ಶಕ್ತಿ (Energy)

ನಮ್ಮ ಬಹ್ವಂಶ ಜ್ಞಾನದ ಮೂಲಾಧಾರ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ. ಶಕ್ತಿಯ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೆ ಮೊದಲಾಗುತ್ತಲೇ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಜ್ಞಾನಭಂಡಾರ ಬೃಹದಾಕಾರವಾಗಿ ತೆರೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಕ್ಕೆ ಈಗಿರುವ ವಿಸ್ತಾರ, ವ್ಯಾಪಕತೆ, ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಉಪಶಾಖೆಗಳು ಪ್ರಾಪ್ತಿಯಾಗಿರುವುದು ಶಕ್ತಿಯಿಂದ.

ಶಕ್ತಿಯಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ...
ಸಿನಿಮಾಗಳಲ್ಲಿ ನಾಯಕನಿಗೋ, ನಾಯಕಿಗೋ, ಅಥವಾ ಅವರ ಅಪ್ಪ ಅಮ್ಮಂದಿರಿಗೋ ಯಾವುದೋ ದುಃಖವಾರ್ತೆ ಬರಸಿಡಿಲಿನಂತೆರಗುತ್ತದೆ. ಆ ಸನ್ನಿವೇಶದ ಗುರುತ್ವವನ್ನು ವ್ಯಕ್ತಗೊಳಿಸುವುದಕ್ಕೆ ನಿರ್ದೇಶಕರು ಅನೇಕ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುವುದುಂಟು. ಅಂಥ ತಂತ್ರಗಳಲ್ಲಿ, ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಜಗತ್ತೇ ಸ್ತಬ್ಧವಾಗುವಂತೆ, ನಿಶ್ಚಲವಾದಂತೆ ತೋರಿಸುತ್ತಾರೆ. ಧುಮ್ಮಿಕ್ಕುವ ಜಲಧಾರೆ ಹಾಗೇ ನಿಂತುಬಿಡುತ್ತದೆ, ಹಾರುವ ಹಕ್ಕಿಗಳು ಆಗಸದಲ್ಲಿನ ಪ್ರತಿಮೆಗಳಾಗುತ್ತವೆ, ಬೀಸುಗಾಳಿಗೆ ತೊನೆಯುತ್ತಿದ್ದ ಮರಗಳು ಮರಗಟ್ಟಿ ನಿಂತುಬಿಡುತ್ತವೆ... ಬಹುಶಃ 'ಶಕ್ತಿ' ಎನ್ನುವಂತದ್ದು ಜಗತ್ತಿನಿಂದ ಈಗಿಂದೀಗಲೇ ಮಾಯವಾಗಿಬಿಟ್ಟರೆ ಸಿನಿಮಾದಲ್ಲಿ ಅದೇನು ತೋರಿಸಿದ್ದಾರೋ ಅದೇ ಸ್ಥಿತಿ ಜಗತ್ತಿಗೆ ಬಂದೊದಗಬಹುದು.

ಜಗತ್ತಿನ ಎಲ್ಲ ಸ್ಥೂಲ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಚಲನೆಗಳಿಗೆ 'ಶಕ್ತಿ' ಕಾರಣ. ಒಂದು ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ ಮೂರು ಲಕ್ಷ ಕಿಲೋಮೀಟರ್ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಚಿಮ್ಮುವ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣಗಳಿರಬಹುದು, ಗಂಟೆಗೆ ಒಂದು ಮೀಟರ್ ನಷ್ಟೆ ತೆವಳುವ ಬಸವನಹುಳುವಿರಬಹುದು, ನಮ್ಮ ದೇಹದಲ್ಲಿ ನಿರತ ಹರಿಯುವ ರಕ್ತಪ್ರವಾಹವಿರಬಹುದು, ಎಲ್ಲಕ್ಕೂ ಶಕ್ತಿಯೇ ಮೂಲವಾದುದು. ಎಲ್ಲಿ ಚಲನೆಯಿದೆಯೋ ಅಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ ಇದೆ, ಎಲ್ಲಿ ಚಟುವಟಿಕೆ ಇದೆಯೋ ಅಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ ಇದೆ, ಎಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆ ಇದೆಯೋ ಅಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ ಇದೆ, ಎಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಯ/ಚಲನೆಯ ಸಾಧ್ಯತೆ ಇದೆಯೋ ಅಲ್ಲಿಯೂ ಶಕ್ತಿಯ ಇರವನ್ನು ನೋಡಬಹುದು.

ಶಕ್ತಿಯು ಜಗತ್ತಿನ ನಿರ್ಮಿತಿಯಲ್ಲಿ ಅತಿ ಅತಿ ಮುಖ್ಯ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸಿರುವಂತದ್ದು. ಶಕ್ತಿಗೆ ಅನೇಕ ರೂಪಗಳಿವೆ, ಆದರೆ ಅವು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಒಂದೇ ಸಂಗತಿಯ ವಿಭಿನ್ನ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಗಳು. ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒಂದು ಭೌತಿಕ ಪರಿಮಾಣವನ್ನಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒಂದು extensive property ಎಂಬುದಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸುತ್ತೇವೆ, ಏನಿದು? ಈ ಶಕ್ತಿ, ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ, ಇನ್ನಿತರ ಭೌತಿಕ ಪರಿಮಾಣಗಳಿಗೆ ಒಂದು ಸ್ವಭಾವವಿದೆ, ಅವುಗಳನ್ನು ಮೊತ್ತವಾಗಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ನೂರು ಗ್ರಾಂ ಬಿಸ್ಕೆಟ್‍ನಲ್ಲಿ ನಾಲ್ಕುನೂರು ಕ್ಯಾಲೊರಿ/calori ಶಕ್ತಿ ಇದೆಯೆಂದರೆ ಇನ್ನೂರು ಗ್ರಾಂನಲ್ಲಿ ಎಂಟುನೂರು ಕ್ಯಾಲೊರಿಯಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯಿದೆ ಎಂದರ್ಥ. ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅನೇಕ ಏಕಮಾನಗಳನ್ನು/unit ಉಪಯೋಗಿಸಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸುತ್ತೇವೆ - ಜೌಲ್/joule/J, ಕ್ಯಾಲೊರಿ/calori, kWh/kilo watt hour ಇತ್ಯಾದಿ. ಅಂತಾರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಮಾನಕ ಸಂಸ್ಥೆಯ ಪ್ರಕಾರ ಜೌಲ್/Jಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯ ಏಕಮಾನವನ್ನಾಗಿ ಬಳಸಬೇಕು.
ಪಠ್ಯಗಳು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು define ಮಾಡುವುದು ಹೀಗೆ – capacity to do work/ಕೆಲಸ. ಈ ಶಕ್ತಿ ಎನ್ನುವುದು ಹೇಗಿದೆ, ಅದಕ್ಕೆ ವಿವಿಧ ರೂಪಗಳೇನಾದರೂ ಇವೆಯಾ ನೋಡೋಣ.

೧. ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ
ವಸ್ತುಗಳ ಚಲನೆಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಕಾರಣವಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯ ರೂಪಕ್ಕೆ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಎಂದು ಹೆಸರು. ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಎರಡು ವಿಧ – ಚಲನಶಕ್ತಿ/kinetic energy, ಪ್ರಚ್ಛನ್ನಶಕ್ತಿ/potential energy.
ನಾವು ದಿನನಿತ್ಯ ನೋಡುವ ಸ್ಥೂಲ ಭೌತಿಕ ಚಲನೆಗಳು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ನಮ್ಮ ನಡಿಗೆ, ವಾಹನಗಳ ಚಲನೆ, ಮೇಲಿನಿಂದ ಬೀಳುತ್ತಿರುವ ವಸ್ತು, ನಿರ್ವಾತ ಆಕಾಶದಲ್ಲಿನ ಗ್ರಹಗಳ ಪರಿಭ್ರಮಣೆ, ತಿರುಗುವ ಬುಗುರಿ, ಇವೆಲ್ಲವೂ ಶಕ್ತಿಯ ಸಹಾಯದಿಂದ ನಡೆಯುವ ಭೌತಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳು. ಹಾಗೆ ವಸ್ತುವೊಂದರ ಚಲನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿರುವ ಶಕ್ತಿಯ ರೂಪಕ್ಕೆ 'ಚಲನಶಕ್ತಿ' ಎಂದು ಹೆಸರು.




ಪ್ರಚ್ಛನ್ನಶಕ್ತಿ ಎಂದರೆ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಸುಪ್ತವಾಗಿರುವ, ಅಂದರೆ ಶಕ್ತಿಯು ತನ್ನ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ತಕ್ಷಣಕ್ಕೆ ತೋರಿಸದೆ, ಆದರೆ ಸೂಕ್ತ ಅವಕಾಶ ಒದಗಿದಾಗ ಚಲನಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ವ್ಯಕ್ತಗೊಳ್ಳುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಶಕ್ತಿ ಎಂದರ್ಥ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಕಲ್ಲೊಂದನ್ನು ದಾರಕ್ಕೆ ಕಟ್ಟಿ ಮೊಳೆಗೆ ನೇತುಹಾಕಿದ್ದೀರಿ ಎಂದರೆ, ಈ ತಕ್ಷಣಕ್ಕೆ ಆ ವಸ್ತು ಯಾವ ಚಲನೆಯನ್ನೂ ತೋರಿಸದಿರಬಹುದು. ಆದರೆ ದಾರವನ್ನು ಕತ್ತರಿಸಿ ಒಮ್ಮೆ, ಕಲ್ಲು ತನಗೆ ತಾನೇ, ಯಾವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನೂ ಹೊಸದಾಗಿ ಪಡೆಯದೇ ಕೆಳಗೆ ಬೀಳುತ್ತದೆ. ತನ್ಮೂಲಕ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಮೊದಲೇ ಅಡಗಿದ್ದ ಶಕ್ತಿ (ಪ್ರಚ್ಛನ್ನಶಕ್ತಿ) ಚಲನಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕಲ್ಲು ಮೊದಲಿಗೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆದಿದ್ದು ಎಲ್ಲಿಂದ ಎಂದು ಯೋಚಿಸುತ್ತಿದ್ದೀರಾ? ನೆಲದಲ್ಲಿ ಬಿದ್ದಿದ್ದ ಕಲ್ಲನ್ನು ಮೊಳೆಯಿರುವಷ್ಟು ಎತ್ತರಕ್ಕೆ ಕೊಂಡೊಯ್ಯಲು ನೀವು ಒಂದಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವ್ಯಯಿಸಿರುತ್ತೀರಿ, ಅರ್ಥಾತ್ ಕೆಲಸ/work ಮಾಡಿರುತ್ತೀರಿ. ಆ ಶಕ್ತಿಯೇ ಕಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ ಪ್ರಚ್ಛನ್ನಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಸೇರಿಕೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ವಸ್ತುವೊಂದು ತನ್ನ ಸ್ಥಾನದ ಕಾರಣದಿಂದ ಪಡೆದಿರುವ ಶಕ್ತಿಗೆ gravitational potential energy ಎಂದು ಹೆಸರು.




ಇನ್ನೂ ಒಂದು ರೀತಿಯ ಪ್ರಚ್ಛನ್ನಶಕ್ತಿಯಿದೆ, ಅದನ್ನು elastic potential energy ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತೇವೆ. ಒಂದು ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಕೊಕ್ಕೆಯೊಂದಕ್ಕೆ ಸಿಕ್ಕಿಸಿ, ಅದರ ಇನ್ನೊಂದು ತುದಿಯನ್ನು ಸೆಳೆದು ಹಿಡಿದುಕೊಳ್ಳಿ, ನಂತರ ಕೈಬಿಡಿ. ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್ ತನ್ನ ಮೊದಲಿನ ಆಕೃತಿಯನ್ನೇ ಪಡೆಯುತ್ತದೆ. ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಎಳೆಯುವಲ್ಲಿ ವ್ಯಯವಾದ ಶಕ್ತಿಯು ಅದರಲ್ಲಿ elastic potential energyಯಾಗಿ ಸೇರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಕೈಬಿಟ್ಟಾಗ ಚಲನಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ.




೨.ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿ (ಶಾಖ)
ಶಾಖ ಎನ್ನುವುದು ವರ್ಗಾವಣೆಯಲ್ಲಿರುವ ಶಕ್ತಿ. ಒಂದು ಲೀಟರ್ ನೀರಿನಲ್ಲಿ 500 ಜೌಲ್ ಶಕ್ತಿ (ಶಾಖ) ಎಂದುಕೊಂಡರೆ, ಎರಡು ಲೀಟರ್ ನೀರಿನಲ್ಲಿ 1000 ಜೌಲ್ ಶಕ್ತಿ (ಶಾಖ) ಇದೆ ಎಂದರ್ಥ. ಅಂದರೆ ವಸ್ತುವೊಂದರಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಅಣು ಹೊಂದಿರುವ ಶಾಖವನ್ನು ಕೂಡಿಸಿದರೆ ಇಡೀ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿರುವ ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣ ಸಿಗುವುದು. ಹಾಗೆಂದು ಪ್ರತಿ ಅಣುವನ್ನು ಹಿಡಿದುಕೊಂಡು ಅದರ ಶಾಖವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುತ್ತೇವೆ ಎಂದಲ್ಲ, ಬೇರೆ ದಾರಿಗಳಿವೆ ಅದಕ್ಕೆ. ಇನ್ನು, ಸೂಕ್ಷ್ಮರೂಪದಲ್ಲಿ ನೋಡಿದಾಗ ಶಾಖವೂ ಕೂಡ ಒಂದು ರೀತಿಯ ಚಲನಶಕ್ತಿಯೇ ಎನ್ನುವುದು ವೇದ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿನ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಅಣು/ಪರಮಾಣುವೂ ಸರಳರೇಖಾತ್ಮಕ, ಕಂಪನ, ಪರಿಭ್ರಮಾತ್ಮಕ ಚಲನೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುವೊಂದರಲ್ಲಿನ ಎಲ್ಲ ಅಣು/ಪರಮಾಣುಗಳ ಚಲನಶಕ್ತಿಗಳ ಮೊತ್ತವೇ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿನ ಶಾಖದ ಮೊತ್ತ.

ಶಾಖದ ಜೊತೆಗೇ ಮತ್ತೊಂದು ಭೌತಿಕ ಪರಿಮಾಣವೊಂದು ತಗುಲುಹಾಕಿಕೊಂಡಿದೆ – ತಾಪಮಾನ (temperature). ತಾಪಮಾನ ಎಂದರೆ ಶಾಖದ ತೀವ್ರತೆ, ಪ್ರಖರತೆ. ತಾಪಮಾನವೆನ್ನುವುದು ಒಂದು ಮೊತ್ತವಲ್ಲ. ಒಂದು ಕೆಜಿ ವಸ್ತುವಿನದಾಗಲೀ ಎರಡು ಕೆಜಿಯದ್ದಾಗಲೀ ತಾಪಮಾನ ಒಂದೇ ಇರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಶಾಖ ಮಾತ್ರ ಎರಡುಪಟ್ಟು ಇರುತ್ತದೆ. ಉರಿಯುತ್ತಿರುವ ಮೇಣದ ಬತ್ತಿಯನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಿ, ಅದರ ಜ್ವಾಲೆಯ ತಾಪಮಾನ ತುಂಬ ಹೆಚ್ಚಿಗೆ ಇರುತ್ತದಾದರೂ ಒಂದು ಹಂಡೆ ತಣ್ಣೀರಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಅದರಲ್ಲಿನ ಶಾಖ ಕಡಿಮೆಯೇ.

ಬಿಸಿನೀರನ್ನು ಮುಟ್ಟಿದರೆ ಬಿಸಿಯ ಅನುಭವವಾಗುವುದು ಹೇಗೆ ಗೊತ್ತೇ. ಬಿಸಿನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ (temperature) ನಮ್ಮ ದೇಹಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಶಾಖವು ನೀರಿನಿಂದ ನಮ್ಮ ಕೈಗೆ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಹಾಗಾಗಿ ಬಿಸಿಯ ಅನುಭವವಾಗುತ್ತದೆ. ತಣ್ಣೀರನ್ನು ಮುಟ್ಟುವಾಗ ಶಾಖ ನಮ್ಮ ದೇಹದಿಂದ ಹೊರಹರಿಯುವುದರಿಂದ ತಂಪಿನ ಅನುಭವವಾಗುವುದು ಅಷ್ಟೇ ಹೊರತು, ತಂಪು ಅನ್ನುವಂತದ್ದೇನೂ ಈ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಇಲ್ಲ, ಇರುವುದು ಶಾಖ ಮಾತ್ರ.

ಶಾಖವನ್ನೇ ಹೊಂದಿಲ್ಲದೇ ಇರುವ ವಸ್ತು ಇದೆಯೇ ಈ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ? ಹಾಗಂದ ಕೂಡಲೇ ನಮಗೆ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆ ನೆನೆಪಾಗಬಹುದು. ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ತಾಪಮಾನ ಸೊನ್ನೆ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ ಎಂದು ಕೂಡ ಗೊತ್ತಿರಬಹುದು. ಹಾಗಾಗಿ ಅದರಲ್ಲಿನ ಶಾಖವೂ ಶೂನ್ಯ ಎನ್ನುವ ಅಂದಾಜಿಗೆ ಬರಬೇಡಿ. ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಸೊನ್ನೆ ಡಿಗ್ರಿ ತಾಪಮಾನ ಎಂದರೆ ಸೊನ್ನೆ ತಾಪಮಾನ ಎಂದರ್ಥವಲ್ಲ. ಅದಕ್ಕಿಂತಲೂ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನ ಇದೆ. ಹಾಗಾಗಿ ಶಾಖವೂ ಕೂಡ ಸೊನ್ನೆ ಅಲ್ಲ. ಕೇವಲ(absolute) ಶೂನ್ಯ ತಾಪಮಾನ ಎಂದರೆ -273.160C ಅಥವಾ 0 K (ಕೆಲ್ವಿನ್). ಆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಶಾಖ ಇರುವುದಿಲ್ಲ, ಹಾಗಾಗಿ ತಾಪಮಾನವೂ ಕೂಡ. ಆದರೆ ಈ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುವ ವಸ್ತುವನ್ನು ಯಾರೂ ಕಂಡಿಲ್ಲ. ಎಲ್ಲ ವಸ್ತುಗಳು ಸ್ವಲ್ಪವಾದರೂ ಶಾಖವನ್ನು ಮತ್ತು ಅದಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಒಂದಷ್ಟು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಕೇವಲ ಶೂನ್ಯ ತಾಪಮಾನ ಅರ್ಥಾತ್ ಶೂನ್ಯ ಶಾಖದ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ವಸ್ತುವೊಂದು ತಲುಪಿದರೆ, ಆ ವಸ್ತು ಇಲ್ಲವಾಗುವುದು ಎನ್ನುವ ಸಿದ್ಧಾಂತವೊಂದಿದೆ ಕೂಡ.

೩.ವಿಕಿರಣ/ಬೆಳಕು
ಬೆಳಕು ಶಕ್ತಿಯ ಅತಿ ಮುಖ್ಯ ರೂಪ, ಬೇಕಾದರೆ ಶುದ್ಧ ರೂಪ ಎನ್ನಬಹುದು. ಬೇರೆಲ್ಲ ಶಕ್ತಿಯ ರೂಪಗಳಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯು ವಸ್ತುವಿನ ಜೊತೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಬೆಳಕಿನಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ ಸ್ವತಂತ್ರ ರೂಪದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ಅರಿವಿನ ಪ್ರಕಾರ ಅದೂ ಕೂಡ ಅಶುದ್ಧವೇ ಎಂದು ತಿಳಿದುಬಂದಿದೆ, ಅಥವ ಇದನ್ನು ಇನ್ನೊಂದು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳಬಹುದು – ವಸ್ತುವೂ ಕೂಡ ಶಕ್ತಿಯದ್ದೇ ಇನ್ನೊಂದು ರೂಪ. ಐನ್ಸ್ಟೈನ್‍ರ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಇದನ್ನೇ ಹೇಳುವುದು. ಅಣುಶಕ್ತಿ ಎಂದರೆ ವಸ್ತುವನ್ನು ಶಕ್ತಿಯನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಕ್ರಿಯೆಯೇ. ಸಧ್ಯಕ್ಕೆ ಅಷ್ಟು ಆಳವಾಗಿ ಹೋಗುವುದು ಬೇಡ, ವಸ್ತು ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಬೇರೆ ಬೇರೆಯಾಗಿಯೇ ನೋಡೋಣ.

ಬೆಳಕು ಫ಼ೋಟಾನ್ ಎನ್ನುವ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಶಕ್ತಿಕಣಗಳಿಂದ ನಿರ್ಮಿತವಾಗಿದೆ. ಇವುಗಳು ಅತಿವೇಗದಿಂದ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಒಂದು ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ ಮೂರು ಲಕ್ಷ ಕಿಲೋಮೀಟರ್ ವೇಗ! ಊಹಿಸಲಿಕ್ಕೂ ಕಷ್ಟಸಾಧ್ಯ. ಈ ಫ಼ೋಟಾನುಗಳ ತರಂಗಾಂತರ ಅಥವ ಕಂಪನಾಂಕದ ಮೇಲೆ ಫೋಟಾನುಗಳ ಬಣ್ಣ ನಿರ್ಧಾರಿತವಾಗುತ್ತದೆ. ತರಂಗಾಂತರ ಮತ್ತು ಕಂಪನಾಂಕಗಳು ವ್ಯತಿರಿಕ್ತ ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿವೆ, ಒಂದು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆಲ್ಲ ಮತ್ತೊಂದು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತ ಸಾಗುತ್ತದೆ.



ನಾವು ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣಿನಿಂದ ಗುರುತಿಸುವ ಕಾಮನಬಿಲ್ಲಿನ ಸಪ್ತವರ್ಣಗಳು, ಗಾಮಾ ಕಿರಣಗಳು, ಕ್ಷಕಿರಣ, ನೇರಳಾತೀತ ಕಿರಣ, ಅವಕೆಂಪು ಕಿರಣಗಳು, ಲೇಸರ್, ಮೈಕ್ರೋವೇವ್, ರೇಡಿಯೋ ಅಲೆಗಳು ಇವೆಲ್ಲ ಬೆಳಕಿನ ವಿಧಗಳು. ಇವುಗಳನ್ನು ಪರಸ್ಪರ ಬೇರ್ಪಡಿಸುವುದು ತರಂಗಾಂತರ ಮತ್ತು ಕಂಪನಾಂಕಗಳು.
ಕಡಿಮೆ ಕಂಪನಾಂಕ ಹೊಂದಿರುವ ಅವಕೆಂಪು ಕಿರಣಗಳು, ಲೇಸರ್, ಮೈಕ್ರೋವೇವ್, ರೇಡಿಯೋ ತರಂಗಗಳು… ಇವುಗಳನ್ನು ವಸ್ತುವೊಂದು ಹೀರಿಕೊಂಡರೆ ಅವು ಶಾಖದ ರೂಪ ತಳೆಯುತ್ತವೆ. ಬಿಸಿಲಿಗೆ ಮೈಯೊಡ್ಡಿದಾಗ ಅವಕೆಂಪು ಕಿರಣಗಳು ಬಿಸಿಯ ಅನುಭವವುಂಟುಮಾಡುವುವು. ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಒಲೆಗಳನ್ನು ನಾವು ನೋಡಿಯೇ ಇದ್ದೇವೆ, ಇನ್ನು ಮೊಬೈಲ್‍ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಹೊತ್ತು ಮಾತನಾಡುವಾಗ ರೇಡಿಯೋ ಅಲೆಗಳು ಕಿವಿಯ ಸಮೀಪ ಶಾಖದ ಅನುಭವವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತವೆ.
ಮಧ್ಯಮ ತರಂಗಾಂತರದ ಸಪ್ತವರ್ಣಗಳು ನೋಡುವಿಕೆಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಕಣ್ಣಿನ ರೆಟಿನಾದ ಮೇಲೆ ಬೆಳಕು ಬಿದ್ದಾಗ ಅದು ವಿದ್ಯುತ್‍ಸ್ಪಂದನಗಳಾಗಿ ಬದಲಾಗಿ, ಮೆದುಳನ್ನು ತಲುಪಿ, ದೃಶ್ಯದ ಅನುಭವ ನೀಡುತ್ತವೆ.
ಇನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಕಂಪನಾಂಕ ಹೊಂದಿರುವ ಗಾಮಾ ಕಿರಣಗಳು, ಕ್ಷಕಿರಣ, ನೇರಳಾತೀತ ಕಿರಣಗಳು ಕಣ್ಣಿಗೆ ಕಾಣದಿದ್ದರೂ ತಲೆಯನ್ನೇ ತೂರಿಕೊಂಡು ಹೊರಬರುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವುಳ್ಳಂತವು.

೪.ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿ
ವಿದ್ಯುತ್ ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಶಕ್ತಿಯ ರೂಪವಲ್ಲ, ಅದೊಂದು ಶಕ್ತಿಯ ವಾಹಕ(carrier) ಅಷ್ಟೇ. ವಿದ್ಯುತ್‍ನ ಸಹಾಯದಿಂದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒಂದು ಸ್ಥಳದಿಂದ ಮತ್ತೊಂದು ಸ್ಥಳಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಬಹುದು. ವಿದ್ಯುತ್‍ಕೇಂದ್ರಗಳಲ್ಲಿ ನೀರಿನದ್ದೋ, ಉಗಿಯದ್ದೋ ಯಾಂತ್ರಿಕಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕದ ಸಹಾಯದಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ತನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತಾರೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಎನ್ನುವುದು ವಾಹಕವೊಂದರಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳ ಚಲನೆ, ಪ್ರವಾಹ. ಕೊಳವೆಯೊಂದರಲ್ಲಿ ನೀರು ಹರಿಯುವಂತೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಕೂಡ ವಿದ್ಯುತ್ವಾಹಕವೊಂದರಲ್ಲಿ ಪ್ರವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಉತ್ಪಾದನೆಯಾದ ವಿದ್ಯುತ್ತನ್ನು ತಂತಿಗಳ ಮೂಲಕ ನಮ್ಮ ಮನೆಗಳವರೆಗೂ ತಲುಪಿಸುತ್ತಾರೆ. ನಮ್ಮ ಮನೆಗೆ ಬಂದ ವಿದ್ಯುತ್, ಬಲ್ಬುಗಳ ಮೂಲಕ ಬೆಳಕಾಗಿ, ಫ಼್ಯಾನಿನ ಮೂಲಕ ಗಾಳಿಯ ಚಲನಶಕ್ತಿಯಾಗಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಒಲೆಯಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯಾಗಿ… ಹೀಗೆ ಅನೇಕ ರೀತಿಯ ಕೆಲಸದ, ಶಕ್ತಿಯ ರೂಪಗಳನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ.




೫.ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿ
ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿಯು ಒಂದು ರೀತಿಯ ಪ್ರಚ್ಛನ್ನಶಕ್ತಿ ಇದ್ದಂತೆ. ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯು ಸಂಗ್ರಹವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆ ಶಕ್ತಿಯು ಕೆಲವು ನಿಶ್ಚಿತ ರೀತಿಯ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ನಡೆಯುವಾಗ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯೂ ಇದೆ. ಹಾಗೆ ಹೀರಿಕೆಯಾದ ಶಕ್ತಿಯು ಮತ್ಯಾವುದಾದರೂ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯ ವೇಳೆಯಲ್ಲಿ ಹೊರಬರುತ್ತದೆ.
ಮೇಣದ ಬತ್ತಿಯನ್ನು ಹೊತ್ತಿಸಿದಾಗ, ಮೇಣವು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿನ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಜೊತೆ ಸೇರಿ ಜ್ವಾಲೆಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಆ ಮೂಲಕ ಮೇಣ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದಲ್ಲಿ ಅಡಗಿದ್ದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿಯು ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯಾಗಿ (ಶಾಖ) ಪರಿವರ್ತನೆ ಹೊಂದುತ್ತದೆ. ಸ್ವಲ್ಪ ಹುರಿಗಡಲೆಯನ್ನು ಬಾಯಿಗೆ ಹಾಕಿಕೊಂಡು ಅಗಿಯಿರಿ, ಬಾಯೆಲ್ಲ ಸ್ವಲ್ಪ ಬಿಸಿಯಾದ ಅನುಭವವಾಗುತ್ತದೆ. ಹುರಿಗಡಲೆಯು ಎಂಜಲಿನ ಜೊತೆ ವರ್ತಿಸಿ ಶಾಖವನ್ನು ಉತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪೆಟ್ರೋಲ್, ಡೀಸೆಲ್ ಇತ್ಯಾದಿ ಇಂಧನಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ ವಾಹನಗಳನ್ನು ಚಲಾಯಿಸುತ್ತೇವಲ್ಲ, ಅಲ್ಲಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಚಲನಶಕ್ತಿಯನ್ನಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತೇವೆ. ಮತ್ತೆ, ಬ್ಯಾಟರಿ ಸೆಲ್‍ಗಳಲ್ಲಿನ ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಲ್ಬ್‍ಗಳ ಮೂಲಕ ವಿಕಿರಣಶಕ್ತಿಯನ್ನಾಗಿ ಪಡೆಯುವುದು ನಮಗೆ ಗೊತ್ತೇ ಇದೆ. ಇಂಥ ಅನೇಕ ಉದಾಹರಣೆಗಳನ್ನು ನಮ್ಮ ಸುತ್ತಮುತ್ತ ನೋಡಬಹುದು. ಈ ಎಲ್ಲ ಉದಾಹರಣೆಗಳಲ್ಲಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿಯು ಮತ್ತೊಂದು ರೂಪಕ್ಕೆ ಬದಲಾವಣೆಯಾಗುವಾಗ ಮಾತ್ರ ನಮಗೆ ಗೋಚರವಾಗುತ್ತದೆ, ಹಾಗಾಗಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರಚ್ಛನ್ನ ಶಕ್ತಿಯ ವಿಧಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸಬಹುದು.

೬.ಶಬ್ದ
ಶಬ್ದವೂ ಕೂಡ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಸರಣೆಯ ಒಂದು ವಿಧ, ಹೊರತು ಅದೊಂದು ಶಕ್ತಿಯ ರೂಪವಲ್ಲ. ಘನ, ದ್ರವ, ಅನಿಲ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಮೂಲಕ ತರಂಗಗಳಾಗಿ ಶಬ್ದವು ಪಸರಿಸುತ್ತದೆ. ನಿಂತಿರುವ ನೀರಿಗೆ ಕಲ್ಲೊಂದನ್ನು ಎಸೆದಾಗ ತರಂಗಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವುದನ್ನು ನೋಡಿರುವೆವು, ಅದೇ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ನಾವು ಶಬ್ದ ಮಾಡಿದಾಗ ಶಬ್ದವು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಅಲೆಗಳಾಗಿ ಪ್ರಸಾರವಾಗುತ್ತದೆ. ಅಲೆಗಳನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪ ಸರಳವಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬೇಕೆಂದರೆ ಬಿಲಿಯರ್ಡ್ಸ್ ಅಥವ ಕೇರಮ್ ಆಟವನ್ನು ಗಮನಿಸಿ. ಸ್ಟ್ರೈಕರ್‍ನಿಂದ ಯಾವುದೋ ಪಾನ್‍ಅನ್ನು ಅನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ತಾಡಿಸುತ್ತೇವೆ, ಅದು ಮತ್ತೊಂದಕ್ಕೆ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆದು, ಹೊಡೆಸಿಕೊಂಡದ್ದು ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ಡಿಕ್ಕಿಸಿ .. ಹೀಗೆ ಮುಂದುವರೆಯುವುದು. ಇಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯು ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಮತ್ತೊಂದಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗುತ್ತಿದೆ. ಹೀಗೆಯೇ ಎಲ್ಲ ಘನ, ದ್ರವ, ಅನಿಲ ವಸ್ತುಗಳೂ ತಮ್ಮಲ್ಲಿ ಅಸಂಖ್ಯ ಅಣು/ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಒಂದು ಕಡೆ ನಾವು ಆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು disturb ಮಾಡಿದರೆ ಆ ಉದ್ವಿಗ್ನತೆ/disturbance ಉಳಿದೆಲ್ಲ ಜಾಗಗಳಿಗೆ ಪಸರಿಸುವುದು. ಆ ಉದ್ವಿಗ್ನತೆ ನಮ್ಮ ಕಿವಿಗೆ ತಲುಪಿದಾಗ ಅದನ್ನು ನಾವು ಶಬ್ದವೆಂಬುದಾಗಿ ಗುರುತಿಸುತ್ತೇವೆ. ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಶಬ್ದವು ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿನ ಅಣು/ಪರಮಾಣುಗಳ ಚಲನೆ/ಕಂಪನ, ಹಾಗಾಗಿ ಶಬ್ದವು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಚಲನಶಕ್ತಿಯೇ.

೭.ಅಣುಶಕ್ತಿ
ಇದುವರೆಗೆ ನಾವು ಹೊಂದಿದ್ದ ಕಲ್ಪನೆಗಳನ್ನು ತುಂಡರಿಸಿದ ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಿ ಶೋಧನೆಯಿದು. ಐನ್ಸ್ಟೀನ್‍ರ ಶಕ್ತಿ-ವಸ್ತುವಿನ ಸಾರೂಪ್ಯದ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಪ್ರಕಾರ – ವಸ್ತು ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ ಎರಡೂ ಬೇರೆಯಲ್ಲ, ವಸ್ತುವನ್ನು ಶಕ್ತಿಯನ್ನಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು, ಹಾಗೆಯೇ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಸ್ತುವನ್ನಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ಅಣುಬಾಂಬುಗಳು, ಅಣುರಿಯಾಕ್ಟರುಗಳು ಈ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನೆ ಅವಲಂಬಿಸಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಅಣುಬಾಂಬುಗಳಲ್ಲಿ ಯುರೇನಿಯಂಅನ್ನು ಬೋರಾನ್ ಮತ್ತು ಕ್ರಿಪ್ಟಾನ್‍ಗಳಾಗಿ ತುಂಡರಿಸುವಾಗ ಸ್ವಲ್ಪ ವಸ್ತುವು ಕರಗಿ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅದರ ಪರಿಣಾಮವೇ ಭೀಕರ ವಿಸ್ಪೋಟ. ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ವಸ್ತುವನ್ನು ಜೋಡಿಸುವ ಐನ್ಸ್ಟೀನರ ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಸಮೀಕರಣ ಹೀಗಿದೆ, ಅದನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ ಎಷ್ಟು ಪ್ರಮಾಣದ ವಸ್ತು, ಅದೆಷ್ಟು ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಗೆ ಸಮ ಎಂಬುದನ್ನು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಬಹುದು.




ಇದುವರೆಗೂ ನ್ಯೂಟನ್ ಪ್ರಣೀತ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಪ್ರಕಾರ ವಸ್ತು ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಭಿನ್ನವೆಂದು ತಿಳಿದುಕೊಂಡು ಬಂದಿದ್ದೆವು. ಈಗ ಅದು ನಿಜವಲ್ಲ ಎಂದು ಸಾಬೀತಾಗಿದೆಯಾದರೂ ಅನೇಕ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳಿಗೆ ವಸ್ತು ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಭಿನ್ನವಾಗಿಯೇ ಎಣಿಸುತ್ತೇವೆ. ಇದು ಅನೇಕ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು, ಪ್ರಶ್ನೆಗಳನ್ನು ಸರಳಗೊಳಿಸುತ್ತದೆಯಾದ್ದರಿಂದ, ಬಹ್ವಂಶ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ, ತಾಂತ್ರಿಕತೆಯಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟನ್ ಪ್ರಣೀತ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಈಗಲೂ ಪ್ರಸ್ತುತ.

ಶಕ್ತಿಯ ನಿತ್ಯತೆಯ ನಿಯಮ (Law of conservation of energy)
ಈ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಅದೆಷ್ಟೋ ಒಂದಷ್ಟು ಶಕ್ತಿ ಇದೆ, ಅದೆಷ್ಟಿದೆಯೋ ಗೊತ್ತಿಲ್ಲ, ಗೊತ್ತಾಗುವುದೂ ಇಲ್ಲ ಎಂದು ಕೆಲವರು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ, ಕೆಲವರು ಅಸಂಖ್ಯೇಯ, ಅನಂತ ಎಂದೂ ಹೇಳುವರು. ವಿಜ್ಞಾನ ಹೇಳುವುದು – ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಇರುವ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಮಾಣ ಬದಲಾವಣೆಗೆ ಹೊರತಾದುದು, ಹೊಸದಾಗಿ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಷ್ಟನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುವುದು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ, ಇರುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನಾಶ ಮಾಡುವುದೂ ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. Energy can neither be created nor be destroyed.

ಮೇಲೆ ಶಕ್ತಿಯ ರೂಪಗಳನ್ನು ಓದುವಾಗ, ಒಂದು ಶಕ್ತಿಯ ರೂಪವನ್ನು ಮತ್ತೊಂದು ರೂಪಕ್ಕೆ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಅನೇಕ ಉದಾಹರಣೆಗಳನ್ನು ನೋಡಿದ್ದೇವೆ. ಶಕ್ತಿಯು ಒಂದು ರೂಪದಲ್ಲಿ ಮಾಯವಾದರೆ ಮತ್ತೊಂದು ರೂಪದಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯಕ್ಷವಾಗುವುದು. ಇದು ಹೊರತು, ಶಕ್ತಿಯ ಸೃಷ್ಟಿ, ಶಕ್ತಿಯ ನಾಶ ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಇದುವೇ ಶಕ್ತಿಯ ನಿತ್ಯತೆಯ ನಿಯಮ.