ब्रह्मांड के पहले अणु और 13 अरब साल पुराने रहस्य पर आधारित सामान्य विज्ञान के प्रश्न
परिचय: प्रतियोगी परीक्षाओं की तैयारी के लिए सामान्य विज्ञान का अभ्यास अत्यंत महत्वपूर्ण है। यह न केवल आपके ज्ञान को गहरा करता है, बल्कि विभिन्न वैज्ञानिक अवधारणाओं की आपकी समझ को भी मजबूत करता है। इस सेट में, हम ब्रह्मांड के शुरुआती पलों से जुड़े एक रोमांचक वैज्ञानिक खोज के आधार पर भौतिकी, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान के 25 महत्वपूर्ण बहुविकल्पीय प्रश्न प्रस्तुत कर रहे हैं। यह प्रश्नोत्तरी आपकी तैयारी को परखने और महत्वपूर्ण विषयों को ताज़ा करने का एक शानदार तरीका है।
सामान्य विज्ञान अभ्यास प्रश्न (General Science Practice MCQs)
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ब्रह्मांड के निर्माण के शुरुआती क्षणों में मुख्य रूप से कौन सी दो गैसें मौजूद थीं?
- (a) ऑक्सीजन और नाइट्रोजन
- (b) हाइड्रोजन और हीलियम
- (c) कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन
- (d) आर्गन और नियॉन
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): बिग बैंग सिद्धांत के अनुसार, ब्रह्मांड के निर्माण के तुरंत बाद, अत्यधिक गर्म और सघन प्लाज्मा से प्रोटॉन और न्यूट्रॉन बने, जो बाद में न्यूक्लियोसिंथेसिस नामक प्रक्रिया द्वारा मिलकर मुख्य रूप से हाइड्रोजन और हीलियम नाभिक बनाते हैं।
व्याख्या (Explanation): बिग बैंग के लगभग 3 मिनट बाद, ब्रह्मांड इतना ठंडा हो गया था कि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन मिलकर ड्यूटेरियम, हीलियम और थोड़ी मात्रा में लिथियम के नाभिक बना सके। इनमें से, हाइड्रोजन (एक प्रोटॉन) सबसे प्रचुर मात्रा में था, उसके बाद हीलियम (दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन) आता है। अन्य तत्व बहुत बाद में तारों के अंदर बने।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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वैज्ञानिकों ने जिस पहले अणु को पुन: निर्मित किया है, वह कौन सा है, जो ब्रह्मांड की प्रारंभिक अवस्था से संबंधित है?
- (a) हीलियम हाइड्राइड (HeH⁺)
- (b) पानी (H₂O)
- (c) मीथेन (CH₄)
- (d) अमोनिया (NH₃)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): हीलियम हाइड्राइड (HeH⁺) को ब्रह्मांड का पहला अणु माना जाता है, क्योंकि यह बिग बैंग के बाद न्यूक्लियोसिंथेसिस के दौरान बनी सबसे प्रचुर मात्रा वाली प्रजातियों (हाइड्रोजन और हीलियम) से बन सकता था।
व्याख्या (Explanation): यह अणु तब बना जब ब्रह्मांड ठंडा हुआ और पहले इलेक्ट्रॉन परमाणु नाभिक से जुड़े। HeH⁺ ब्रह्मांडीय वातावरण में बनने वाला पहला अणु होने की सैद्धांतिक रूप से भविष्यवाणी की गई थी, और हाल के प्रयोगों ने इसे सफलतापूर्वक प्रयोगशाला में पुन: निर्मित करके इसकी पुष्टि की है। यह ब्रह्मांड के प्रारंभिक रसायन विज्ञान को समझने में महत्वपूर्ण है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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हीलियम हाइड्राइड (HeH⁺) अणु में मुख्य रूप से कौन से परमाणु नाभिक होते हैं?
- (a) दो हाइड्रोजन नाभिक
- (b) एक हाइड्रोजन नाभिक और एक हीलियम नाभिक
- (c) दो हीलियम नाभिक
- (d) एक हीलियम नाभिक और एक लिथियम नाभिक
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): हीलियम हाइड्राइड (HeH⁺) एक आयनिक अणु है जिसमें एक हीलियम नाभिक (जिसमें 2 प्रोटॉन और 2 न्यूट्रॉन होते हैं) और एक हाइड्रोजन नाभिक (जिसमें 1 प्रोटॉन होता है) होता है, और यह एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन साझा करते हैं। ‘+’ आयन का मतलब है कि इसने एक इलेक्ट्रॉन खो दिया है।
व्याख्या (Explanation): HeH⁺ अणु में, एक हीलियम परमाणु (He) और एक हाइड्रोजन परमाणु (H) के नाभिक होते हैं। चूंकि यह एक आयन है, इसलिए इसमें इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रोटॉन की कुल संख्या से एक कम होती है। यह ब्रह्मांड के शुरुआती चरणों में सबसे सरल आयनिक अणु था।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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बिग बैंग के बाद किस प्रक्रिया के माध्यम से ब्रह्मांड में पहले नाभिक का निर्माण हुआ?
- (a) तारकीय न्यूक्लियोसिंथेसिस
- (b) बिग बैंग न्यूक्लियोसिंथेसिस
- (c) रेडियोधर्मी क्षय
- (d) संलयन
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): बिग बैंग न्यूक्लियोसिंथेसिस (BBN) वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा बिग बैंग के बाद पहले कुछ मिनटों के दौरान ब्रह्मांड में हल्के नाभिक (जैसे ड्यूटेरियम, हीलियम और लिथियम) का निर्माण हुआ।
व्याख्या (Explanation): प्रारंभिक ब्रह्मांड में अत्यधिक उच्च तापमान और घनत्व के कारण, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन एक साथ मिलकर पहले नाभिक बना सकते थे। तारकीय न्यूक्लियोसिंथेसिस बाद में तारों के अंदर भारी तत्वों का निर्माण करता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीलियम हाइड्राइड आयन (HeH⁺) के पुन: निर्माण से किस 13 अरब साल पुराने रहस्य को सुलझाने में मदद मिली?
- (a) डार्क मैटर की प्रकृति
- (b) ब्रह्मांड में जीवन की उत्पत्ति
- (c) ब्रह्मांड के प्रारंभिक रसायन विज्ञान का अवलोकन
- (d) ब्लैक होल का निर्माण
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): HeH⁺ को ब्रह्मांड के पहले अणु के रूप में माना जाता था, जिसका गठन बिग बैंग के बाद के शुरुआती युग में हुआ था। इसे सफलतापूर्वक प्रयोगशाला में पुन: निर्मित करने से उस समय के जटिल रासायनिक वातावरण को समझने में मदद मिलती है।
व्याख्या (Explanation): HeH⁺ का अस्तित्व और व्यवहार ब्रह्मांडीय विकास के शुरुआती चरणों में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। इसका पुन: निर्माण खगोल भौतिकीविदों को प्रारंभिक ब्रह्मांड के रसायन विज्ञान को सत्यापित करने और यह समझने में मदद करता है कि कैसे बाद के, अधिक जटिल अणु बने।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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भौतिकी में, “पहले अणु” के पुन: निर्माण का क्या महत्व है?
- (a) यह प्रदर्शित करता है कि अणु प्रयोगशाला में बन सकते हैं।
- (b) यह ब्रह्मांडीय इतिहास के एक महत्वपूर्ण चरण में रसायन विज्ञान को समझने का एक सीधा तरीका प्रदान करता है।
- (c) यह नए प्रकार के ईंधन के विकास की ओर ले जाता है।
- (d) यह क्वांटम यांत्रिकी के नियमों को चुनौती देता है।
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ब्रह्मांड के पहले अणुओं को प्रयोगशाला में पुन: निर्मित करना हमें उन परिस्थितियों का अनुकरण करने की अनुमति देता है जब वे पहली बार बने थे, जिससे ब्रह्मांड के प्रारंभिक रसायन विज्ञान और संरचना की हमारी समझ में वृद्धि होती है।
व्याख्या (Explanation): HeH⁺ जैसे अणुओं का निर्माण यह समझने में महत्वपूर्ण है कि ब्रह्मांड में पहले पदार्थ कैसे संगठित हुए। यह उस समय की चरम स्थितियों (तापमान, दबाव, विकिरण) के तहत रासायनिक प्रतिक्रियाओं की जांच करने की अनुमति देता है, जो आज पृथ्वी पर संभव नहीं है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हाइड्रोजन परमाणु का प्रतीक क्या है?
- (a) He
- (b) H
- (c) O
- (d) C
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): आवर्त सारणी में, प्रत्येक तत्व को एक अद्वितीय रासायनिक प्रतीक द्वारा दर्शाया जाता है।
व्याख्या (Explanation): हाइड्रोजन, आवर्त सारणी का सबसे सरल और सबसे हल्का तत्व है, जिसका परमाणु संख्या 1 है। इसका प्रतीक ‘H’ है। हीलियम (He), ऑक्सीजन (O) और कार्बन (C) अन्य तत्व हैं जिनके अपने विशिष्ट प्रतीक हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीलियम परमाणु का प्रतीक क्या है?
- (a) H
- (b) He
- (c) Li
- (d) Ne
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): रासायनिक तत्वों को उनके प्रतीकों से पहचाना जाता है, जो अक्सर उनके नाम के पहले एक या दो अक्षर होते हैं।
व्याख्या (Explanation): हीलियम, दूसरा सबसे हल्का तत्व, जिसका परमाणु संख्या 2 है, को ‘He’ प्रतीक द्वारा दर्शाया जाता है। ‘H’ हाइड्रोजन का प्रतीक है, ‘Li’ लिथियम का, और ‘Ne’ नियॉन का।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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ब्रह्मांड का वह युग जब हीलियम हाइड्राइड (HeH⁺) बना, को किस नाम से जाना जाता है?
- (a) मुद्रास्फीति युग
- (b) पुनर्संयोजन युग
- (c) प्रारंभिक ब्रह्मांड का परमाणु युग
- (d) डार्क एज
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): बिग बैंग के बाद, प्रारंभिक ब्रह्मांड अत्यधिक गर्म प्लाज्मा अवस्था में था। जैसे-जैसे यह ठंडा हुआ, नाभिक बने (बिग बैंग न्यूक्लियोसिंथेसिस), और फिर लगभग 380,000 साल बाद, इलेक्ट्रॉन नाभिकों से जुड़े, जिससे तटस्थ परमाणु बने। इस समय के आसपास, सबसे सरल अणु, जैसे HeH⁺, बनने शुरू हुए।
व्याख्या (Explanation): “परमाणु युग” या “पुनर्संयोजन युग” वह अवधि है जब ब्रह्मांड इतना ठंडा हो गया था कि इलेक्ट्रॉन परमाणुओं से जुड़ सकते थे, जिससे प्रकाश (कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड) मुक्त रूप से यात्रा कर सके। यह वह समय था जब ब्रह्मांडीय पदार्थ ने आज के समान परमाण्विक रूप लेना शुरू किया, और पहले अणुओं का निर्माण संभव हुआ।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीलियम हाइड्राइड आयन (HeH⁺) के अध्ययन से ब्रह्मांड के बारे में किस प्रकार की जानकारी प्राप्त होती है?
- (a) ब्रह्मांड का अंत कैसे होगा
- (b) ब्रह्मांड में पहला प्रकाश कब उत्सर्जित हुआ
- (c) ब्रह्मांड में पदार्थ कैसे संघनित हुआ और संरचनाएँ कैसे बनीं
- (d) सूर्य का वर्तमान तापमान
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रारंभिक ब्रह्मांड में पहले अणुओं का गठन पदार्थ के संघनन और बाद में तारों और आकाशगंगाओं जैसी बड़ी संरचनाओं के निर्माण के लिए एक महत्वपूर्ण कदम था।
व्याख्या (Explanation): HeH⁺ जैसे सरल अणुओं का निर्माण ब्रह्मांड में पहला कदम था जिससे अधिक जटिल रसायन विज्ञान और अंततः जीवन संभव हुआ। इन अणुओं का अध्ययन करके, वैज्ञानिक यह समझते हैं कि ब्रह्मांडीय धूल के बादल कैसे संघनित हुए और पहले तारे और आकाशगंगाएँ कैसे बनीं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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13 अरब साल पहले, ब्रह्मांड की रासायनिक संरचना आज से कैसे भिन्न थी?
- (a) इसमें भारी तत्व अधिक मात्रा में थे।
- (b) इसमें हाइड्रोजन और हीलियम की प्रधानता थी, और भारी तत्व नगण्य थे।
- (c) इसमें मुख्य रूप से कार्बन और ऑक्सीजन थे।
- (d) इसमें कोई परमाणु नहीं थे, केवल ऊर्जा थी।
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ब्रह्मांड में भारी तत्व (कार्बन से भारी) तारों के अंदर संलयन (fusion) प्रक्रियाओं के माध्यम से बनते हैं, जो बिग बैंग के बहुत बाद में हुए।
व्याख्या (Explanation): बिग बैंग के तुरंत बाद, ब्रह्मांड मुख्य रूप से हाइड्रोजन (लगभग 75%) और हीलियम (लगभग 25%) से बना था, जिसमें लिथियम की बहुत कम मात्रा थी। भारी तत्वों का निर्माण करने वाले तारों का जन्म और मृत्यु, बाद में हुआ, जिससे ब्रह्मांड में तत्वों का प्रसार हुआ।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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“पुन: निर्माण” (Recreation) शब्द का वैज्ञानिक अर्थ क्या है, जब किसी अणु या प्रक्रिया के संदर्भ में उपयोग किया जाता है?
- (a) किसी वस्तु को पूरी तरह से नया बनाना
- (b) प्रयोगशाला में नियंत्रित परिस्थितियों में किसी प्राकृतिक घटना या पदार्थ की नकल करना
- (c) किसी खोई हुई वस्तु को ढूंढना
- (d) ब्रह्मांड को फिर से बनाना
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): वैज्ञानिक पुन: निर्माण (Recreation) या अनुकरण (Simulation) का उपयोग उन प्रक्रियाओं या पदार्थों का अध्ययन करने के लिए करते हैं जो अत्यंत दुर्लभ, ऐतिहासिक रूप से महत्वपूर्ण या प्रयोगशाला में सीधे अवलोकन करना मुश्किल होते हैं।
व्याख्या (Explanation): जब वैज्ञानिक HeH⁺ जैसे अणु को “पुन: निर्मित” करते हैं, तो उनका मतलब होता है कि उन्होंने प्रयोगशाला में ऐसी स्थितियाँ बनाईं जो ब्रह्मांड के शुरुआती चरणों की नकल करती हैं, ताकि अणु के गुणों और निर्माण के तंत्र का अध्ययन किया जा सके।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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रसायन विज्ञान में, एक “आयन” (Ion) क्या होता है?
- (a) एक तटस्थ परमाणु
- (b) एक अणु जिसमें दो अलग-अलग तत्व होते हैं
- (c) एक परमाणु या अणु जिसमें एक शुद्ध विद्युत आवेश होता है
- (d) एक यौगिक जिसमें केवल कार्बन होता है
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): आयन ऐसे कण होते हैं जिनका निर्माण तब होता है जब एक परमाणु या अणु इलेक्ट्रॉनों की संख्या को बदलकर एक नेट विद्युत आवेश प्राप्त करता है।
व्याख्या (Explanation): यदि कोई परमाणु या अणु एक या अधिक इलेक्ट्रॉन खो देता है, तो यह एक धनात्मक आवेश वाला धनायन (cation) बन जाता है। यदि यह एक या अधिक इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है, तो यह एक ऋणात्मक आवेश वाला ऋणायन (anion) बन जाता है। HeH⁺, धनात्मक आवेश के साथ, एक आयन है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीलियम हाइड्राइड आयन (HeH⁺) का प्रयोगशाला में निर्माण किस प्रकार के उपकरणों का उपयोग करके किया गया होगा?
- (a) दूरबीन (Telescopes)
- (b) स्पेक्ट्रोमीटर (Spectrometers) और कण त्वरक (Particle Accelerators)
- (c) माइक्रोस्कोप (Microscopes)
- (d) सेंट्रीफ्यूज (Centrifuges)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): आयनों और अणुओं के निर्माण और उनके गुणों के अध्ययन के लिए उच्च-ऊर्जा भौतिकी और स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीकों का उपयोग किया जाता है।
व्याख्या (Explanation): HeH⁺ जैसे आयन बनाने के लिए, वैज्ञानिकों को आमतौर पर हीलियम और हाइड्रोजन परमाणुओं को आयनित करना पड़ता है (उन्हें ऊर्जा देकर इलेक्ट्रॉन हटाने पड़ते हैं) और फिर उन्हें इस तरह से संयोजित करना पड़ता है कि वे एक स्थिर अणु बना सकें। स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग तब अणु की पहचान और गुणों की पुष्टि के लिए किया जाता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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ब्रह्मांडीय पृष्ठभूमि विकिरण (Cosmic Microwave Background – CMB) क्या है और यह ब्रह्मांड के शुरुआती चरणों के बारे में क्या बताता है?
- (a) यह वर्तमान ब्रह्मांड से आने वाला प्रकाश है।
- (b) यह ब्रह्मांड के शुरुआती, गर्म चरण से बची हुई ऊष्मा (विकिरण) है।
- (c) यह सितारों से निकलने वाली ऊर्जा है।
- (d) यह गुरुत्वाकर्षण तरंगों का एक रूप है।
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): CMB बिग बैंग का एक प्रत्यक्ष प्रमाण है, जो पुनर्संयोजन (recombination) युग के दौरान मुक्त हुए फोटॉन से उत्पन्न हुआ था।
व्याख्या (Explanation): बिग बैंग के लगभग 380,000 साल बाद, ब्रह्मांड इतना ठंडा हो गया था कि प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन मिलकर तटस्थ परमाणु बना सकें। इससे पहले, ब्रह्मांड अपारदर्शी था। इस घटना के दौरान, प्रकाश (फोटॉन) मुक्त रूप से यात्रा करना शुरू कर दिया। यह प्रकाश, ब्रह्मांड के विस्तार के साथ, माइक्रोवेव रेंज में शिफ्ट हो गया है और आज CMB के रूप में देखा जाता है, जो प्रारंभिक ब्रह्मांड की “तस्वीर” प्रदान करता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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जीव विज्ञान में, “जीवन की उत्पत्ति” (Origin of Life) का संबंध किस वैज्ञानिक खोज से हो सकता है?
- (a) ब्रह्मांड के पहले अणु का निर्माण
- (b) ब्रह्मांड के शुरुआती रसायन विज्ञान का अध्ययन
- (c) पृथ्वी पर सबसे पहले सरल जीवों का उद्भव
- (d) तारों का निर्माण
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): जीवन की उत्पत्ति पृथ्वी पर सरल अकार्बनिक पदार्थों से पहले कार्बनिक अणुओं और फिर पहले स्व-प्रतिकृति (self-replicating) जीवों के निर्माण की प्रक्रिया का अध्ययन करती है।
व्याख्या (Explanation): हालांकि HeH⁺ का निर्माण ब्रह्मांड के प्रारंभिक रसायन विज्ञान से संबंधित है, जीवन की उत्पत्ति का प्रत्यक्ष संबंध पृथ्वी पर कार्बन-आधारित अणुओं के निर्माण और पहले सरल जीवन रूपों के उद्भव से है। प्रारंभिक ब्रह्मांड का रसायन विज्ञान, हालांकि, बाद में पृथ्वी पर जीवन के लिए आवश्यक तत्वों के निर्माण के लिए एक पृष्ठभूमि प्रदान करता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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सौर मंडल में, किस ग्रह पर हीलियम की प्रचुरता सबसे अधिक है?
- (a) पृथ्वी
- (b) मंगल
- (c) बृहस्पति
- (d) शुक्र
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सौर मंडल की संरचना बिग बैंग न्यूक्लियोसिंथेसिस के उत्पाद पर आधारित है, जिसमें हाइड्रोजन और हीलियम प्रमुख तत्व थे। विशाल गैस ग्रह ऐसे वातावरण को बनाए रखते हैं।
व्याख्या (Explanation): बृहस्पति, सौर मंडल का सबसे बड़ा ग्रह, मुख्य रूप से हाइड्रोजन और हीलियम से बना है, ठीक उसी तरह जैसे सूर्य। पृथ्वी और अन्य स्थलीय ग्रह भारी तत्वों से बने हैं जिनका निर्माण तारों के अंदर हुआ है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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रसायन विज्ञान में, “बहुलकीकरण” (Polymerization) प्रक्रिया में क्या होता है?
- (a) छोटे अणु टूटते हैं।
- (b) छोटे मोनोमर अणु मिलकर लंबी श्रृंखलाएँ बनाते हैं।
- (c) परमाणु अपने प्रोटॉन खो देते हैं।
- (d) अणु प्रकाश को अवशोषित करते हैं।
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): बहुलकीकरण (Polymerization) एक रासायनिक प्रक्रिया है जिसमें कई छोटे, दोहराए जाने वाले अणु (मोनोमर) एक बड़ी मैक्रोमोलेक्यूल (पॉलिमर) बनाने के लिए सहसंयोजक बंधों (covalent bonds) द्वारा जुड़ते हैं।
व्याख्या (Explanation): यह प्रक्रिया पृथ्वी पर जीवन के विकास के लिए मौलिक है, जहां प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड (DNA/RNA) और पॉलीसेकेराइड जैसे पॉलिमर का निर्माण होता है। जबकि HeH⁺ एक सरल अणु है, बहुलकीकरण अधिक जटिल अणुओं के निर्माण की दिशा में एक कदम है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हाइड्रोजन के विभिन्न समस्थानिकों (Isotopes) में क्या अंतर होता है?
- (a) प्रोटॉन की संख्या
- (b) इलेक्ट्रॉनों की संख्या
- (c) न्यूट्रॉन की संख्या
- (d) परमाणु भार
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): समस्थानिक (Isotopes) एक ही तत्व के परमाणु होते हैं जिनकी प्रोटॉन संख्या समान होती है, लेकिन न्यूट्रॉन संख्या भिन्न होती है।
व्याख्या (Explanation): हाइड्रोजन के तीन मुख्य समस्थानिक हैं: प्रोटियम (¹H, 0 न्यूट्रॉन), ड्यूटेरियम (²H, 1 न्यूट्रॉन), और ट्रिटियम (³H, 2 न्यूट्रॉन)। ड्यूटेरियम (D) को ब्रह्मांड की प्रारंभिक अवस्था में HeH⁺ जैसे अणुओं के निर्माण में भूमिका निभाने के लिए जाना जाता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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यदि आप ब्रह्मांड के पहले अणु HeH⁺ का अध्ययन कर रहे हैं, तो आप किस प्रकार के विकिरण का उपयोग करके उसकी आणविक संरचना की पुष्टि कर सकते हैं?
- (a) दृश्य प्रकाश
- (b) अवरक्त (Infrared) या माइक्रोवेव विकिरण
- (c) पराबैंगनी (Ultraviolet) विकिरण
- (d) गामा किरणें
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अणुओं के कंपन और घूर्णन (vibrations and rotations) विशिष्ट आवृत्तियों पर विद्युत चुम्बकीय विकिरण को अवशोषित या उत्सर्जित करते हैं। अवरक्त और माइक्रोवेव स्पेक्ट्रोस्कोपी इन आणविक गतियों का अध्ययन करने के लिए उपयोग की जाती है।
व्याख्या (Explanation): HeH⁺ जैसे हल्के और सरल अणु के कंपन और घूर्णन आवृत्तियां अवरक्त और माइक्रोवेव क्षेत्रों में आती हैं। इन आवृत्तियों पर अणु के स्पेक्ट्रम का विश्लेषण करके, वैज्ञानिक उसकी संरचना, बंध की लंबाई और ऊर्जा स्तरों की पुष्टि कर सकते हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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सौर ऊर्जा का मुख्य स्रोत क्या है, और यह किस प्रक्रिया पर आधारित है?
- (a) रासायनिक दहन; ऑक्सीजन
- (b) परमाणु विखंडन; यूरेनियम
- (c) परमाणु संलयन; हाइड्रोजन
- (d) भूतापीय ऊर्जा; पृथ्वी का आंतरिक भाग
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सूर्य, जैसे अन्य तारे, ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए नाभिकीय संलयन (nuclear fusion) का उपयोग करते हैं। सूर्य के कोर में, उच्च तापमान और दबाव के तहत, हाइड्रोजन नाभिक हीलियम नाभिक में विलीन हो जाते हैं, जिससे भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है।
व्याख्या (Explanation): यह प्रक्रिया, तारों में ही भारी तत्वों के निर्माण का आधार भी है, जो बिग बैंग के बाद ब्रह्मांड की विकासवादी कहानी से संबंधित है। सूर्य मुख्य रूप से हाइड्रोजन और हीलियम से बना है, और इसका ऊर्जा उत्पादन सीधे ब्रह्मांड के प्रारंभिक घटकों से जुड़ा है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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जब वैज्ञानिक “13 अरब साल पुराना रहस्य” कहते हैं, तो वे किस काल की बात कर रहे होते हैं?
- (a) पृथ्वी का निर्माण
- (b) सूर्य का वर्तमान जीवन चक्र
- (c) ब्रह्मांड के निर्माण के बाद का प्रारंभिक काल
- (d) मानव सभ्यता का उदय
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ब्रह्मांड की आयु लगभग 13.8 अरब वर्ष अनुमानित है। इसलिए, “13 अरब साल पुराना” ब्रह्मांड के अत्यंत प्रारंभिक अवस्था का संदर्भ देता है।
व्याख्या (Explanation): बिग बैंग के तुरंत बाद का समय, जब पहले अणु बने, तारे बनने शुरू हुए, और कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड उत्सर्जित हुआ, वह अवधि है जिसे 13 अरब साल पुराना रहस्य माना जा सकता है। HeH⁺ का पुन: निर्माण इसी प्राचीन युग से संबंधित है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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यदि HeH⁺ ब्रह्मांड का पहला अणु था, तो बाद में हाइड्रोजन और हीलियम से बनने वाले अगले सबसे सरल अणु कौन से थे?
- (a) मीथेन (CH₄)
- (b) पानी (H₂O)
- (c) अमोनिया (NH₃)
- (d) हाइड्रोजन अणु (H₂)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ब्रह्मांड के ठंडा होने और परमाणुओं के बनने के बाद, समान परमाणुओं के बीच भी रासायनिक बंध बन सकते थे।
व्याख्या (Explanation): HeH⁺ के निर्माण के कुछ समय बाद, दो हाइड्रोजन परमाणुओं ने मिलकर हाइड्रोजन अणु (H₂) बनाया, जो ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला अणु है। इसके बाद, ब्रह्मांड में मौजूद तत्वों के आधार पर अन्य सरल अणु बने।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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जीव विज्ञान में, “कार्बनिक रसायन विज्ञान” (Organic Chemistry) का अध्ययन मुख्य रूप से किन तत्वों पर केंद्रित होता है?
- (a) हाइड्रोजन और हीलियम
- (b) ऑक्सीजन और नाइट्रोजन
- (c) कार्बन और हाइड्रोजन
- (d) लिथियम और बेरिलियम
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कार्बनिक रसायन विज्ञान उन यौगिकों का अध्ययन है जिनमें कार्बन-परमाणु की लंबी श्रृंखलाएँ होती हैं, आमतौर पर हाइड्रोजन के साथ सहसंयोजक बंधों से जुड़ी होती हैं।
व्याख्या (Explanation): पृथ्वी पर जीवन कार्बन-आधारित है, इसलिए कार्बनिक रसायन विज्ञान जीवन के लिए आवश्यक अणुओं जैसे प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड और न्यूक्लिक एसिड को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। यद्यपि प्रारंभिक ब्रह्मांड में कार्बन की मात्रा बहुत कम थी, यह अंततः जीवन के निर्माण के लिए एक केंद्रीय तत्व बन गया।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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जब किसी वैज्ञानिक खोज को “एक रहस्य को सुलझाना” (Solving a Puzzle) कहा जाता है, तो इसका क्या अर्थ होता है?
- (a) किसी चीज को छुपाना
- (b) किसी समस्या का समाधान खोजना या किसी अस्पष्ट घटना को स्पष्ट करना
- (c) एक नई समस्या पैदा करना
- (d) अनुमान लगाना
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): वैज्ञानिक खोजों का लक्ष्य अक्सर अज्ञात को समझना, सिद्धांतों को सत्यापित करना, या उन घटनाओं के लिए स्पष्टीकरण प्रदान करना होता है जो पहले से समझ में नहीं आती थीं।
व्याख्या (Explanation): HeH⁺ का पुन: निर्माण एक “13 अरब साल पुराना रहस्य” सुलझाता है क्योंकि यह ब्रह्मांड के सबसे शुरुआती दौर में पहला अणु बनने की प्रक्रिया के बारे में हमारी समझ को पुष्ट करता है, जो पहले मुख्य रूप से सैद्धांतिक था। यह अवलोकन-आधारित साक्ष्य प्रदान करता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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ब्रह्मांड के शुरुआती दौर में, पदार्थ मुख्य रूप से किस अवस्था में था?
- (a) ठोस
- (b) तरल
- (c) प्लाज्मा
- (d) गैस
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): बिग बैंग के तुरंत बाद, ब्रह्मांड अत्यंत गर्म और सघन था, जहाँ पदार्थ आयनित अवस्था में था, अर्थात इलेक्ट्रॉन अपने परमाणुओं से अलग थे।
व्याख्या (Explanation): यह अवस्था प्लाज्मा कहलाती है, जो गैस का एक आयनित रूप है। ब्रह्मांड के ठंडा होने पर ही प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन मिलकर तटस्थ परमाणु बने।
अतः, सही उत्तर (c) है।