण, मिश्रणांचे प्रकार (द्रावण, निलंबन, कलिल), संयुगे, रेणुसूत्र व संयुजा यांची माहिती आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
द्रव्याच्या कणांमध्ये आंतररेण्वीय आकर्षण बल असते. ते स्थायूमध्ये सर्वांत जास्त, द्रवात मध्यम व वायूत अतिशय कमी असते.
स्थायूला निश्चित आकार व आकारमान असते व त्याचे संपीडन जवळजवळ होत नाही. द्रवाला निश्चित आकारमान असते पण आकार नसतो (तो वाहतो). वायूला निश्चित आकार व आकारमान दोन्ही नसतात व त्याचे संपीडन सहज होते.
मूलद्रव्य: एकाच प्रकारचे अणू (उदा. O₂, N₂). संयुग: दोन किंवा अधिक प्रकारचे अणू रासायनिक बंधाने जोडलेले (उदा. H₂O, CO₂). मिश्रण: मूलद्रव्ये/संयुगे भौतिकरीत्या एकत्र (उदा. हवा, पितळ).
मूलद्रव्यांचे प्रकार: धातू, अधातू व धातुसदृश.
पितळ = तांबे + जस्त; कासे (ब्राँझ) = तांबे + कथिल. संमिश्रे ही मिश्रणे आहेत.
ज्या भागाचे संघटन सर्वत्र सारखे असते त्याला प्रावस्था म्हणतात.
समांगी मिश्रण: एकच प्रावस्था (मिठाचे पाणी). विषमांगी मिश्रण: दोन किंवा अधिक प्रावस्था (पाण्यातील वाळू).
द्रावण हे समांगी मिश्रण असून पारदर्शक असते व गाळणकागदातून जाते. सर्वाधिक प्रमाणातील घटक द्रावक, बाकीचे द्राव्य; द्राव्य द्रावकात मिसळण्याला विरघळणे म्हणतात.
निलंबन: द्रव व स्थायू यांचे विषमांगी मिश्रण; कणांचा आकार 10⁻⁴ m पेक्षा मोठा; गाळून वेगळे करता येते (उदा. गढूळ पाणी).
कलिल: सुमारे 10⁻⁵ m आकाराचे कण सर्वत्र पसरलेले विषमांगी मिश्रण; गाळून वेगळे होत नाही (उदा. दूध, धूर, धुके).
संयुगात घटकांचे मूळ गुणधर्म नाहीसे होतात (लोखंड व गंधक तापवून बनलेले आयर्न सल्फाइड चुंबकाकडे आकर्षित होत नाही).
रेणुसूत्र एका रेणूतील प्रत्येक मूलद्रव्याच्या अणूंची संख्या दाखवते. संयुजांच्या फुलीगुणाकाराने ते लिहिता येते.
महत्त्वाच्या संज्ञा
प्रावस्था – सर्वत्र समान संघटन असलेला द्रव्याचा भाग.
द्रावक – द्रावणात सर्वाधिक प्रमाणात असणारा घटक.
द्राव्य – द्रावकात विरघळलेला घटक.
कलिल – अतिसूक्ष्म कण सर्वत्र सारखे पसरलेले विषमांगी मिश्रण.
संयुजा – अणूची इतर अणूंशी संयोग पावण्याची क्षमता.
सूत्रे
फुलीगुणाकार: मूलद्रव्य A (संयुजा a) + मूलद्रव्य B (संयुजा b) → AbBa, नंतर शक्य असल्यास सोपे रूप.
उदा. Al (3) व O (2) → Al₂O₃; Ca (2) व Cl (1) → CaCl₂.
कणांचा आकार: द्रावण < कलिल (सुमारे 10⁻⁵ m) < निलंबन (10⁻⁴ m पेक्षा जास्त)
५ महत्त्वाचे प्रश्न
Q1. समांगी व विषमांगी मिश्रण यांतील फरक लिहा.
समांगी मिश्रणात एकच प्रावस्था असून संघटन सर्वत्र सारखे असते (मिठाचे द्रावण). विषमांगी मिश्रणात दोन किंवा अधिक प्रावस्था असून संघटन सर्वत्र सारखे नसते (पाण्यातील वाळू).
Q2. कलिल म्हणजे काय? उदाहरणे द्या.
ज्या विषमांगी मिश्रणात अतिसूक्ष्म कण (सुमारे 10⁻⁵ m) सर्वत्र सारखे पसरलेले असतात, ते तळाशी बसत नाहीत व गाळून वेगळे होत नाहीत, त्याला कलिल म्हणतात. उदा. दूध, धूर, धुके.
Q3. ॲल्युमिनिअम (संयुजा 3) व क्लोरिन (संयुजा 1) यांच्या संयुगाचे रेणुसूत्र लिहा.
फुलीगुणाकाराने: AlCl₃.
Q4. वायूंना निश्चित आकार व आकारमान का नसते?
वायूंमध्ये आंतररेण्वीय आकर्षण बल अतिशय कमी असते, त्यामुळे कण मुक्तपणे हालचाल करून उपलब्ध सर्व जागा व्यापतात.
Q5. वर्गीकरण करा: हवा, पाणी, ऑक्सिजन, पितळ, कार्बन डायऑक्साइड.
मूलद्रव्यांचे धातू, अधातू व धातुसदृश असे वर्गीकरण केले जाते. या पाठात धातू व अधातू यांच्या भौतिक व रासायनिक गुणधर्मांची तुलना, राजधातू व सोन्याची शुद्धता (कॅरट), क्षरण व त्याचा प्रतिबंध आणि संमिश्रे यांचा अभ्यास आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
धातू तेजस्वी, कठीण, वर्धनीय, तन्य, नादमय व उष्णता आणि विजेचे सुवाहक असतात. त्यांची घनता व द्रवणांक जास्त असतो.
धातूंमधील अपवाद: पारा व गॅलिअम सामान्य तापमानाला द्रव; सोडिअम व पोटॅशिअम मऊ, सुरीने कापता येतात; Na, K, Li पाण्यापेक्षा हलके (लिथिअमची घनता 0.53 g/cc); शिसे विजेचे मंदवाहक.
चांदी, तांबे व ॲल्युमिनिअम उष्णतेचे उत्तम वाहक; सोने, चांदी, ॲल्युमिनिअम अतिशय वर्धनीय.
अधातू ठिसूळ, तेजहीन, दुर्वाहक असून त्यांची घनता व द्रवणांक कमी असतो. ते स्थायू (C, S, P), द्रव (ब्रोमिन) किंवा वायू (H₂, N₂, O₂) स्वरूपात आढळतात.
अधातूंमधील अपवाद: हिरा हा सर्वांत कठीण नैसर्गिक पदार्थ; ग्रॅफाइट विजेचा सुवाहक; हिरा व आयोडिन तेजस्वी.
धातुसदृश (As, Si, Ge, Sb) यांचे गुणधर्म धातू व अधातू यांच्या दरम्यान असतात.
धातूंमध्ये 1 ते 3 संयुजा इलेक्ट्रॉन असतात; ते इलेक्ट्रॉन गमावून धन-आयन तयार करतात (Na → Na⁺ + e⁻). अधातूंमध्ये 4 ते 7 संयुजा इलेक्ट्रॉन असतात; ते इलेक्ट्रॉन मिळवून ऋण-आयन तयार करतात (Cl + e⁻ → Cl⁻).
धातूंची ऑक्साइडे आम्लारीधर्मी तर अधातूंची ऑक्साइडे आम्लधर्मी असतात (CO₂ + H₂O → H₂CO₃).
धातू सौम्य आम्लाशी अभिक्रिया करून क्षार व हायड्रोजन वायू देतात. Na व K थंड पाण्याशी अभिक्रिया करतात; मॅग्नेशिअमला वाफ लागते. अधातू सौम्य आम्लाशी अभिक्रिया करत नाहीत.
राजधातू (सोने, चांदी, प्लॅटिनम, पॅलॅडिअम, ऱ्होडिअम) निसर्गात मुक्त अवस्थेत सापडतात व सहज अभिक्रिया करत नाहीत. 24 कॅरट सोने 100% शुद्ध; दागिन्यांसाठी 22 कॅरट (91.66%).
क्षरण: बाष्प असताना हवेतील वायूंशी अभिक्रिया होऊन धातू खराब होणे – लोखंडाला तांबूस गंज, तांब्यावर हिरवा थर, चांदी काळी पडते. प्रतिबंध: तेल, ग्रीस, रंग, वार्निश लावणे किंवा जस्ताचा थर देणे (जस्तलेपन).
संमिश्र म्हणजे धातूंचे (किंवा धातू व अधातूचे) समांगी मिश्रण. स्टेनलेस स्टील = लोखंड + कार्बन + क्रोमिअम + निकेल; कासे = तांबे + कथिल. कुतुबमिनारजवळील लोहस्तंभ सुमारे 1500 वर्षे गंजलेला नाही.
औद्योगिकीकरण, वाढती लोकसंख्या, खाणकाम, वाहतूक आणि खते व कीटकनाशकांचा अतिवापर यांमुळे पृथ्वीचे प्रदूषण होत आहे. या पाठात हवा, जल व मृदा प्रदूषणाची कारणे, परिणाम व उपाय, तसेच ओझोन थराचा ऱ्हास, हरितगृह परिणाम, आम्लवर्षा आणि प्रदूषण नियंत्रणाचे कायदे यांची माहिती आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
नैसर्गिक पर्यावरणात अपायकारक घटक मिसळून परिसंस्थेला हानी होणे म्हणजे प्रदूषण. प्रदूषण करणाऱ्या घटकांना प्रदूषके म्हणतात; ती नैसर्गिक किंवा मानवनिर्मित, विघटनशील किंवा अविघटनशील असतात.
हवा प्रदूषणाची नैसर्गिक कारणे: ज्वालामुखी, धुळीची वादळे, वणवे, सूक्ष्मजीव. मानवनिर्मित कारणे: इंधन व कचरा जाळणे, कारखाने, अणुऊर्जा प्रकल्प, स्फोट.
प्रमुख हवा प्रदूषके: SO₂ (डोळे व श्वसनमार्गाची जळजळ), CO (रक्ताची ऑक्सिजन वाहून नेण्याची क्षमता कमी करतो), नायट्रोजनची ऑक्साइडे (फुप्फुसांचा त्रास), धूलिकण (श्वसनाचे विकार, सिलिकोसिस).
लंडन धुरके (डिसेंबर 1952) आणि भोपाळ वायू दुर्घटना (2 डिसेंबर 1984 ची रात्र) या हवा प्रदूषणाच्या मोठ्या दुर्घटना आहेत.
CFC सारखी रसायने ओझोन थराचा ऱ्हास करतात; ओझोन थर अतिनील किरणांपासून आपले संरक्षण करतो.
CO₂, मिथेन, नायट्रस ऑक्साइड व CFC उष्णता अडवून ठेवतात – हे हरितगृह वायू. त्यांचे प्रमाण वाढल्याने जागतिक तापमानवाढ होते.
सल्फर व नायट्रोजन यांची ऑक्साइडे पावसाच्या पाण्यात मिसळून आम्ल तयार होते – आम्लवर्षा. त्यामुळे माती व पाणी आम्लधर्मी होतात, इमारती व सजीवांची हानी होते.
मृदा प्रदूषण: मातीच्या भौतिक, रासायनिक व जैविक गुणधर्मांत बदल होऊन तिची सुपीकता कमी होणे. कारणे: औद्योगिक कचरा, रासायनिक खते, कीटकनाशके, तणनाशके, घरगुती कचरा.
हवा, जल व मृदा प्रदूषण एकमेकांशी जोडलेले आहेत – उघड्यावर टाकलेला ओला कचरा आधी माती, मग पाणी व हवा प्रदूषित करतो.
कायदे: जल (प्रदूषण प्रतिबंध व नियंत्रण) कायदा 1974, हवा कायदा 1981, पर्यावरण संरक्षण कायदा 1986. महाराष्ट्र प्रदूषण नियंत्रण मंडळ व केंद्रीय प्रदूषण नियंत्रण मंडळ यांवर देखरेख ठेवतात.
महत्त्वाच्या संज्ञा
प्रदूषक – परिसंस्थेच्या नैसर्गिक कार्यात बाधा आणणारा घटक.
आम्लवर्षा – सल्फर व नायट्रोजनच्या ऑक्साइडांपासून बनलेली आम्ले असलेला पाऊस.
हरितगृह परिणाम – काही वायूंमुळे सूर्याची उष्णता पृथ्वीजवळ अडवली जाणे.
जागतिक तापमानवाढ – पृथ्वीच्या सरासरी तापमानात होणारी वाढ.
धुरके – धूर व धुके यांचे मिश्रण.
सूत्रे
महत्त्वाच्या घटना व कायदे:
लंडन धुरके – 5 ते 9 डिसेंबर 1952
भोपाळ वायू दुर्घटना – 2 डिसेंबर 1984
जल कायदा 1974, हवा कायदा 1981, पर्यावरण संरक्षण कायदा 1986
५ महत्त्वाचे प्रश्न
Q1. आम्लवर्षा म्हणजे काय? तिचे परिणाम लिहा.
कोळसा व इंधने जाळल्याने निर्माण होणारी सल्फर व नायट्रोजनची ऑक्साइडे पावसाच्या पाण्यात विरघळून आम्ले बनतात; असा पाऊस म्हणजे आम्लवर्षा. त्यामुळे माती व तलाव आम्लधर्मी होतात, जलचर मरतात, वनस्पती व इमारतींची हानी होते आणि जड धातू अन्नसाखळीत जातात.
Q2. हरितगृह परिणाम व जागतिक तापमानवाढ यांचा संबंध स्पष्ट करा.
हरितगृह वायू पृथ्वीने बाहेर टाकलेली उष्णता अडवून ठेवतात. त्यांचे प्रमाण वाढले की जास्त उष्णता अडवली जाते आणि पृथ्वीचे सरासरी तापमान वाढते – हीच जागतिक तापमानवाढ.
Q3. हवा प्रदूषण रोखण्याचे चार उपाय सुचवा.
सार्वजनिक वाहतूक व CNG/विद्युत वाहने वापरणे; कारखान्यांच्या धुराड्यांना गाळणीयंत्रे बसवणे; कचरा व पिकांचे अवशेष न जाळणे; जास्त झाडे लावणे; CFC वर बंदी.
Q4. पाणीपुरी खाल्ल्यानंतर उलट्या व जुलाब झाले – हे कोणते प्रदूषण आहे?
जल प्रदूषण (रोगजंतू असलेले दूषित पाणी).
Q5. मृदा प्रदूषणाचे परिणाम लिहा.
मातीची सुपीकता कमी होते, विषारी पदार्थ पिकांमधून अन्नसाखळीत जातात आणि अपायकारक घटक पाण्यात झिरपून जल प्रदूषण वाढते.
परीक्षेसाठी टीप
'कोणते प्रदूषण?' प्रश्नात संकेत शब्द पाहा: धूर/श्वास – हवा, पोटाचे विकार – जल, पीक कमी – मृदा.
या पाठात भूकंप, आग आणि दरड कोसळणे (भूस्खलन) या तीन आपत्तींचा अभ्यास आहे. त्यांची कारणे, परिणाम, घ्यायची काळजी, भूकंपरोधक इमारती, आगीचे प्रकार व आग विझवण्याच्या पद्धती आणि शाळेचा आपत्ती व्यवस्थापन आराखडा यांची माहिती दिली आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
पृथ्वीचा पृष्ठभाग अचानक हादरणे म्हणजे भूकंप. धक्के पृथ्वीच्या आतल्या ज्या बिंदूपासून सुरू होतात तो भूकंपनाभी; त्याच्या बरोबर वर पृष्ठभागावरील बिंदू भूकंपकेंद्र – तेथे सर्वाधिक हानी होते.
कारणे: भूपट्टांची हालचाल, ज्वालामुखी, मोठ्या धरणांचा ताण, खाणकाम, जमिनीखालील अणुचाचण्या, गरम भेगांमध्ये पाणी जाऊन वाफ तयार होणे.
परिणाम: जीवितहानी, इमारती, रस्ते व पाइपलाइन कोसळणे, शहरांत आगी, नद्यांचे प्रवाह व भूजल पातळी बदलणे, समुद्रतळाखाली भूकंप झाल्यास त्सुनामी.
भूकंपाच्या वेळी: घाबरू नये; टेबल किंवा पलंगाखाली आसरा घ्यावा किंवा डोके झाकून कोपऱ्यात बसावे; बाहेर असल्यास उंच इमारती, झाडे, विजेचे खांब यांपासून दूर राहावे; लिफ्टऐवजी जिना वापरावा; मुख्य वीजपुरवठा बंद करावा; मेणबत्तीऐवजी विजेरी वापरावी.
भूकंपरोधक इमारती IS 1893, IS 13920 यांसारख्या भारतीय मानकांनुसार बांधतात.
आगीचे प्रकार: A – घन पदार्थ (लाकूड, कागद); B – ज्वलनशील द्रव (पेट्रोल, तेल); C – वायू (LPG, ॲसिटिलीन); D – क्रियाशील धातू (सोडिअम, पोटॅशिअम); E – विद्युत उपकरणे.
आग विझवण्याच्या पद्धती: पाण्याने थंड करणे, हवा बंद करणे (वाळू, माती, फेस टाकून), ज्वलनशील पदार्थ दूर करणे. विजेमुळे लागलेल्या आगीवर वीज बंद करून CO₂ अग्निशामक वापरावा, पाणी कधीही नाही.
भेगांमध्ये पाणी जाऊन व अपक्षयाने सैल झालेले खडक व माती उतारावरून घसरणे म्हणजे दरड कोसळणे. कारणे: अतिवृष्टी, भूकंप, वृक्षतोड, रस्त्यासाठी डोंगर खोदणे. पुणे जिल्ह्यातील माळीण गाव दरड कोसळून गाडले गेले.
प्रत्येक शाळेने समित्या, नकाशा व आपत्कालीन संपर्क क्रमांक असलेला आपत्ती व्यवस्थापन आराखडा तयार करावा आणि रंगीत तालीम घ्यावी.
महत्त्वाच्या संज्ञा
भूकंपनाभी – पृथ्वीच्या आत भूकंप सुरू होणारा बिंदू.
भूकंपकेंद्र – भूकंपनाभीच्या बरोबर वर पृष्ठभागावरील बिंदू.
भूकंपरोधक इमारत – ठरावीक मर्यादेपर्यंत जमिनीच्या हालचालींनी न कोसळणारी इमारत.
रंगीत तालीम – आपत्तीच्या वेळी काय करावे याचा प्रत्यक्ष सराव.
सूत्रे
Key facts:
भूकंपाची तीव्रता – रिश्टर मापनपद्धती
आगीचा त्रिकोण: इंधन + ऑक्सिजन (हवा) + उष्णता; यातील एक घटक काढला की आग विझते.
भूकंपरोधक रचनेची मानके: IS 1893, IS 13920.
५ महत्त्वाचे प्रश्न
Q1. भूकंपाच्या वेळी कोणती काळजी घ्यावी?
घाबरून पळू नये. टेबल किंवा पलंगाखाली आसरा घ्यावा किंवा डोके झाकून कोपऱ्यात बसावे. बाहेर असल्यास इमारती, झाडे व विजेच्या खांबांपासून दूर राहावे. लिफ्ट वापरू नये. मुख्य वीजपुरवठा बंद करावा व मेणबत्ती पेटवू नये.
Q2. विजेमुळे किंवा तेलामुळे लागलेली आग पाण्याने का विझवू नये?
पाणी विजेचे वाहक असल्याने विजेचा धक्का बसू शकतो. तेल पाण्यापेक्षा हलके असल्याने पाण्यावर तरंगते व आग पसरते. अशा वेळी वाळू, फेस किंवा CO₂ अग्निशामक वापरावा.
Q3. दरड कोसळण्याची कारणे लिहा.
अतिवृष्टी, भूकंप, पूर, वृक्षतोडीमुळे होणारी मृदाधूप आणि रस्ते बांधताना डोंगर खोदणे.
Q4. भूकंपाचे कोणतेही चार परिणाम लिहा.
जीवित व वित्तहानी; रस्ते, पूल, पाइपलाइन यांची हानी; शहरांत आगी; किनारी भागात त्सुनामी; भूजल पातळी व नद्यांच्या प्रवाहात बदल.
Q5. आग विझवण्याच्या तीन पद्धती कोणत्या?
पाण्याने थंड करणे, वाळू/माती/फेस टाकून हवेचा पुरवठा बंद करणे आणि ज्वलनशील पदार्थ आगीपासून दूर करणे.
परीक्षेसाठी टीप
आगीचे पाच प्रकार प्रत्येकी एका उदाहरणासह व योग्य विझवण्याच्या पद्धतीसह पाठ करा.
पेशी हे सजीवांचे रचनात्मक व कार्यात्मक एकक आहे. या पाठात वनस्पती व प्राणी पेशींचे भाग (पेशीभित्तिका, प्रद्रव्यपटल, पेशीद्रव्य), पदार्थांची पेशीत ये-जा (विसरण, परासरण, पेशीय भक्षण) आणि केंद्रक, आंतर्द्रव्यजालिका, गॉल्गी संकुल, लयकारिका, तंतुकणिका, लवके व रिक्तिका या पेशीअंगकांची रचना व कार्ये दिली आहेत.
महत्त्वाचे मुद्दे
वनस्पती पेशीत पेशीभित्तिका, लवके व मोठी मध्यवर्ती रिक्तिका असते; प्राणी पेशीत पेशीभित्तिका व लवके नसतात आणि रिक्तिका लहान असतात.
पेशीभित्तिका: मुख्यतः सेल्युलोज व पेक्टिनपासून बनलेले मजबूत, लवचीक आवरण; पेशीला आधार व संरक्षण देते. वनस्पती, शैवाल व कवकांत असते.
प्रद्रव्यपटल (पेशीपटल): स्फुरिल मेदाच्या दोन थरांचे व प्रथिनांचे पातळ, लवचीक आवरण. ते निवडक्षम पार्य असून पेशीचे अंतर्गत संतुलन राखते.
पेशीय भक्षण (आत घेणे) व पेशी उत्सर्जन (बाहेर टाकणे) यांना ऊर्जा लागते; विसरण व परासरणाला लागत नाही.
परासरण: निवडक्षम पार्य पटलातून पाण्याचे जास्त पाणी असलेल्या भागाकडून कमी पाणी असलेल्या भागाकडे होणारे वहन.
अवपरासारी द्रावणात पाणी पेशीत शिरते (अंतःपरासरण – मनुका फुगतात). अतिपरासारी द्रावणात पाणी बाहेर पडते (बहिःपरासरण) व पेशीद्रव्य आकुंचन पावते – जीवद्रव्यसंकोच. समपरासारी द्रावणात पाण्याची निव्वळ हालचाल होत नाही.
पेशीद्रव्य हे पटल व केंद्रक यांच्यामधील चिकट द्रव; अनेक रासायनिक अभिक्रिया तेथे होतात.
केंद्रक पेशीच्या सर्व क्रियांचे नियंत्रण करते व त्यात गुणसूत्रे (DNA) असतात.
आंतर्द्रव्यजालिका पदार्थांचे वहन करते; खडबडीत जालिकेवर रायबोसोम असतात, गुळगुळीत जालिकेवर नसतात. रायबोसोम प्रथिने तयार करतात.
गॉल्गी संकुल (शोध – कॅमिलो गॉल्गी) प्रथिनांमध्ये बदल करून त्यांचे वेष्टन करून योग्य ठिकाणी पाठवते.
लयकारिकांमध्ये पाचक विकरे असतात; जुनी किंवा खराब पेशी फुटून त्या स्वतःच्या पेशीचे पचन करतात – म्हणून त्यांना 'आत्मघाती पिशव्या' म्हणतात.
तंतुकणिका ATP स्वरूपात ऊर्जा निर्माण करतात – पेशीचे 'ऊर्जाकेंद्र'. तंतुकणिका व लवके यांच्यात स्वतःचे DNA व रायबोसोम असतात.
लवके फक्त वनस्पती पेशीत: हरितलवक (प्रकाशसंश्लेषण), रंगीत लवक (फुले व फळांचे रंग), अवर्णलवक (अन्नसाठा).
रिक्तिका पाणी, अन्न व टाकाऊ पदार्थ साठवतात; वनस्पती पेशीला ताठरपणा देतात.
महत्त्वाच्या संज्ञा
पेशीअंगक – विशिष्ट कार्य करणारा पेशीचा भाग.
निवडक्षम पार्य पटल – काही पदार्थांना आत-बाहेर जाऊ देणारे व काहींना अडवणारे पटल.
जीवद्रव्यसंकोच – अतिपरासारी द्रावणात पाणी गमावल्याने पेशीद्रव्य आकुंचन पावणे.
अंतर्गत संतुलन – पेशीतील अंतर्गत वातावरण स्थिर ठेवणे.
एखादे विशिष्ट कार्य एकत्रितपणे करणाऱ्या इंद्रियांच्या गटाला इंद्रिय संस्था म्हणतात. या पाठात मानवी शरीरातील दोन महत्त्वाच्या संस्थांचा अभ्यास आहे – श्वसन संस्था (श्वासोच्छ्वास व पेशीश्वसन) आणि रक्ताभिसरण संस्था (हृदय, रक्तवाहिन्या, रक्त, रक्तगट व रक्तदाब).
महत्त्वाचे मुद्दे
श्वसनाच्या तीन पायऱ्या: बाह्यश्वसन (फुप्फुसांद्वारे श्वास घेणे व सोडणे), अंतःश्वसन (रक्त व ऊतीद्रव यांच्यात वायूंची देवाणघेवाण) आणि पेशीश्वसन (पेशींत ग्लुकोजचे ऑक्सिडीकरण होऊन ATP स्वरूपात ऊर्जा मिळणे).
श्वसन इंद्रिये: नाक (केस व श्लेष्मामुळे हवा गाळली जाते) → घसा → श्वासनलिका (स्वरयंत्रासह) → श्वसनी → फुप्फुसे.
अन्न गिळताना एक झडप (अपिजिव्हा) श्वासनलिका बंद करते; म्हणून जेवताना बोलू नये.
फुप्फुसांवर फुप्फुसावरण नावाचे दुहेरी आवरण असते. फुप्फुसे लाखो वायुकोशांनी बनलेली असतात; त्यामुळे वायूंच्या देवाणघेवाणीसाठी खूप मोठे क्षेत्र मिळते.
तांबड्या रक्तपेशींमधील लोहयुक्त प्रथिन हिमोग्लोबिन ऑक्सिजन वाहून नेते.
श्वासपटल हा छाती व पोट यांच्यातील स्नायूंचा पडदा आहे. बरगड्या वर जाऊन श्वासपटल खाली आले की फुप्फुसांवरील दाब कमी होतो व हवा फुप्फुसांत शिरते (श्वास घेणे).
हृदय हे चार कप्प्यांचे स्नायुमय इंद्रिय आहे; ते मिनिटाला सुमारे 72 वेळा आकुंचन पावते व प्रत्येक ठोक्याला सुमारे 75 ml रक्त पुढे ढकलते. विल्यम हार्वे यांनी 1628 मध्ये रक्ताभिसरणाचे वर्णन केले.
धमन्या हृदयाकडून रक्त शरीरात नेतात; शिरा रक्त हृदयाकडे आणतात; केशवाहिन्या त्यांना जोडतात.
रक्तद्रवात 90–92% पाणी असते. रक्ताच्या एक घन मिलिमीटरमध्ये 50–60 लाख तांबड्या रक्तपेशी असतात. रक्तपट्टिका रक्त गोठण्यास मदत करतात.
ABO रक्तगटांचा शोध कार्ल लँडस्टायनर यांनी 1900 मध्ये लावला. Rh घटक धरून एकूण 8 रक्तगट होतात. O रक्तगट सर्वयोग्य दाता, AB सर्वयोग्य ग्राही.
रक्तवाहिन्यांच्या (धमन्यांच्या) भिंतींवर रक्ताचा पडणारा दाब म्हणजे रक्तदाब; तो रक्तदाबमापकाने मोजतात. आकुंचनाच्या वेळचा – आकुंची दाब, शिथिलतेच्या वेळचा – अनुशिथिल दाब; सामान्य सुमारे 120/80 mm Hg.
18 वर्षांवरील निरोगी व्यक्ती सुमारे 350 ml रक्तदान करू शकते; रक्तद्रव 24 तासांत भरून येतो.
महत्त्वाच्या संज्ञा
इंद्रिय संस्था – विशिष्ट कार्य एकत्र करणाऱ्या इंद्रियांचा गट.
सामान्य रक्तदाब सुमारे 120/80 mm Hg (आकुंची / अनुशिथिल)
५ महत्त्वाचे प्रश्न
Q1. श्वसनाच्या तीन पायऱ्या स्पष्ट करा.
बाह्यश्वसन: फुप्फुसांद्वारे श्वास घेणे व सोडणे. अंतःश्वसन: O₂ रक्तातून ऊतीद्रवात व CO₂ ऊतीद्रवातून रक्तात जातो. पेशीश्वसन: पेशींमध्ये ऑक्सिजनच्या साहाय्याने ग्लुकोजचे ऑक्सिडीकरण होऊन CO₂, पाणी व ऊर्जा (ATP) मिळते.
Q2. O रक्तगटाच्या व्यक्तीला सर्वयोग्य दाता का म्हणतात?
O रक्तगटाच्या तांबड्या पेशींवर A किंवा B प्रतिजन नसतात, त्यामुळे हे रक्त कोणत्याही रक्तगटाच्या व्यक्तीला देता येते.
Q3. आकुंची व अनुशिथिल दाब म्हणजे काय?
हृदयाच्या आकुंचनाच्या वेळी नोंदवलेला दाब आकुंची दाब व शिथिलतेच्या वेळी नोंदवलेला दाब अनुशिथिल दाब. सामान्य रक्तदाब सुमारे 120/80 mm Hg असतो.
Q4. वायूंच्या देवाणघेवाणीसाठी फुप्फुसांची रचना कशी उपयुक्त आहे?
फुप्फुसांत अतिशय पातळ भिंतींचे लाखो वायुकोश असून त्यांच्याभोवती केशवाहिन्यांचे जाळे असते. त्यामुळे O₂ व CO₂ यांच्या जलद देवाणघेवाणीसाठी मोठे क्षेत्र मिळते.
Q5. जेवताना बोलू नये, कारण लिहा.
बोलताना श्वासनलिका उघडी राहते, त्यामुळे अन्नकण श्वासनलिकेत जाऊन ठसका लागू शकतो.
परीक्षेसाठी टीप
श्वसन संस्था व हृदयाची अंतर्रचना यांच्या नामनिर्देशित आकृत्या काढा आणि रक्तप्रवाहाची दिशा नीट लक्षात ठेवा.
आंबट चवीच्या पदार्थांत आम्ले असतात तर कडू, तुरट व गुळगुळीत लागणाऱ्या पदार्थांत आम्लारी असतात. या पाठात आम्ल व आम्लारी, त्यांना ओळखणारे दर्शक (प्रयोगशाळेतील व नैसर्गिक), अन्नपदार्थांतील नैसर्गिक आम्ले, आम्ल-आम्लारींचे गुणधर्म व उपयोग आणि उदासिनीकरण यांचा अभ्यास आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
आम्ल चवीला आंबट, पाण्यात विद्राव्य व क्षरणकारी असतात. अन्नपदार्थांतील आम्ले नैसर्गिक (सेंद्रिय) व सौम्य असतात.
उपयोग: HCl – क्लोराइड क्षार बनवण्यासाठी; रासायनिक उद्योगात सल्फ्युरिक आम्ल सर्वांत महत्त्वाचे; NaOH – साबणनिर्मितीत; आपल्या शरीरातील DNA हेही एक आम्ल आहे.
महत्त्वाच्या संज्ञा
आम्ल – आंबट चवीचा, पाण्यात H⁺ आयन देणारा पदार्थ.
आम्लारी – कडू/तुरट चवीचा, पाण्यात OH⁻ आयन देणारा पदार्थ.
दर्शक – आम्ल किंवा आम्लारीत रंग बदलणारा पदार्थ.
उदासिनीकरण – आम्ल व आम्लारी यांच्या अभिक्रियेने क्षार व पाणी तयार होणे.
क्षार – आम्ल व आम्लारी यांच्या अभिक्रियेतून बनणारे संयुग.
सूत्रे
दर्शक
आम्लात
आम्लारीत
निळा लिटमस
लाल
निळा
लाल लिटमस
लाल
निळा
मिथिल ऑरेंज
गुलाबी
पिवळा
फिनॉल्फ्थॅलीन
रंगहीन
गुलाबी
मिथिल रेड
लाल
पिवळा
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
५ महत्त्वाचे प्रश्न
Q1. उदासिनीकरण म्हणजे काय? उदाहरण द्या.
आम्ल व आम्लारी यांची अभिक्रिया होऊन क्षार व पाणी तयार होणे म्हणजे उदासिनीकरण. HCl + NaOH → NaCl + H₂O.
Q2. कपड्यावरील हळदीचा पिवळा डाग साबणाने धुतल्यावर लाल का होतो?
साबण अल्कधर्मी (आम्लारीधर्मी) असतो. हळद नैसर्गिक दर्शक असून आम्लारीत लाल होते.
Q3. चिंच, दही, टोमॅटो व लिंबू यांतील आम्लांची नावे लिहा.
रासायनिक बदलात पदार्थाचे संघटन बदलते आणि नवीन गुणधर्मांचे नवीन पदार्थ तयार होतात. या पाठात रासायनिक बदल कसा ओळखावा, शाब्दिक व रासायनिक समीकरणे कशी लिहावी, नैसर्गिक व मानवनिर्मित रासायनिक बदल आणि अणू आयनिक व सहसंयुज बंधाने कसे जोडले जातात हे स्पष्ट केले आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
रासायनिक बदलाची चिन्हे: रंग किंवा चव बदलणे, वायूचे बुडबुडे, आवाज, उष्णता किंवा प्रकाश निर्माण होणे, स्थायू नाहीसा होणे किंवा तयार होणे.
लिंबाच्या रसात खाण्याचा सोडा घातल्यावर CO₂ चे बुडबुडे येतात व आंबट चव कमी होते – हा रासायनिक बदल (उदासिनीकरण) आहे.
समीकरणात अभिक्रियाकारके डावीकडे, उत्पादिते उजवीकडे आणि मध्ये उत्पादितांकडे जाणारा बाण लिहितात.
नैसर्गिक रासायनिक बदल: श्वसन, प्रकाशसंश्लेषण, गंजणे, फळ पिकणे. मानवनिर्मित: स्वयंपाक, चुना तयार करणे, इंधन जाळणे.
श्वसन: ग्लुकोज + ऑक्सिजन → कार्बन डायऑक्साइड + पाणी + ऊर्जा. CO₂ मुळे चुन्याची निवळी दुधाळ होते.
प्रकाशसंश्लेषण: कार्बन डायऑक्साइड + पाणी → ग्लुकोज + ऑक्सिजन (सूर्यप्रकाशात, हिरव्या वनस्पतींत).
रासायनिक अभिक्रियेत जुने बंध तुटतात व नवीन रासायनिक बंध तयार होतात.
राजवायूंचे अष्टक (हेलिअमचे द्विक) पूर्ण असल्याने ते बंध तयार करत नाहीत. इतर अणू अष्टक पूर्ण करण्यासाठी बंध तयार करतात.
आयनिक बंध: इलेक्ट्रॉनांच्या स्थानांतरणाने बनतो; विरुद्ध प्रभाराचे आयन एकमेकांना आकर्षित करतात. उदा. Na (2,8,1) एक इलेक्ट्रॉन Cl (2,8,7) ला देतो → Na⁺Cl⁻. MgCl₂ मध्ये Mg दोन इलेक्ट्रॉन देतो, प्रत्येक Cl ला एक.
सहसंयुज बंध: दोन अणूंमध्ये संयुजा इलेक्ट्रॉनांच्या जोडीचे संदान (वाटून घेणे) होऊन बनतो. उदा. H₂ (H–H), Cl₂, H₂O, CH₄. O₂ मध्ये द्विबंध, N₂ मध्ये त्रिबंध.
अणू जितके बंध तयार करतो ती त्याची संयुजा असते.
महत्त्वाच्या संज्ञा
अभिक्रियाकारके – अभिक्रियेत भाग घेणारे पदार्थ.
उत्पादिते – अभिक्रियेत नव्याने तयार होणारे पदार्थ.
रासायनिक समीकरण – रासायनिक सूत्रे वापरून लिहिलेली अभिक्रिया.
Q1. भौतिक व रासायनिक बदलांत वर्गीकरण करा: आंबा पिकणे, बर्फ वितळणे, कापलेला बटाटा काळा पडणे, फुगा फुटणे.
रासायनिक – आंबा पिकणे, बटाटा काळा पडणे. भौतिक – बर्फ वितळणे, फुगा फुटणे.
Q2. सोडिअम क्लोराइड कसे तयार होते ते स्पष्ट करा.
सोडिअम (2,8,1) एक इलेक्ट्रॉन गमावून Na⁺ (2,8) होतो. क्लोरिन (2,8,7) तो इलेक्ट्रॉन मिळवून Cl⁻ (2,8,8) होतो. विरुद्ध प्रभाराचे आयन आकर्षित होऊन आयनिक बंध तयार होतो.
Q3. सहसंयुज बंध म्हणजे काय? H₂ चे उदाहरण देऊन स्पष्ट करा.
संयुजा इलेक्ट्रॉनांच्या संदानाने बनलेला बंध म्हणजे सहसंयुज बंध. प्रत्येक हायड्रोजन अणूकडे एक इलेक्ट्रॉन असतो; दोघे मिळून ती जोडी वाटून घेतात व दोघांचे द्विक पूर्ण होते: H–H.
Q4. राजवायू रासायनिक बंध का तयार करत नाहीत?
त्यांच्या संयुजा कवचात आधीच पूर्ण अष्टक (हेलिअमचे द्विक) असते, त्यामुळे त्यांना इलेक्ट्रॉन गमावण्याची, मिळवण्याची किंवा वाटून घेण्याची प्रवृत्ती नसते.
Q5. चुन्याच्या निवळीत फुंकल्यास काय होते? समीकरण लिहा.
श्वासातील CO₂ मुळे अविद्राव्य कॅल्शिअम कार्बोनेट तयार होऊन निवळी दुधाळ होते: Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O.
परीक्षेसाठी टीप
NaCl, MgCl₂, H₂, Cl₂ व H₂O यांच्या बंधनिर्मितीच्या कवच-आकृत्या काढण्याचा सराव करा – वारंवार विचारतात.
उष्णता हे ऊर्जेचे एक रूप असून ती गरम वस्तूकडून थंड वस्तूकडे वाहते. या पाठात उष्णतेचे स्रोत, उष्णता व तापमान यांतील फरक, तापमानाच्या पट्ट्या व त्यांचे रूपांतर, तापमापी, विशिष्ट उष्मा व कॅलरीमापी आणि स्थायू, द्रव व वायू यांचे उष्णतेमुळे होणारे प्रसरण यांचा अभ्यास आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
उष्णतेचे SI एकक ज्यूल (J), CGS एकक कॅलरी. 1 कॅलरी = 4.18 J. 1 g पाण्याचे तापमान 1 °C ने वाढवण्यासाठी लागणारी उष्णता म्हणजे 1 कॅलरी.
उष्णतेचे स्रोत: सूर्य (हायड्रोजनचे हेलिअममध्ये केंद्रकीय एकीकरण), पृथ्वी (भूऔष्णिक ऊर्जा), रासायनिक ऊर्जा (इंधनांचे ज्वलन), विद्युत ऊर्जा, अणुऊर्जा (युरेनिअम, थोरिअम यांचे विखंडन) व हवा.
गरम-थंडपणाची आपली जाणीव सापेक्ष असल्याने तापमान मोजण्यासाठी तापमापी वापरतात.
पदार्थातील अणूंची एकूण गतिज ऊर्जा म्हणजे उष्णता; तापमान हे अणूंच्या सरासरी गतिज ऊर्जेशी संबंधित असते.
तापमानाच्या पट्ट्या: सेल्सिअस (°C), फॅरनहाइट (°F), केल्व्हिन (K). पाणी 0 °C = 32 °F = 273.15 K ला गोठते व 100 °C = 212 °F = 373.15 K ला उकळते.
−40° ला सेल्सिअस व फॅरनहाइट यांचे वाचन सारखे असते.
वैद्यकीय तापमापीने शरीराचे तापमान मोजतात (सामान्य 37 °C); कमाल-किमान तापमापी दिवसाचे सर्वाधिक व सर्वांत कमी तापमान नोंदवते.
एकक वस्तुमानाच्या पदार्थाचे तापमान 1 °C ने वाढवण्यासाठी लागणारी उष्णता म्हणजे विशिष्ट उष्मा. पाण्याचा विशिष्ट उष्मा जास्त (1 cal/g °C) असतो.
उष्णतेची देवाणघेवाण मोजण्यासाठी कॅलरीमापी वापरतात; गरम वस्तूने गमावलेली उष्णता = पाणी व कॅलरीमापी यांनी मिळवलेली उष्णता.
बहुतेक पदार्थ तापवल्यावर प्रसरण पावतात व थंड केल्यावर आकुंचन पावतात. स्थायूंचे एकरेषीय, प्रतलीय व घनीय प्रसरण होते; वेगवेगळ्या पदार्थांचे प्रसरण वेगवेगळे असते.
द्रवांचे प्रसरण स्थायूंपेक्षा जास्त, तर वायूंचे सर्वांत जास्त होते. रेल्वे रूळ व पुलांमध्ये प्रसरणासाठी फट ठेवतात. द्विधातू पट्टी तापल्यावर वाकते.
महत्त्वाच्या संज्ञा
तापमान – वस्तू किती गरम किंवा थंड आहे याचे माप.
विशिष्ट उष्मा – 1 kg (किंवा 1 g) पदार्थाचे तापमान 1 °C ने वाढवण्यास लागणारी उष्णता.
कॅलरीमापी – उष्णता मोजण्याचे उपकरण.
एकरेषीय प्रसरण गुणांक – 1 °C तापमानवाढीने एकक लांबीत होणारा लांबीतील बदल.
भूऔष्णिक ऊर्जा – पृथ्वीच्या पोटातील उष्णता.
सूत्रे
(F − 32)/9 = C/5
K = C + 273.15
उष्णता Q = m × c × ΔT (m = वस्तुमान, c = विशिष्ट उष्मा, ΔT = तापमानातील बदल)
पाण्यासाठी: उष्णता (cal) = वस्तुमान (g) × तापमानातील बदल (°C)
Q1. 1.5 kg पाण्याचे तापमान 15 °C वरून 45 °C पर्यंत वाढवण्यास किती उष्णता लागेल?
वस्तुमान = 1500 g, ΔT = 45 − 15 = 30 °C. उष्णता = 1500 × 30 = 45,000 cal = 45,000 × 4.18 = 1,88,100 J.
Q2. 68 °F चे सेल्सिअस व केल्व्हिनमध्ये रूपांतर करा.
(68 − 32)/9 = C/5 → 36/9 = C/5 → 4 = C/5 → C = 20 °C. K = 20 + 273.15 = 293.15 K.
Q3. कोणत्या तापमानाला सेल्सिअस व फॅरनहाइट वाचन सारखे असते?
F = C घेऊ: (C − 32)/9 = C/5 → 5C − 160 = 9C → C = −40. म्हणजे −40° ला.
Q4. उष्णता व तापमान यांतील फरक लिहा.
उष्णता हे ऊर्जेचे रूप असून अणूंची एकूण गतिज ऊर्जा आहे; एकक ज्यूल. तापमान गरमपणा दर्शवते व अणूंच्या सरासरी गतिज ऊर्जेशी संबंधित आहे; एकक °C, °F किंवा K.
Q5. रेल्वे रुळांच्या जोडांमध्ये फट का ठेवतात?
उन्हाळ्यात रूळ प्रसरण पावतात. फट असल्यामुळे प्रसरणाला जागा मिळते; नाहीतर रूळ वाकले असते.
परीक्षेसाठी टीप
दोन्ही रूपांतर सूत्रे पाठ करा आणि कॅलरीत गणित करताना kg चे g मध्ये रूपांतर करायला विसरू नका.
ध्वनी कंप पावणाऱ्या वस्तूंपासून निर्माण होतो आणि त्याला प्रवासासाठी माध्यम लागते. या पाठात स्वरकाटा हवेत संपीडन व विरलन कसे निर्माण करतो, ध्वनी निर्वातातून का जात नाही, ध्वनीची वारंवारिता, मानवी स्वरयंत्र व वाद्ये ध्वनी कसा निर्माण करतात आणि ध्वनिक्षेपक कसा कार्य करतो हे स्पष्ट केले आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
प्रत्येक ध्वनी कंप पावणाऱ्या वस्तूपासून निर्माण होतो. स्वरकाट्याला दोन भुजा व एक दांडा असतो; आघात केल्यावर भुजा कंप पावतात.
भुजा बाहेर जाताना त्यांच्याजवळील हवा दाबली जाते – जास्त दाब व घनतेचा हा भाग म्हणजे संपीडन. भुजा आत येताना कमी दाब व घनतेचा भाग तयार होतो – विरलन.
स्रोतापासून दूर जाणारी संपीडन व विरलन यांची मालिका म्हणजे ध्वनी तरंग. हवा स्वतः पुढे जात नाही; संपीडन-विरलनाची अवस्था (ऊर्जा) पुढे जाते.
ध्वनी तरंग कानात पोहोचल्यावर कानाचा पडदा कंप पावतो आणि मेंदूला ध्वनीची जाणीव होते.
ध्वनीला स्थायू, द्रव किंवा वायू असे माध्यम लागते. काचेच्या हंडीतील प्रयोगात हवा पंपाने काढून घेतल्यावर विद्युत-घंटीचा आवाज क्षीण होत जातो. चंद्रावर हवा नसल्याने अंतराळवीर एकमेकांचे बोलणे थेट ऐकू शकत नाहीत.
एका सेकंदातील कंपनांची (आवर्तनांची) संख्या म्हणजे वारंवारिता; एकक हर्ट्झ (Hz). स्वरकाट्यावर उदा. 512 Hz असे लिहिलेले असते.
माणूस सुमारे 20 Hz ते 20,000 Hz वारंवारितेचे ध्वनी ऐकू शकतो.
स्वरयंत्रात दोन स्वरतंतू असतात; फुप्फुसांतील हवा त्यांच्यामधील फटीतून जाताना ते कंप पावतात. स्नायू स्वरतंतू ताणतात किंवा सैल करतात, त्यामुळे आवाज बदलतो.
तंतुवाद्यांत तारेचा ताण किंवा कंप पावणारी लांबी बदलून वारंवारिता बदलतात. सुषिर वाद्यांत हवेचा स्तंभ कंप पावतो; तालवाद्यांत ताणलेले पडदे किंवा धातू कंप पावतात.
ध्वनिक्षेपकात कुंतल (कॉइल) व स्थायी चुंबक असतो; बदलत्या विद्युतधारेमुळे कुंतल व त्याला जोडलेला शंकू कंप पावून ध्वनी निर्माण होतो.
ध्वनीची तीव्रता डेसिबल (dB) मध्ये मोजतात. सुमारे 100 dB किंवा जास्त ध्वनी हानिकारक असतो – हे ध्वनिप्रदूषण.
महत्त्वाच्या संज्ञा
संपीडन – ध्वनी तरंगातील जास्त दाब व घनतेचा भाग.
विरलन – ध्वनी तरंगातील कमी दाब व घनतेचा भाग.
वारंवारिता – एका सेकंदातील कंपनांची संख्या; एकक हर्ट्झ (Hz).
माध्यम – ज्या पदार्थातून ध्वनी प्रवास करतो तो.
डेसिबल (dB) – ध्वनीची तीव्रता मोजण्याचे एकक.
सूत्रे
वारंवारिता = कंपनांची संख्या / काल (सेकंदात); 1 Hz = 1 कंपन प्रति सेकंद
मानवी श्राव्य मर्यादा: 20 Hz ते 20,000 Hz
५ महत्त्वाचे प्रश्न
Q1. स्वरकाटा ध्वनी कसा निर्माण करतो ते स्पष्ट करा.
आघात केल्यावर भुजा कंप पावतात. बाहेर जाताना त्या हवा दाबतात (संपीडन), आत येताना विरलन तयार होते. हे आलटून पालटून येणारे भाग हवेतून ध्वनी तरंगाच्या रूपात पुढे जातात.
Q2. ध्वनीला माध्यम लागते हे दाखवणारा प्रयोग लिहा.
हवाबंद काचेच्या हंडीत वाजणारी विद्युत-घंटी ठेवून हंडी निर्वात पंपाला जोडा. हवा काढत गेल्यावर घंटी कंप पावताना दिसते, पण आवाज क्षीण होत जवळजवळ थांबतो. म्हणून ध्वनीला माध्यम लागते.
Q3. चंद्रावर अंतराळवीर एकमेकांचे बोलणे थेट का ऐकू शकत नाहीत?
चंद्रावर वातावरण (हवा) नाही, त्यामुळे ध्वनी प्रवासासाठी माध्यम नसते.
Q4. एक वस्तू 2 सेकंदांत 1024 कंपने करते. तिची वारंवारिता काढा.
वारंवारिता = कंपने / काल = 1024 / 2 = 512 Hz.
Q5. मानवी आवाज कसा निर्माण होतो?
फुप्फुसांतील हवा स्वरयंत्रातील दोन स्वरतंतूंच्या मधल्या अरुंद फटीतून जाताना स्वरतंतू कंप पावतात. स्वरतंतूंचा ताण बदलल्याने आवाज बदलतो.
परीक्षेसाठी टीप
संपीडन (C) व विरलन (R) दाखवणारी स्वरकाट्याची आकृती सरावाने काढा – ती वारंवार विचारली जाते.
वस्तूकडून आलेला प्रकाश डोळ्यांत शिरल्यावर आपल्याला ती वस्तू दिसते. या पाठात प्रकाशाचे परावर्तन, त्यासंबंधीच्या संज्ञा (आपाती किरण, स्तंभिका, कोन), परावर्तनाचे नियम व त्यांचा पडताळा, नियमित व अनियमित परावर्तन आणि परावर्तनावर आधारित शोभादर्शक व परिदर्शी ही उपकरणे यांचा अभ्यास आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
प्रकाश एखाद्या पृष्ठभागावर पडून परत फिरणे म्हणजे प्रकाशाचे परावर्तन.
पृष्ठभागावर पडणारा किरण – आपाती किरण; तो जेथे पडतो तो – आपतनबिंदू; परत फिरणारा किरण – परावर्तित किरण.
आपतनबिंदूपाशी आरशाला काढलेली लंबरेषा म्हणजे स्तंभिका.
आपाती किरण व स्तंभिका यांच्यातील कोन – आपतन कोन (i); परावर्तित किरण व स्तंभिका यांच्यातील कोन – परावर्तन कोन (r).
परावर्तनाचे नियम: (1) आपतन कोन = परावर्तन कोन; (2) आपाती किरण, परावर्तित किरण व स्तंभिका एकाच प्रतलात असतात; (3) आपाती किरण व परावर्तित किरण स्तंभिकेच्या विरुद्ध बाजूंना असतात.
आरसा, टाचण्या व कोनमापक वापरून 30°, 45°, 60° अशा कोनांना हे नियम पडताळून पाहता येतात.
नियमित परावर्तन गुळगुळीत, चकचकीत पृष्ठभागावरून होते; समांतर किरण परावर्तनानंतरही समांतर राहतात व स्पष्ट प्रतिमा मिळते.
अनियमित परावर्तन खडबडीत पृष्ठभागावरून होते; समांतर किरण वेगवेगळ्या दिशांना विखुरतात. तरीही प्रत्येक बिंदूवर परावर्तनाचे नियम पाळले जातात.
चंद्रप्रकाश हा परावर्तित सूर्यप्रकाश आहे; पाण्याने तो पुन्हा परावर्तित झाल्याने पाण्यात चंद्राची प्रतिमा दिसते – परावर्तित प्रकाशाचे परावर्तन.
शोभादर्शकात त्रिकोणी रचनेत तीन आरसे असतात; त्यामुळे अनेक प्रतिमा तयार होऊन सुंदर नक्षी दिसतात. वस्त्रे व वॉलपेपर यांचे अभिकल्पक त्याचा वापर करतात.
परिदर्शीत नळीत 45° कोनात दोन समांतर सपाट आरसे असतात; त्यामुळे अडथळ्याच्या पलीकडील वस्तू दिसतात, उदा. पाणबुडीत.
नियमित परावर्तन – गुळगुळीत पृष्ठभागावरून होणारे परावर्तन.
अनियमित परावर्तन – खडबडीत पृष्ठभागावरून होणारे परावर्तन.
सूत्रे
∠i = ∠r
आपाती किरण आरशाशी x कोन करत असेल तर ∠i = 90° − x
आपाती व परावर्तित किरणांमधील कोन = ∠i + ∠r = 2∠i
५ महत्त्वाचे प्रश्न
Q1. प्रकाशाच्या परावर्तनाचे नियम लिहा.
आपतन कोन व परावर्तन कोन समान असतात; आपाती किरण, परावर्तित किरण व स्तंभिका एकाच प्रतलात असतात; आणि आपाती व परावर्तित किरण स्तंभिकेच्या विरुद्ध बाजूंना असतात.
Q2. परावर्तित किरण स्तंभिकेशी 60° कोन करतो. आपाती किरण स्तंभिकेशी किती कोन करेल?
नियमित परावर्तन गुळगुळीत पृष्ठभागावरून होते; समांतर किरण समांतरच परावर्तित होतात व स्पष्ट प्रतिमा मिळते. अनियमित परावर्तन खडबडीत पृष्ठभागावरून होते; किरण विखुरतात व स्पष्ट प्रतिमा मिळत नाही.
Q5. परिदर्शी म्हणजे काय? त्याचा उपयोग कोठे होतो?
नळीत 45° कोनात दोन समांतर सपाट आरसे बसवलेले उपकरण; त्यातून अडथळ्याच्या वरच्या किंवा पलीकडच्या वस्तू दिसतात. पाणबुडी व खंदकांत वापर होतो.
परीक्षेसाठी टीप
कोन नेहमी स्तंभिकेपासून मोजा, आरशापासून नव्हे – ही सर्वांत सामान्य चूक आहे.
नैसर्गिक पदार्थांवर कारखान्यांत प्रक्रिया करून बनवलेल्या पदार्थांना मानवनिर्मित पदार्थ म्हणतात, उदा. प्लॅस्टिक, थर्मोकोल, काच व कृत्रिम धागे. या पाठात प्लॅस्टिकचे प्रकार व उपयोग, प्लॅस्टिक व थर्मोकोलचे पर्यावरणावरील परिणाम, 4 R तत्त्व आणि काचेचे प्रकार व उपयोग यांचा अभ्यास आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
प्लॅस्टिक हा सेंद्रिय बहुवारिकांपासून (पॉलिमर) बनलेला, हवा तसा आकार देता येणारा मानवनिर्मित पदार्थ आहे.
थर्मोप्लॅस्टिक तापवल्यावर मऊ होते व पुन्हा पुन्हा आकार देता येतो, उदा. पॉलिथिन, PVC, पॉलिस्टायरीन, पॉलिप्रोपिलीन.
थर्मोसेटिंग प्लॅस्टिकला एकदा साच्यात आकार दिल्यावर तापवून पुन्हा आकार बदलता येत नाही, उदा. बेकेलाइट, मेलामाइन, पॉलियुरेथेन, पॉलिएस्टर. विजेची बटणे व कुकरच्या मुठींसाठी वापर.
प्लॅस्टिकचे गुणधर्म: गंजत नाही, वजनाला हलके, उष्णता व विजेचे दुर्वाहक, कोणत्याही रंगात व आकारात बनवता येते, पाणी व आर्द्रतेचा परिणाम होत नाही.
प्लॅस्टिक अविघटनशील आहे; त्याचे विघटन होण्यास हजारो वर्षे लागतात. प्लॅस्टिक कचऱ्यामुळे गटारे तुंबतात, प्राणी मरतात आणि माती व पाणी प्रदूषित होते.
4 R तत्त्व पाळावे: कमी वापर (Reduce), पुनर्वापर (Reuse), पुनर्चक्रीकरण (Recycle), पुनर्प्राप्ती (Recover).
थर्मोकोल हे पॉलिस्टायरीनचेच एक रूप आहे. ते अविघटनशील आहे; जाळल्यावर विषारी वायू निघतात; त्यातील स्टायरीनमुळे कर्करोग होऊ शकतो, म्हणून थर्मोकोलच्या भांड्यात अन्न गरम करणे धोकादायक आहे.
काच वाळू (सिलिका), सोडा व चुनखडी सुमारे 1500 °C ला तापवून बनवतात (सोडा-चुना काच).
4 R: कमी वापर – पुनर्वापर – पुनर्चक्रीकरण – पुनर्प्राप्ती
५ महत्त्वाचे प्रश्न
Q1. थर्मोप्लॅस्टिक व थर्मोसेटिंग प्लॅस्टिक यांतील फरक लिहा.
थर्मोप्लॅस्टिक तापवल्यावर मऊ होते व पुन्हा आकार देता येतो (पॉलिथिन, PVC). थर्मोसेटिंग प्लॅस्टिकला एकदा आकार दिल्यावर तापवून पुन्हा आकार देता येत नाही (बेकेलाइट, मेलामाइन).
Q2. विजेची बटणे व कुकरच्या मुठी बेकेलाइटच्या का बनवतात?
बेकेलाइट हे थर्मोसेटिंग प्लॅस्टिक असून उष्णता व विजेचे दुर्वाहक आहे आणि तापवल्यावर मऊ होत नाही.
Q3. रसायने साठवण्यासाठी प्लॅस्टिकच्या टाक्या का वापरतात?
प्लॅस्टिक गंजत नाही, बहुतेक रसायनांशी अभिक्रिया करत नाही आणि आर्द्रतेचा त्यावर परिणाम होत नाही.
Q4. थर्मोकोलचे दुष्परिणाम लिहा.
ते अविघटनशील आहे; जाळल्यावर विषारी वायू निघतात; त्यातील स्टायरीन गरम अन्नात मिसळून कर्करोग होऊ शकतो; कारखान्यातील कामगारांना डोळे, त्वचा व श्वसनाचे त्रास होऊ शकतात.
Q5. प्रयोगशाळेतील उपकरणांसाठी कोणती काच वापरतात व का?
बोरोसिलिकेट (किंवा सिलिका) काच, कारण तापवल्यावर तिचे प्रसरण अतिशय कमी होते व ती सहज तडकत नाही.
परीक्षेसाठी टीप
प्लॅस्टिकचे प्रकार व त्यांचे उपयोग अशी दोन स्तंभांची यादी करा – जोड्या लावा प्रश्न थेट त्यातून येतात.
सजीव (जैविक) व निर्जीव (अजैविक) घटक यांच्यात सतत आंतरक्रिया चालू असतात; या संबंधांतून तयार होणारी रचना म्हणजे परिसंस्था. या पाठात परिसंस्थेचे घटक, उत्पादक, भक्षक व विघटक, निश, ऊर्जेचा प्रवाह, भूपरिसंस्था व जलीय परिसंस्था आणि मानवी हस्तक्षेपामुळे परिसंस्थांची होणारी हानी यांचा अभ्यास आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
जैविक घटक सजीव असतात (वनस्पती, प्राणी, सूक्ष्मजीव); अजैविक घटक निर्जीव असतात (हवा, पाणी, माती, सूर्यप्रकाश, तापमान, खनिजे).
जैविक व अजैविक घटक आणि त्यांच्यातील आंतरक्रिया मिळून परिसंस्था बनते.
अजैविक घटक: भौतिक (हवा, पाणी, सूर्यप्रकाश, माती) आणि रासायनिक – असेंद्रिय (H, O, N, Ca, Fe, K, Na) व सेंद्रिय (कर्बोदके, प्रथिने, मेद).
उत्पादक (स्वयंपोषी) – हिरव्या वनस्पती प्रकाशसंश्लेषणाने अन्न तयार करतात. भक्षक (परपोषी) – प्राथमिक (शाकाहारी), द्वितीयक व तृतीयक भक्षक. विघटक – मृत शरीरांचे असेंद्रिय पदार्थांत रूपांतर करून पोषकद्रव्यांचे चक्रीकरण करणारे सूक्ष्मजीव.
कोणत्या ठिकाणी कोणते सजीव व किती संख्येने जगतील हे अजैविक घटक ठरवतात; सजीवही अजैविक घटकांत बदल घडवतात.
परिसंस्थेत इतर सजीवांच्या संदर्भात एखाद्या सजीवाचे स्थान व भूमिका म्हणजे निश, उदा. सूर्यफूल ऑक्सिजन देते व कीटकांना अन्न व निवारा देते.
सूर्याची ऊर्जा उत्पादकांमार्फत परिसंस्थेत येते व भक्षकांकडे जाते; प्रत्येक टप्प्यावर काही ऊर्जा उष्णतेच्या रूपात नष्ट होते. खनिजांचे मात्र विघटकांमार्फत चक्रीकरण होते.
समान हवामान व अजैविक घटक असलेल्या मोठ्या प्रदेशांतील परिसंस्था – भूपरिसंस्था (गवताळ प्रदेश, जंगल, वाळवंट) व जलीय परिसंस्था (गोड्या पाण्यातील व सागरी). संपूर्ण पृथ्वी ही एक प्रचंड परिसंस्था आहे.
तळे: हायड्रिला, अझोला, शैवाले → जलकीटक, गोगलगाय → लहान मासे, बेडूक → मोठे मासे, बगळे, मगर; विघटक – जीवाणू व कवके.
वाढती लोकसंख्या, जंगलतोड, धरणे, प्रदूषण, शहरीकरण यांमुळे परिसंस्थांची हानी होते.
महत्त्वाच्या संज्ञा
परिसंस्था – सजीव व त्यांचे निर्जीव पर्यावरण यांच्या आंतरक्रियेतून बनलेले एकक.
उत्पादक – स्वतःचे अन्न स्वतः तयार करणारा सजीव (हिरव्या वनस्पती).
भक्षक – अन्नासाठी इतर सजीवांवर अवलंबून असणारा सजीव.
विघटक – मृत पदार्थांचे साध्या पदार्थांत विघटन करणारे सूक्ष्मजीव.
निश – परिसंस्थेतील सजीवाचे स्थान व भूमिका.
सूत्रे
Key facts – अन्नसाखळीचे स्तर:
उत्पादक → प्राथमिक भक्षक → द्वितीयक भक्षक → तृतीयक भक्षक
विघटक प्रत्येक स्तरावर कार्य करतात व खनिजे मातीत परत आणतात.
५ महत्त्वाचे प्रश्न
Q1. परिसंस्था म्हणजे काय? तिचे घटक लिहा.
सजीव व त्यांच्या सभोवतालचे निर्जीव घटक यांच्या आंतरक्रियेतून तयार होणारी रचना म्हणजे परिसंस्था. घटक: अजैविक (भौतिक व रासायनिक) आणि जैविक (उत्पादक, भक्षक, विघटक).
Q2. सूक्ष्मजीवांना विघटक का म्हणतात?
ते मृत वनस्पती व प्राणी यांतील सेंद्रिय पदार्थांचे असेंद्रिय पदार्थांत रूपांतर करतात; हे पदार्थ मातीत परत जाऊन वनस्पती पुन्हा वापरतात.
Q3. निश म्हणजे काय? उदाहरण द्या.
परिसंस्थेतील सजीवाचे स्थान व भूमिका म्हणजे निश. उदा. सूर्यफुलाचे झाड ऑक्सिजन सोडते आणि मुंग्या व मधमाश्यांना अन्न व निवारा देते.
Q4. धरण बांधल्याने कोणत्या जैविक घटकांवर परिणाम होतो?
बुडीत क्षेत्रातील वनस्पती व प्राणी नष्ट किंवा विस्थापित होतात; नदीतील माशांचे स्थलांतर अडते; धरणाखालील वाहत्या पाण्यातील सजीवांवर परिणाम होतो.
Q5. गवताळ प्रदेशातील एक अन्नसाखळी लिहा.
गवत → हरीण → सिंह (किंवा गवत → नाकतोडा → बेडूक → साप → गरुड).
परीक्षेसाठी टीप
गवताळ प्रदेश, जंगल व तळे यांचे प्रत्येकी एक पूर्ण उदाहरण (उत्पादक ते विघटक) पाठ करा.
तारे हे तप्त वायूंचे प्रचंड गोळे असून त्यांचा जन्म होतो, ते जगतात आणि अंत पावतात. या पाठात दीर्घिका, एक सामान्य तारा म्हणून सूर्याचे गुणधर्म, वायू व धुळीच्या मेघांपासून ताऱ्यांचा जन्म, ताऱ्यांची ऊर्जानिर्मिती आणि वस्तुमानानुसार त्यांची अंतिम स्थिती – श्वेत बटू, न्यूट्रॉन तारा किंवा कृष्ण विवर – यांची माहिती आहे.
महत्त्वाचे मुद्दे
अब्जावधी तारे, त्यांच्या ग्रहमाला व आंतरतारकीय मेघ यांच्या समूहाला दीर्घिका म्हणतात. दीर्घिका चक्राकार, लंबगोलाकार किंवा अनियमित आकाराच्या असतात. आपली दीर्घिका – आकाशगंगा (मंदाकिनी) – चक्राकार असून तिच्यात सुमारे 10¹¹ तारे आहेत.
पृथ्वीवरील व वातावरणाबाहेर उपग्रहांवरील दुर्बिणींमुळे विश्वाची माहिती मिळते.
साध्या डोळ्यांनी सुमारे 4000 तारे दिसतात. सूर्य हा एक सामान्य तारा आहे; तो सर्वांत जवळ असल्यामुळेच मोठा दिसतो.
सूर्य: 72% हायड्रोजन, 26% हेलिअम, 2% जड मूलद्रव्ये; वस्तुमान 2 × 10³⁰ kg (पृथ्वीच्या सुमारे 3.3 लाख पट); त्रिज्या 6,95,700 km (पृथ्वीच्या सुमारे 100 पट); पृष्ठभागाचे तापमान 5800 K, केंद्राचे 1.5 × 10⁷ K; वय 4.5 × 10⁹ वर्षे.
ताऱ्यांचे वस्तुमान सूर्याच्या वस्तुमानाच्या (M☉) एककात मोजतात; ते सुमारे 1/10 ते 100 पट असते.
ताऱ्यांचा जन्म: वायू व धुळीचा मेघ गुरुत्वाकर्षणामुळे आकुंचन पावतो; त्याचे केंद्र तप्त व घन होते, हायड्रोजनचे हेलिअममध्ये केंद्रकीय एकीकरण सुरू होते आणि तारा जन्माला येतो.
वस्तुमानानुसार ताऱ्यांचे तीन गट पडतात आणि प्रत्येक गटाची उत्क्रांती सारखी होते.
8 M☉ पेक्षा कमी वस्तुमान: लाल राक्षसी तारा, मग श्वेत बटू. श्वेत बटू साधारण पृथ्वीएवढा व अतिशय घन असतो – त्याच्या चमचाभर पदार्थाचे वजन काही टन भरते. सूर्य लाल राक्षसी तारा झाल्यावर बुध व शुक्र यांना गिळंकृत करेल.
8 ते 25 M☉: लाल राक्षसी तारा → महाराक्षसी तारा (सुमारे 1000 पट मोठा) → अतिनवतारा (सुपरनोव्हा) महाविस्फोट → संपूर्णपणे न्यूट्रॉनचा बनलेला न्यूट्रॉन तारा.
25 M☉ पेक्षा जास्त: सुपरनोव्हानंतर कृष्ण विवर बनते; त्याचे गुरुत्वाकर्षण इतके प्रबळ असते की प्रकाशही बाहेर पडू शकत नाही.
इ.स. 1054 मध्ये दिसलेल्या सुपरनोव्हाचे अवशेष म्हणजे क्रॅब तेजोमेघ.
महत्त्वाच्या संज्ञा
दीर्घिका – अब्जावधी तारे, वायू व धूळ यांचा प्रचंड समूह.
केंद्रकीय एकीकरण – हलकी केंद्रके (हायड्रोजन) जोडून जड केंद्रक (हेलिअम) तयार होणे व ऊर्जा मुक्त होणे.
लाल राक्षसी तारा – तारा फुगून त्याचा पृष्ठभाग थंड होऊन लाल दिसण्याची अवस्था.
श्वेत बटू – कमी वस्तुमानाच्या ताऱ्याची लहान, अतिघन, पांढरी अंतिम अवस्था.
कृष्ण विवर – सर्वाधिक वस्तुमानाच्या ताऱ्यांची अंतिम अवस्था; त्यातून प्रकाशही बाहेर पडत नाही.
सूत्रे
Key facts:
8 M☉ पेक्षा कमी → लाल राक्षसी तारा → श्वेत बटू
8 ते 25 M☉ → लाल राक्षसी → महाराक्षसी → सुपरनोव्हा → न्यूट्रॉन तारा
25 M☉ पेक्षा जास्त → महाराक्षसी → सुपरनोव्हा → कृष्ण विवर
५ महत्त्वाचे प्रश्न
Q1. सूर्याला सामान्य तारा का म्हणतात?
अब्जावधी तारे वस्तुमान, आकार व तापमान यांत सूर्यापेक्षा मोठे किंवा लहान आहेत. सूर्य आपल्याला सर्वांत जवळ असल्यामुळेच मोठा व तेजस्वी दिसतो.
Q2. ताऱ्याचा जन्म कसा होतो?
दीर्घिकेतील वायू व धुळीचा प्रचंड मेघ स्वतःच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे आकुंचन पावतो. त्याचे केंद्र खूप तप्त व घन होते, हायड्रोजनचे एकीकरण सुरू होऊन ऊर्जा निर्माण होते – तारा जन्माला येतो.
Q3. आयुष्याच्या शेवटी सूर्याचे काय होईल?
तो लाल राक्षसी तारा बनेल, इतका फुगेल की बुध व शुक्र यांना गिळेल, आणि शेवटी श्वेत बटू बनेल.
Q4. न्यूट्रॉन तारा म्हणजे काय?
8 ते 25 पट सौर वस्तुमानाच्या ताऱ्याची सुपरनोव्हानंतरची अंतिम अवस्था; तो पूर्णपणे न्यूट्रॉनचा बनलेला असतो व न्यूट्रॉनचा दाब गुरुत्वाकर्षणाला संतुलित करतो.
Q5. दीर्घिकांचे तीन प्रकार लिहा. आपली दीर्घिका कोणत्या प्रकारची आहे?
चक्राकार, लंबगोलाकार व अनियमित. आपली आकाशगंगा (मंदाकिनी) चक्राकार दीर्घिका आहे.
परीक्षेसाठी टीप
वस्तुमानानुसार ताऱ्याच्या उत्क्रांतीचा प्रवाहतक्ता काढायला शिका – त्यातून अनेक प्रश्नांची उत्तरे मिळतात.