हीरे की चमक: प्रतियोगी परीक्षाओं के लिए विज्ञान के प्रश्न
परिचय: प्रतियोगी परीक्षाओं में सफलता के लिए सामान्य विज्ञान की गहरी समझ अत्यंत महत्वपूर्ण है। यह खंड आपको भौतिकी, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान के उन महत्वपूर्ण प्रश्नों का अभ्यास कराएगा जो आपकी तैयारी को मजबूत करने और परीक्षा में बेहतर प्रदर्शन करने में मदद करेंगे। आइए, ज्ञान की इस यात्रा में ‘हीरे की चमक’ के साथ आगे बढ़ें!
सामान्य विज्ञान अभ्यास प्रश्न (General Science Practice MCQs)
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निम्नलिखित में से कौन सा प्रकाश के पूर्ण आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection) का एक उदाहरण है, जो हीरे की चमक का मुख्य कारण है?
- (a) मृगतृष्णा (Mirage)
- (b) इंद्रधनुष (Rainbow)
- (c) दूरबीन (Telescope)
- (d) माइक्रोस्कोप (Microscope)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पूर्ण आंतरिक परावर्तन तब होता है जब प्रकाश सघन माध्यम से विरल माध्यम में क्रांतिक कोण (critical angle) से अधिक कोण पर आपतित होता है, जिससे प्रकाश पूरी तरह से सघन माध्यम में परावर्तित हो जाता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे का उच्च अपवर्तनांक (high refractive index) और उच्च क्रांतिक कोण (लगभग 24.4 डिग्री) इसे पूर्ण आंतरिक परावर्तन के लिए आदर्श बनाता है। जब प्रकाश हीरे के अंदर प्रवेश करता है, तो यह कई बार परावर्तित होता है, जिससे उसकी चमक बढ़ती है। मृगतृष्णा भी पूर्ण आंतरिक परावर्तन का एक उदाहरण है, जहाँ गर्म सतह के पास हवा का अपवर्तनांक बदल जाता है। इंद्रधनुष अपवर्तन (refraction) और विक्षेपण (dispersion) के कारण बनता है, जबकि दूरबीन और माइक्रोस्कोप प्रकाश के अपवर्तन और परावर्तन का उपयोग करते हैं लेकिन पूर्ण आंतरिक परावर्तन प्राथमिक सिद्धांत नहीं है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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हीरे का अपवर्तनांक (refractive index) लगभग कितना होता है?
- (a) 1.5
- (b) 2.0
- (c) 2.42
- (d) 3.14
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अपवर्तनांक किसी माध्यम में प्रकाश की गति और निर्वात में प्रकाश की गति का अनुपात होता है। यह बताता है कि प्रकाश किसी माध्यम से गुजरते समय कितना धीमा हो जाता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे का उच्च अपवर्तनांक (लगभग 2.42) ही इसे इतना चमकीला बनाता है। यह उच्च मान प्रकाश को हीरे के अंदर अधिक बार मोड़ने और परावर्तित करने का कारण बनता है, जिससे ‘फ़ायर’ (fire) और ‘ब्रिलियंस’ (brilliance) उत्पन्न होती है। अन्य सामान्य पदार्थ जैसे पानी (1.33) या कांच (1.5) का अपवर्तनांक काफी कम होता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे का सबसे कठोर रूप से संबंध किस भौतिक गुण से है?
- (a) उच्च विद्युत चालकता (High electrical conductivity)
- (b) मजबूत सहसंयोजक बंधन (Strong covalent bonding)
- (c) निम्न गलनांक (Low melting point)
- (d) पैरामैग्नेटिक प्रकृति (Paramagnetic nature)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): किसी पदार्थ की कठोरता उसके रासायनिक बंधन की प्रकृति और शक्ति पर निर्भर करती है।
व्याख्या (Explanation): हीरा कार्बन परमाणुओं से बना होता है जो मजबूत सहसंयोजक बंधनों (covalent bonds) द्वारा एक त्रिविमीय (three-dimensional) क्रिस्टल जाली (crystal lattice) में व्यवस्थित होते हैं। यह मजबूत बंधन संरचना हीरे को अत्यंत कठोर बनाती है, जिससे यह खरोंच प्रतिरोधी (scratch-resistant) होता है और इसे Mohs पैमाने पर 10 का कठोरता मान प्राप्त होता है। अन्य विकल्प जैसे विद्युत चालकता (हीरा विद्युत का कुचालक है), निम्न गलनांक (इसका गलनांक बहुत उच्च होता है), और पैरामैग्नेटिक प्रकृति (यह प्रतिचुंबकीय है) इसके कठोरता से संबंधित नहीं हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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कार्बन का वह अपरूप (allotrope) कौन सा है जो विद्युत का सुचालक (conductor) है?
- (a) हीरा (Diamond)
- (b) ग्रेफाइट (Graphite)
- (c) फुलेरीन (Fullerene)
- (d) चारकोल (Charcoal)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): किसी पदार्थ की विद्युत चालकता उसके इलेक्ट्रॉनों की गतिशीलता (mobility of electrons) पर निर्भर करती है।
व्याख्या (Explanation): ग्रेफाइट में, कार्बन परमाणु षट्कोणीय परतों (hexagonal layers) में व्यवस्थित होते हैं, और प्रत्येक कार्बन परमाणु केवल तीन अन्य कार्बन परमाणुओं से सहसंयोजक बंधों (covalent bonds) द्वारा जुड़ा होता है। इससे एक ‘फ्री’ या डीलोकलाइज्ड इलेक्ट्रॉन (delocalized electron) प्रति कार्बन परमाणु बच जाता है, जो परतों के बीच स्वतंत्र रूप से घूम सकता है और विद्युत का चालन कर सकता है। हीरा, इसके विपरीत, प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है, जिससे सभी संयोजी इलेक्ट्रॉन (valence electrons) बंधों में बंधे रहते हैं और हीरा विद्युत का कुचालक बन जाता है। फुलेरीन और चारकोल की चालकता भिन्न होती है लेकिन ग्रेफाइट की तरह सामान्य विद्युत प्रवाह के लिए उपयुक्त नहीं होती।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे के कटाई और पॉलिशिंग (cutting and polishing) में किस प्रकार के टूल का उपयोग किया जाता है?
- (a) इस्पात (Steel)
- (b) हीरा (Diamond)
- (c) सिरेमिक (Ceramic)
- (d) टंगस्टन कार्बाइड (Tungsten Carbide)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सबसे कठोर पदार्थ का उपयोग उससे कम कठोर पदार्थों को काटने या आकार देने के लिए किया जाता है।
व्याख्या (Explanation): चूंकि हीरा Mohs पैमाने पर सबसे कठोर पदार्थ है (कठोरता 10), इसलिए हीरे को काटने और पॉलिश करने के लिए विशेष हीरे के औजारों या हीरे के पाउडर का उपयोग किया जाता है। अन्य सामग्रियां, चाहे वे कितनी भी कठोर हों, हीरे की कठोरता का सामना नहीं कर सकतीं और कटाई प्रक्रिया के दौरान खुद टूट जाएंगी।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे की संरचना में कार्बन परमाणु किस हाइब्रिडाइजेशन (hybridization) अवस्था में होते हैं?
- (a) sp
- (b) sp²
- (c) sp³
- (d) sp³d
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): हाइब्रिडाइजेशन बताता है कि रासायनिक बंधनों के निर्माण के लिए परमाणु कक्षकों (atomic orbitals) का मिश्रण कैसे होता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे में, प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं से एकल सहसंयोजक बंधों (single covalent bonds) द्वारा जुड़ा होता है। इस व्यवस्था के लिए, कार्बन परमाणु sp³ हाइब्रिडाइजेशन से गुजरता है, जहाँ एक 2s कक्षक और तीन 2p कक्षक मिलकर चार sp³ संकर कक्षक (hybrid orbitals) बनाते हैं। ये संकर कक्षक चतुष्फलकीय (tetrahedral) रूप से व्यवस्थित होते हैं, जिससे हीरे की त्रि-आयामी संरचना बनती है। ग्रेफाइट में sp² हाइब्रिडाइजेशन होता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे का निर्माण किस उच्च दबाव और उच्च तापमान की स्थिति में होता है?
- (a) पृथ्वी की सतह पर
- (b) पृथ्वी के मेंटल (Mantle) में
- (c) पृथ्वी के क्रस्ट (Crust) में
- (d) वायुमंडल में
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कुछ तत्वों के अपरूपों का निर्माण विशिष्ट भूवैज्ञानिक परिस्थितियों में होता है।
व्याख्या (Explanation): प्राकृतिक हीरे पृथ्वी के मेंटल में, सतह से लगभग 150-200 किलोमीटर नीचे, अत्यंत उच्च दबाव (लगभग 45-60 किलोबार) और उच्च तापमान (900-1300 डिग्री सेल्सियस) पर बनते हैं। ये स्थितियाँ कार्बन परमाणुओं को हीरे की संरचना में क्रिस्टलीकृत करने के लिए आवश्यक होती हैं। ये हीरे तब ज्वालामुखीय विस्फोटों (volcanic eruptions) के माध्यम से पृथ्वी की सतह पर लाए जाते हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे को ‘डायमंड’ नाम किस लैटिन शब्द से मिला है, जिसका अर्थ है ‘अजेय’ (invincible)?
- (a) Adamare
- (b) Adamas
- (c) Diamante
- (d) Adamant
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कई वैज्ञानिक और रासायनिक शब्दों की व्युत्पत्ति (etymology) प्राचीन भाषाओं से हुई है।
व्याख्या (Explanation): ‘डायमंड’ शब्द ग्रीक शब्द ‘Adamas’ (αδάμας) से लिया गया है, जिसका अर्थ है ‘अजेय’, ‘अनबीटेबल’ या ‘अनब्रेकेबल’। यह नाम हीरे की अत्यधिक कठोरता और टिकाऊपन को दर्शाता है, जो इसे किसी भी अन्य ज्ञात प्राकृतिक पदार्थ से काटना या खरोंचना असंभव बनाता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे को तराशते समय जो धूल उत्पन्न होती है, वह मुख्य रूप से किस तत्व की होती है?
- (a) सिलिकॉन (Silicon)
- (b) कार्बन (Carbon)
- (c) ऑक्सीजन (Oxygen)
- (d) नाइट्रोजन (Nitrogen)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पदार्थ को काटने या पीसने पर उसके कण अलग हो जाते हैं।
व्याख्या (Explanation): हीरा मुख्य रूप से कार्बन का एक अपरूप है। जब हीरे को काटा या पॉलिश किया जाता है, तो उत्पन्न होने वाली धूल, कण और अपशिष्ट पदार्थ मूल रूप से हीरे के ही कण होते हैं, जो कार्बन से बने होते हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे की तरह, कार्बन का कौन सा अन्य अपरूप (allotrope) भी उच्च तापमान पर जलने पर कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) देता है?
- (a) फुलरीन (Fullerene)
- (b) ग्रेफाइट (Graphite)
- (c) कोयला (Coal)
- (d) उपरोक्त सभी
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): दहन (combustion) एक रासायनिक अभिक्रिया है जिसमें कोई पदार्थ ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके ऊष्मा और प्रकाश उत्पन्न करता है। कार्बन यौगिकों का दहन आमतौर पर कार्बन डाइऑक्साइड और पानी देता है।
व्याख्या (Explanation): कार्बन के सभी शुद्ध अपरूप, जब पर्याप्त ऑक्सीजन की उपस्थिति में उच्च तापमान पर जलाए जाते हैं, तो कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) का उत्पादन करते हैं (पूर्ण दहन के मामले में)। इसमें हीरा, ग्रेफाइट और फुलरीन शामिल हैं। कोयला, हालांकि एक शुद्ध अपरूप नहीं है, मुख्य रूप से कार्बन से बना होता है और जलने पर CO₂ देता है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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हीरे का उपयोग निम्नलिखित में से किस क्षेत्र में कटिंग टूल के रूप में किया जाता है?
- (a) केवल आभूषण उद्योग (Jewelry industry only)
- (b) केवल इलेक्ट्रॉनिक्स (Electronics only)
- (c) धातु काटने और ड्रिलिंग (Metal cutting and drilling)
- (d) केवल वैज्ञानिक अनुसंधान (Scientific research only)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कठोर सामग्री का उपयोग विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है जहाँ घर्षण और कटाई की आवश्यकता होती है।
व्याख्या (Explanation): हीरे की असाधारण कठोरता इसे विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए एक आदर्श कटिंग टूल बनाती है। इसका उपयोग केवल आभूषणों को आकार देने के लिए ही नहीं, बल्कि धातु काटने, कांच की कटाई, कंक्रीट ड्रिलिंग, और उच्च-प्रदर्शन वाले कटर और मिलिंग टूल बनाने में भी किया जाता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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जब प्रकाश हीरे के अंदर पूर्ण आंतरिक परावर्तन से गुजरता है, तो वह किस रंग में विभाजित हो सकता है, जिसे ‘फ़ायर’ (fire) कहा जाता है?
- (a) केवल सफेद (Only white)
- (b) विभिन्न रंगों में (In different colours)
- (c) केवल नीले और हरे रंग (Only blue and green)
- (d) केवल लाल और पीला (Only red and yellow)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रकाश का विक्षेपण (dispersion) तब होता है जब प्रकाश की गति उसके रंग (तरंग दैर्ध्य) के आधार पर भिन्न माध्यम में बदलती है, जिससे वह अपने घटक रंगों में विभाजित हो जाता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे का उच्च फैलाव (high dispersion) होता है, जिसका अर्थ है कि विभिन्न रंग (विभिन्न तरंग दैर्ध्य) हीरे के अंदर थोड़ी भिन्न गति से यात्रा करते हैं। जब सफेद प्रकाश हीरे के अंदर कई बार पूर्ण आंतरिक परावर्तन से गुजरता है, तो वह अपने घटक रंगों (जैसे इंद्रधनुष के रंग) में विभाजित हो जाता है। यह रंगीन चमक ही ‘फ़ायर’ कहलाती है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे का विशिष्ट गुरुत्व (specific gravity) लगभग कितना होता है?
- (a) 1.5
- (b) 2.0
- (c) 3.52
- (d) 4.0
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): विशिष्ट गुरुत्व किसी पदार्थ के घनत्व और पानी के घनत्व का अनुपात होता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे का विशिष्ट गुरुत्व लगभग 3.52 होता है। इसका मतलब है कि हीरा पानी से 3.52 गुना सघन है। यह उच्च घनत्व भी इसकी संरचना में कार्बन परमाणुओं के घने संकुलन (dense packing) को दर्शाता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे को रंगीन (colored) बनाने में कौन सी अशुद्धि (impurity) मुख्य भूमिका निभाती है?
- (a) नाइट्रोजन (Nitrogen)
- (b) बोरॉन (Boron)
- (c) एल्युमीनियम (Aluminum)
- (d) सिलिकॉन (Silicon)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): क्रिस्टल संरचना में अशुद्धियों की उपस्थिति पदार्थ के ऑप्टिकल (optical) और इलेक्ट्रॉनिक (electronic) गुणों को बदल सकती है।
व्याख्या (Explanation): अधिकांश रंगीन हीरे बोरॉन की थोड़ी मात्रा की उपस्थिति के कारण रंगीन होते हैं। बोरॉन एक इलेक्ट्रॉन स्वीकार करता है, जिससे हीरे का रंग नीला हो जाता है (जैसे कुछ प्रसिद्ध नीले हीरे)। नाइट्रोजन की उपस्थिति पीले या भूरे रंग का कारण बन सकती है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे का गलनांक (melting point) कितना उच्च होता है कि सामान्य परिस्थितियों में इसे पिघलाना संभव नहीं है?
- (a) 1000°C
- (b) 2000°C
- (c) 3550°C (लगभग)
- (d) 5000°C
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): मजबूत सहसंयोजक बंधनों वाले पदार्थ के गलनांक उच्च होते हैं।
व्याख्या (Explanation): हीरे में अत्यंत मजबूत सहसंयोजक बंधनों के कारण इसका गलनांक बहुत उच्च होता है। यह लगभग 3550 डिग्री सेल्सियस (6422 डिग्री फारेनहाइट) पर पिघलता है। हालांकि, सामान्य वायुमंडलीय दबाव में, हीरा गलने से पहले ही ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है (लगभग 850°C पर)। निर्वात या अक्रिय वातावरण में, यह लगभग 3550°C पर पिघलेगा।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे को ‘रत्न’ (gemstone) का दर्जा किस गुण के कारण प्राप्त होता है?
- (a) केवल इसकी कठोरता
- (b) केवल इसका उच्च अपवर्तनांक
- (c) इसकी कठोरता, चमक और ‘फ़ायर’ (Fire) का संयोजन
- (d) केवल इसका रंग
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): रत्नों की विशेषता उनकी सुंदरता, दुर्लभता और स्थायित्व के संयोजन से होती है।
व्याख्या (Explanation): हीरे को रत्न का दर्जा उसकी कई विशेषताओं के संयोजन के कारण प्राप्त होता है: इसकी असाधारण कठोरता (स्थायित्व), उच्च अपवर्तनांक (चमक), और उच्च फैलाव (फ़ायर)। ये गुण मिलकर हीरे को अद्वितीय रूप से सुंदर और मूल्यवान बनाते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे की चमक (brilliance) से संबंधित भौतिकी की कौन सी घटना है?
- (a) विवर्तन (Diffraction)
- (b) परावर्तन (Reflection)
- (c) अपवर्तन (Refraction)
- (d) ध्रुवीकरण (Polarization)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): चमक किसी वस्तु की प्रकाश को परावर्तित करने की क्षमता से संबंधित है।
व्याख्या (Explanation): हीरे की चमक मुख्य रूप से उसके उच्च अपवर्तनांक के कारण होती है, जो प्रकाश को हीरे के अंदर फंसाता है, जिससे यह सतहों से बार-बार परावर्तित (reflect) होता है। जब प्रकाश अंततः हीरे से बाहर निकलता है, तो यह तीव्र चमक पैदा करता है। पूर्ण आंतरिक परावर्तन इस चमक में महत्वपूर्ण योगदान देता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे की कठोरता का परीक्षण करने के लिए किस Mohs पैमाने का उपयोग किया जाता है?
- (a) 1-3
- (b) 4-6
- (c) 7-9
- (d) 10
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): Mohs पैमाना खनिजों की सापेक्षिक कठोरता को मापने के लिए एक पैमाना है।
व्याख्या (Explanation): Mohs पैमाना 1 से 10 तक होता है, जहाँ 1 सबसे नरम और 10 सबसे कठोर होता है। हीरा (Diamond) Mohs पैमाने पर 10 की कठोरता के साथ सबसे कठोर ज्ञात प्राकृतिक पदार्थ है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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कार्बनिक रसायन विज्ञान (Organic Chemistry) में, हीरे की संरचना को किस प्रकार का यौगिक (compound) माना जाता है?
- (a) एलिफैटिक (Aliphatic)
- (b) एरोमैटिक (Aromatic)
- (c) अकार्बनिक (Inorganic)
- (d) विषमचक्रीय (Heterocyclic)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कार्बनिक यौगिक वे होते हैं जिनमें मुख्य रूप से कार्बन-कार्बन और कार्बन-हाइड्रोजन बंध होते हैं। अकार्बनिक यौगिक वे होते हैं जिनमें ये बंध नहीं होते हैं।
व्याख्या (Explanation): हालांकि हीरा कार्बन से बना है, लेकिन इसकी संरचना में कोई कार्बन-हाइड्रोजन बंध नहीं है और यह एक विशाल सहसंयोजक नेटवर्क (covalent network) बनाता है। इसलिए, इसे कार्बनिक रसायन विज्ञान के पारंपरिक वर्गीकरण के अनुसार एक अकार्बनिक यौगिक माना जाता है, भले ही यह कार्बन-आधारित हो।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे की कटाई और पॉलिशिंग की प्रक्रिया के दौरान, कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) के निर्माण को रोकने के लिए अक्सर किस गैस का उपयोग किया जाता है?
- (a) हीलियम (Helium)
- (b) आर्गन (Argon)
- (c) नाइट्रोजन (Nitrogen)
- (d) ऑक्सीजन (Oxygen)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अक्रिय गैसें (inert gases) अन्य पदार्थों के साथ आसानी से प्रतिक्रिया नहीं करती हैं।
व्याख्या (Explanation): हीरे की कटाई और पॉलिशिंग में, बहुत उच्च तापमान पर हीरे को जलने (ऑक्सीकरण) से बचाने के लिए आर्गन जैसी अक्रिय गैस का उपयोग किया जा सकता है। आर्गन किसी भी वायुमंडलीय ऑक्सीजन को विस्थापित करता है, जिससे CO₂ का निर्माण रुक जाता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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मानव शरीर में, कार्बन किस जीवन-निर्वाह के लिए आवश्यक यौगिकों के निर्माण खंड (building blocks) के रूप में कार्य करता है?
- (a) केवल कार्बोहाइड्रेट (Only carbohydrates)
- (b) केवल प्रोटीन (Only proteins)
- (c) डीएनए, प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और वसा (DNA, proteins, carbohydrates, and fats)
- (d) केवल खनिज (Only minerals)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कार्बनिक रसायन विज्ञान जीवन का आधार है, जहाँ कार्बन सभी प्रमुख मैक्रोमोलेक्यूल्स (macromolecules) का केंद्रीय तत्व है।
व्याख्या (Explanation): कार्बनिक रसायन विज्ञान में, कार्बन सभी जीवन-निर्वाह के लिए आवश्यक अणुओं का आधार बनता है। डीएनए (आनुवंशिक सामग्री), प्रोटीन (एंजाइम, संरचनात्मक घटक), कार्बोहाइड्रेट (ऊर्जा स्रोत) और वसा (ऊर्जा भंडारण, झिल्ली) सभी कार्बन-आधारित यौगिक हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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पृथ्वी के वातावरण में कार्बन का कौन सा यौगिक ग्रीनहाउस प्रभाव (greenhouse effect) के लिए मुख्य रूप से जिम्मेदार है?
- (a) कार्बन मोनोऑक्साइड (Carbon monoxide)
- (b) कार्बन डाइऑक्साइड (Carbon dioxide)
- (c) कार्बन टेट्राक्लोराइड (Carbon tetrachloride)
- (d) कार्बन सल्फाइड (Carbon disulfide)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ग्रीनहाउस गैसें पृथ्वी के वायुमंडल में गर्मी को फंसाती हैं, जिससे ग्रह गर्म होता है।
व्याख्या (Explanation): कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) सबसे महत्वपूर्ण ग्रीनहाउस गैसों में से एक है। यह सूर्य से आने वाली कुछ ऊष्मीय विकिरण को अवशोषित करती है और पृथ्वी की सतह पर वापस परावर्तित करती है, जिससे पृथ्वी का तापमान बढ़ता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे के निर्माण में उपयोग होने वाली एक महत्वपूर्ण रासायनिक प्रक्रिया को क्या कहा जाता है, जो एक ठोस से सीधे गैस में रूपांतरण का वर्णन करती है?
- (a) वाष्पीकरण (Evaporation)
- (b) ऊर्ध्वपातन (Sublimation)
- (c) संघनन (Condensation)
- (d) निक्षेपण (Deposition)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ऊर्ध्वपातन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें कोई पदार्थ ठोस अवस्था से सीधे गैसीय अवस्था में परिवर्तित हो जाता है, बिना द्रव अवस्था से गुजरे।
व्याख्या (Explanation): कुछ कृत्रिम हीरे के निर्माण के तरीकों में, जैसे रासायनिक वाष्प जमाव (Chemical Vapor Deposition – CVD), कार्बन युक्त गैसों (जैसे मीथेन) का उपयोग किया जाता है। उच्च तापमान पर, ये गैसें कार्बन परमाणुओं में टूट जाती हैं, जो फिर हीरे के सब्सट्रेट पर जमा हो जाती हैं। हालांकि, प्राकृतिक हीरे के निर्माण को उच्च दबाव और तापमान वाली भूवैज्ञानिक प्रक्रिया माना जाता है। इस प्रश्न का संदर्भ स्पष्ट नहीं है, लेकिन ऊर्ध्वपातन एक सामान्य प्रक्रिया है जिसमें ठोस सीधे गैस बनते हैं। यहाँ प्रश्न का इरादा कार्बन के व्यवहार को समझने का हो सकता है। सामान्य संदर्भ में, CO₂ ऊर्ध्वपातित होता है, हीरा नहीं। हालांकि, हीरे को बनाने की विधियों में गैसों से कार्बन का जमाव होता है। यदि प्रश्न के अर्थ को ‘हीरे से संबंधित’ माना जाए, तो ऊर्ध्वपातन (जैसे CO₂ का) एक प्रासंगिक प्रक्रिया है। इस प्रश्न को अन्य संदर्भों में भी पूछा जा सकता है, जैसे ड्राई आइस के लिए।
अतः, सही उत्तर (b) है। (स्पष्टीकरण में भिन्नता को ध्यान में रखें, प्रश्न का सटीक इरादा स्पष्ट नहीं है, लेकिन ऊर्ध्वपातन एक मुख्य प्रक्रिया है जिसमें ठोस सीधे गैस में बदलता है, जैसे ड्राई आइस)।
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हीरे के निर्माण में उपयोग होने वाली एक महत्वपूर्ण रासायनिक प्रक्रिया को क्या कहा जाता है, जो एक ठोस से सीधे गैस में रूपांतरण का वर्णन करती है?
- (a) वाष्पीकरण (Evaporation)
- (b) ऊर्ध्वपातन (Sublimation)
- (c) संघनन (Condensation)
- (d) निक्षेपण (Deposition)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ऊर्ध्वपातन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें कोई पदार्थ ठोस अवस्था से सीधे गैसीय अवस्था में परिवर्तित हो जाता है, बिना द्रव अवस्था से गुजरे।
व्याख्या (Explanation): यह प्रश्न थोड़ा भ्रामक है क्योंकि हीरा खुद ऊर्ध्वपातित नहीं होता है; बल्कि, यह उच्च तापमान पर ऑक्सीकृत हो जाता है। हालाँकि, सामान्य विज्ञान के संदर्भ में, ऊर्ध्वपातन एक महत्वपूर्ण चरण परिवर्तन है। ड्राई आइस (ठोस कार्बन डाइऑक्साइड) ऊर्ध्वपातन का एक उत्कृष्ट उदाहरण है। कृत्रिम हीरे के निर्माण की विधियों में, जैसे केमिकल वेपर डिपोजिशन (CVD), कार्बन युक्त गैसें (जैसे मीथेन) उच्च तापमान पर विघटित होकर कार्बन परमाणु बनाती हैं जो हीरे की सतह पर जमा होते हैं। प्रश्न का सटीक इरादा स्पष्ट नहीं है, लेकिन यदि यह कार्बन यौगिकों के व्यवहार के बारे में है, तो ऊर्ध्वपातन एक प्रमुख प्रक्रिया है (ड्राई आइस के मामले में)।
अतः, सही उत्तर (b) है। (कृपया ध्यान दें कि प्रश्न का सीधा संबंध हीरे के निर्माण से कम और कार्बन चक्र की प्रक्रियाओं से अधिक हो सकता है, जहाँ ऊर्ध्वपातन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है)।
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हीरे के उत्पादन में ‘कलर’ (color) को नियंत्रित करने के लिए किस प्रकार की तकनीकों का उपयोग किया जाता है?
- (a) केवल आकार को नियंत्रित करना
- (b) क्रिस्टल विकास के दौरान अशुद्धियों को जोड़ना या हटाना
- (c) केवल काटने की तकनीक
- (d) केवल पॉलिशिंग की डिग्री
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सामग्री विज्ञान में, अशुद्धियाँ (impurities) अक्सर पदार्थ के ऑप्टिकल और इलेक्ट्रॉनिक गुणों को महत्वपूर्ण रूप से बदल सकती हैं।
व्याख्या (Explanation): कृत्रिम हीरे के उत्पादन में, वांछित रंग प्राप्त करने के लिए क्रिस्टल विकास प्रक्रिया के दौरान विशिष्ट अशुद्धियों (जैसे बोरॉन या नाइट्रोजन) को नियंत्रित मात्रा में जोड़ा जाता है। उदाहरण के लिए, थोड़ी मात्रा में बोरॉन मिलाने से नीला रंग आता है, जबकि नाइट्रोजन से पीला रंग आ सकता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे की चमक और ‘फ़ायर’ को बेहतर बनाने के लिए पॉलिशिंग करते समय किन कोणों (angles) का ध्यान रखा जाता है?
- (a) केवल सतह का समतल होना
- (b) विभिन्न facets के कोण (angles of different facets)
- (c) केवल कुल वजन
- (d) केवल पत्थर का आकार
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रकाशिकी (optics) में, किसी वस्तु से प्रकाश के प्रतिबिंब और अपवर्तन पर कोणों का बहुत प्रभाव पड़ता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे की चमक (brilliance) और ‘फ़ायर’ (fire) को अधिकतम करने के लिए, पॉलिशिंग के दौरान प्रत्येक facet (सतह) के सटीक कोणों को बहुत सावधानी से मापा जाता है। ये कोण पूर्ण आंतरिक परावर्तन और प्रकाश के फैलाव को नियंत्रित करते हैं, जिससे हीरे की अधिकतम चमक और रंगीन चमक मिलती है।
अतः, सही उत्तर (b) है।