ऊर्जा के समविभाजन के नियम

Law of equipartition of energy

ऊर्जा के समविभाजन का नियम भौतिकी में एक सिद्धांत है जो बताता है कि तापीय (थर्मल) संतुलन पर एक प्रणाली में कणों की स्वतंत्रता की विभिन्न डिग्री के बीच ऊर्जा कैसे वितरित की जाती है। यह परमाणुओं या अणुओं जैसे कणों से बनी प्रणालियों पर लागू होता है, और हमें यह समझने में मदद करता है कि उन कणों के भीतर गति के विभिन्न रूपों या ऊर्जा की अवस्थाओं के बीच ऊर्जा कैसे साझा की जाती है।

समविभाजन के नियम के अनुसार, तापीय संतुलन में, एक कण की स्वतंत्रता की प्रत्येक डिग्री औसतन समान मात्रा में ऊर्जा का योगदान करती है। स्वतंत्रता की डिग्री एक स्वतंत्र तरीके को संदर्भित करती है जिसमें एक कण ऊर्जा संग्रहित कर सकता है या गति कर सकता है।

एक उदाहरण के तौर पर गैस के कण की गति से जुड़ी स्वतंत्रता की तीन डिग्री हो सकती हैं: अनुवादात्मक, घूर्णी और कंपनात्मक।

   स्थानांतरीय ऊर्जा (translational) गति: कण तीन आयामों (x, y, और z) में घूम सकता है। प्रत्येक आयाम स्वतंत्रता की एक डिग्री का योगदान देता है। समविभाजन का नियम कहता है कि, औसतन, स्थानांतरीय गति की स्वतंत्रता की प्रत्येक डिग्री पर समान मात्रा में ऊर्जा वितरित की जाती है।

   घूर्णी गति: यदि कण एक बिंदु द्रव्यमान नहीं है, तो यह विभिन्न अक्षों के चारों ओर भी घूम सकता है। घूर्णन की प्रत्येक धुरी स्वतंत्रता की एक डिग्री का योगदान करती है। फिर, समविभाजन का नियम कहता है कि, औसतन, घूर्णी गति की स्वतंत्रता की प्रत्येक डिग्री पर समान मात्रा में ऊर्जा वितरित की जाती है।

   कंपन गति: कुछ मामलों में, कण आंतरिक रूप से भी कंपन या दोलन कर सकते हैं। कंपन का प्रत्येक संभावित तरीका एक डिग्री स्वतंत्रता का योगदान देता है। इसी प्रकार, समविभाजन का नियम कहता है कि, औसतन, कंपन गति की स्वतंत्रता की प्रत्येक डिग्री पर समान मात्रा में ऊर्जा वितरित की जाती है।

ऊर्जा के समविभाजन का नियम इस धारणा पर आधारित है कि प्रणाली तापीय संतुलन में है और ऊर्जा स्वतंत्रता की सभी डिग्री के बीच समान रूप से वितरित है। यह तब लागू होता है जब सिस्टम ऐसे तापमान पर होता है जहां थर्मल संतुलन हासिल किया जाता है, और यह शास्त्रीय यांत्रिकी का पालन करने वाले सिस्टम के लिए लागू होता है।