हीरों की दुनिया: सामान्य विज्ञान के महत्वपूर्ण प्रश्न
परिचय: प्रतियोगी परीक्षाओं की तैयारी में सामान्य विज्ञान का एक मजबूत आधार अत्यंत महत्वपूर्ण है। भौतिकी, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान के सिद्धांत न केवल अकादमिक रूप से प्रासंगिक हैं, बल्कि हमारे दैनिक जीवन में भी गहराई से जुड़े हुए हैं। यह अभ्यास सत्र आपको इन विषयों की अपनी समझ को परखने और परीक्षा के लिए अपनी तैयारी को मजबूत करने में मदद करेगा। “Doubling Down on Diamond” के विषय से प्रेरित होकर, हम प्रकृति के इन रत्नों और उनके पीछे के विज्ञान पर केंद्रित प्रश्न लेकर आए हैं!
सामान्य विज्ञान अभ्यास प्रश्न (General Science Practice MCQs)
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कार्बन के किस अपररूप (allotrope) को “Doubling Down on Diamond” के संदर्भ में समझा जा सकता है, जो अपनी कठोरता और चमक के लिए जाना जाता है?
- (a) ग्रेफाइट
- (b) हीरा
- (c) फुलरीन
- (d) कोयला
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अपररूपता (Allotropy) वह घटना है जिसमें एक तत्व एक से अधिक रूपों में मौजूद हो सकता है, प्रत्येक के अपने विशिष्ट भौतिक और रासायनिक गुण होते हैं।
व्याख्या (Explanation): हीरा कार्बन का एक अपररूप है। इसके प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं से चतुष्फलकीय (tetrahedral) संरचना में सहसंयोजक बंध (covalent bond) द्वारा जुड़ा होता है। यह मजबूत त्रिविमीय (3D) संरचना हीरे को अत्यधिक कठोर बनाती है और इसकी विशिष्ट चमक के लिए भी जिम्मेदार है। ग्रेफाइट, जो कार्बन का दूसरा अपररूप है, में कार्बन परमाणु षट्कोणीय (hexagonal) परतों में व्यवस्थित होते हैं, जिससे यह नरम और चिकना होता है। फुलरीन और कोयला भी कार्बन के अन्य रूप हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे की क्रिस्टल संरचना में, प्रत्येक कार्बन परमाणु किस प्रकार के संकरण (hybridization) से गुजरता है?
- (a) sp
- (b) sp²
- (c) sp³
- (d) d²sp³
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सहसंयोजक बंधों के निर्माण के लिए संकरण (Hybridization) परमाणु ऑर्बिटल्स का मिश्रण है।
व्याख्या (Explanation): हीरे में, प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं के साथ एकल सहसंयोजक बंध बनाता है। इन चार बंधों को बनाने के लिए, कार्बन अपने एक 2s और तीन 2p ऑर्बिटल्स को मिश्रित करके चार sp³ संकरित ऑर्बिटल्स बनाता है। ये sp³ ऑर्बिटल्स टेट्राहेड्रल ज्यामिति में उन्मुख होते हैं, जो हीरे की अत्यंत मजबूत और सघन क्रिस्टल संरचना का आधार बनता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे का उच्च अपवर्तनांक (high refractive index) और चमक मुख्य रूप से किस भौतिक गुण के कारण होती है?
- (a) इसकी उच्च तापीय चालकता
- (b) इसकी इलेक्ट्रॉन संरचना और प्रकाश का पूर्ण आंतरिक परावर्तन
- (c) इसकी विद्युत चालकता
- (d) इसका कम गलनांक
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रकाशिकी (Optics) में, अपवर्तनांक (refractive index) किसी माध्यम से गुजरने पर प्रकाश की गति में कमी का माप है। पूर्ण आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection) तब होता है जब प्रकाश सघन माध्यम से विरल माध्यम की ओर तिरछा गुजरता है और क्रांतिक कोण (critical angle) से अधिक कोण पर आपतित होता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे का उच्च अपवर्तनांक (लगभग 2.42) इसकी विशेष इलेक्ट्रॉन संरचना के कारण होता है, जहाँ इलेक्ट्रॉन प्रकाश को अवशोषित और पुनः उत्सर्जित करने में बहुत कुशल होते हैं। इसके अतिरिक्त, हीरे के फलकों (facets) को इस तरह से काटा जाता है कि आपतित प्रकाश हीरे के अंदर कई बार परावर्तित होता है और अंततः पूर्ण आंतरिक परावर्तन के माध्यम से बाहर निकलता है, जिससे इसकी विशिष्ट चमक पैदा होती है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे को एक उत्कृष्ट विद्युत रोधी (electrical insulator) क्यों माना जाता है?
- (a) क्योंकि इसमें मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं
- (b) क्योंकि इसका गलनांक बहुत अधिक होता है
- (c) क्योंकि यह पारदर्शी होता है
- (d) क्योंकि इसकी तापीय चालकता बहुत कम होती है
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): विद्युत चालकता (Electrical conductivity) पदार्थ में मुक्त आवेश वाहकों (जैसे मुक्त इलेक्ट्रॉन या आयन) की उपस्थिति पर निर्भर करती है।
व्याख्या (Explanation): हीरे में, सभी संयोजी इलेक्ट्रॉन (valence electrons) कार्बन परमाणुओं के बीच मजबूत सहसंयोजक बंधों में बंधे होते हैं। कोई भी मुक्त इलेक्ट्रॉन या आयन नहीं होते हैं जो विद्युत धारा का संचालन कर सकें। इसलिए, हीरा एक उत्कृष्ट विद्युत रोधी है। ग्रेफाइट, इसके विपरीत, जिसमें पाई-इलेक्ट्रॉन (π-electrons) होते हैं जो डिलोकेलाइज्ड (delocalized) होते हैं, विद्युत का सुचालक होता है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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हीरे को संश्लेषित (synthesize) करने के लिए किस विधि का उपयोग किया जाता है, जो उच्च दबाव और उच्च तापमान (HPHT) की स्थितियों को शामिल करती है?
- (a) रासायनिक वाष्प जमाव (Chemical Vapor Deposition – CVD)
- (b) पिघला हुआ धातु उत्प्रेरक विधि
- (c) हाइड्रोथर्मल संश्लेषण
- (d) इनमें से कोई नहीं
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कृत्रिम हीरे (synthetic diamonds) बनाने के लिए विभिन्न विधियों का उपयोग किया जाता है, जिनमें से HPHT विधि एक प्रमुख है।
व्याख्या (Explanation): उच्च दबाव, उच्च तापमान (HPHT) विधि में, कार्बन स्रोत (जैसे ग्रेफाइट) को एक पिघले हुए धातु उत्प्रेरक (जैसे निकल, कोबाल्ट, या लोहा) के साथ उच्च दबाव (लगभग 5-6 GPa) और उच्च तापमान (लगभग 1400-1700 °C) पर गरम किया जाता है। यह स्थितियां ग्रेफाइट को पिघले हुए धातु में घोलने और फिर हीरे के रूप में क्रिस्टलीकृत होने की अनुमति देती हैं। CVD विधि का उपयोग भी हीरे के विकास के लिए किया जाता है, लेकिन यह निम्न दबाव और उच्च तापमान पर काम करती है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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ग्रेफाइट की परतों के बीच कौन सा बल कार्य करता है, जो इसे हीरे की तुलना में नरम बनाता है?
- (a) सहसंयोजक बंध
- (b) आयनिक बंध
- (c) वैन डेर वाल्स बल
- (d) धात्विक बंध
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अंतरा-आणविक बल (Intermolecular forces) वे बल हैं जो अणुओं या क्रिस्टल जाली (crystal lattice) में परमाणुओं के बीच कार्य करते हैं।
व्याख्या (Explanation): ग्रेफाइट की संरचना में, प्रत्येक कार्बन परमाणु अन्य तीन कार्बन परमाणुओं से सहसंयोजक बंध द्वारा जुड़ा होता है, जिससे षट्कोणीय परतें बनती हैं। इन षट्कोणीय परतों के बीच, जो समानांतर व्यवस्थित होती हैं, कमजोर वैन डेर वाल्स बल (Van der Waals forces) कार्य करते हैं। ये कमजोर बल परतों को आसानी से एक-दूसरे पर फिसलने देते हैं, जिससे ग्रेफाइट नरम होता है और इसका उपयोग स्नेहक (lubricant) के रूप में किया जाता है। हीरे में, कार्बन परमाणु sp³ संकरण द्वारा जुड़े होते हैं, जिससे एक मजबूत त्रिविमीय जाली बनती है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे को सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थ क्यों माना जाता है?
- (a) इलेक्ट्रॉनों की बड़ी संख्या
- (b) मजबूत सहसंयोजक बंधों का एक विशाल नेटवर्क
- (c) उच्च गलनांक
- (d) तापीय विस्तार का कम गुणांक
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पदार्थ की कठोरता (hardness) उसकी आंतरिक संरचना में परमाणुओं या अणुओं को एक साथ रखने वाले बंधों की शक्ति पर निर्भर करती है।
व्याख्या (Explanation): हीरे में, प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं से मजबूत सहसंयोजक बंधों द्वारा एक त्रिविमीय (3D) नेटवर्क में जुड़ा होता है। ये सहसंयोजक बंध अत्यधिक ऊर्जावान होते हैं और इन्हें तोड़ने के लिए बहुत अधिक बल की आवश्यकता होती है। यह विशाल सहसंयोजक नेटवर्क ही हीरे को अत्यंत कठोर बनाता है, जिससे यह खरोंच का अत्यधिक प्रतिरोधी होता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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प्रकाश के किस गुण के कारण हीरे की ‘चमक’ (brilliance) बढ़ जाती है?
- (a) विवर्तन (Diffraction)
- (b) प्रकीर्णन (Scattering)
- (c) अपवर्तन (Refraction) और पूर्ण आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection)
- (d) ध्रुवीकरण (Polarization)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रकाश का व्यवहार जब वह विभिन्न माध्यमों से गुजरता है, जैसे अपवर्तन और परावर्तन, उसके दृश्य गुणों को प्रभावित करता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे का उच्च अपवर्तनांक (लगभग 2.42) प्रकाश को अंदर की ओर मोड़ने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। जब प्रकाश हीरे में प्रवेश करता है, तो यह अपवर्तित होता है। हीरे के विशिष्ट कटिंग (faceting) के कारण, अधिकांश आपतित प्रकाश क्रांतिक कोण (लगभग 24.4 डिग्री) से बड़े कोण पर आंतरिक सतहों से टकराता है, जिससे पूर्ण आंतरिक परावर्तन होता है। प्रकाश हीरे के अंदर कई बार परावर्तित होने के बाद बाहर निकलता है, जिससे इसे अत्यधिक चमक और ‘आग’ (fire) मिलती है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे का उपयोग किस प्रकार के काटने और पीसने वाले उपकरणों (cutting and grinding tools) में किया जाता है?
- (a) केवल साधारण मशीनिंग
- (b) सख्त धातुओं और गैर-धातुओं की मशीनिंग
- (c) केवल प्लास्टिक की मशीनिंग
- (d) केवल लकड़ी का काम
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कठोरता (Hardness) एक पदार्थ की खरोंच और घर्षण का विरोध करने की क्षमता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे की असाधारण कठोरता इसे कठोर धातुओं (जैसे स्टील), सिरेमिक, कंक्रीट और अन्य बहुत सख्त गैर-धातु सामग्री की कटाई, ड्रिलिंग और पीसने के लिए एक आदर्श सामग्री बनाती है। इसके विपरीत, ग्रेफाइट, नरम होने के कारण, इन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे के रंग (color) में भिन्नता मुख्य रूप से किस कारण से आती है?
- (a) नाइट्रोजन या बोरॉन जैसी अशुद्धियाँ
- (b) क्रिस्टल की मोटाई
- (c) प्रकाश का अपवर्तन
- (d) हीरे की गुणवत्ता
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): रंगीन यौगिक अक्सर उन तत्वों या संरचनाओं से रंग प्राप्त करते हैं जो प्रकाश के विशिष्ट तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करते हैं।
व्याख्या (Explanation): अधिकांश हीरे में हल्के पीले या भूरे रंग के होते हैं क्योंकि उनमें नाइट्रोजन परमाणु की थोड़ी मात्रा अशुद्धता के रूप में मौजूद होती है। ये नाइट्रोजन परमाणु कार्बन की नियमित क्रिस्टल जाली में फिट हो जाते हैं और प्रकाश के स्पेक्ट्रम से नीले रंग को अवशोषित करते हैं, जिससे पीलापन दिखाई देता है। बोरॉन की उपस्थिति नीले रंग के हीरे का कारण बन सकती है। रंगहीन हीरे (Type IIa) बहुत दुर्लभ होते हैं और उनमें नाइट्रोजन की मात्रा नगण्य होती है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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जीव विज्ञान में, कार्बन आधारित जीवन के लिए हीरे का कौन सा गुण अप्रत्यक्ष रूप से महत्वपूर्ण है?
- (a) इसकी कठोरता
- (b) इसका विद्युत रोधी होना
- (c) इसका आणविक संरचना में कार्बन की बहुतायत
- (d) इसकी चमक
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): जीव विज्ञान में, कार्बन को जीवन का मूल तत्व माना जाता है क्योंकि यह बहुतायत में जटिल और स्थिर अणु बना सकता है।
व्याख्या (Explanation): हालांकि हीरा अपने आप में जीवित नहीं है, यह कार्बन का एक रूप है। पृथ्वी पर जीवन कार्बन-आधारित है क्योंकि कार्बन परमाणु अन्य कार्बन परमाणुओं और विभिन्न अन्य तत्वों (जैसे हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन) के साथ सहसंयोजक बंध बनाने में सक्षम हैं। यह कार्बन की विभिन्न प्रकार की स्थिर और जटिल संरचनाएं (जैसे शर्करा, अमीनो एसिड, न्यूक्लिक एसिड, लिपिड, प्रोटीन) बनाने की क्षमता है जो जीवन के लिए आवश्यक है। हीरे की संरचना कार्बन की बंध बनाने की क्षमता का एक चरम उदाहरण है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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मानव शरीर में, कार्बोहाइड्रेट का मुख्य कार्य क्या है?
- (a) प्रोटीन संश्लेषण
- (b) ऊर्जा की आपूर्ति
- (c) कोशिका झिल्ली का निर्माण
- (d) विटामिन का परिवहन
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): जैव रसायन (Biochemistry) में, मैक्रोन्यूट्रिएंट्स (macronutrients) शरीर के लिए ऊर्जा और संरचनात्मक घटक प्रदान करते हैं।
व्याख्या (Explanation): कार्बोहाइड्रेट (जैसे ग्लूकोज) शरीर के लिए ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत हैं। जब हम कार्बोहाइड्रेट का सेवन करते हैं, तो उन्हें ग्लूकोज में तोड़ा जाता है, जो कोशिकाओं द्वारा चयापचय (metabolism) के माध्यम से ऊर्जा (ATP) उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है। प्रोटीन का मुख्य कार्य कोशिकाओं और ऊतकों का निर्माण करना है, कोशिका झिल्ली फॉस्फोलिपिड्स से बनी होती है, और विटामिन का परिवहन अक्सर लिपोप्रोटीन द्वारा किया जाता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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एंजाइम (Enzymes) के संबंध में निम्नलिखित में से कौन सा कथन सत्य है?
- (a) वे सभी रासायनिक अभिक्रियाओं को रोकते हैं।
- (b) वे अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा (activation energy) को बढ़ाते हैं।
- (c) वे अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा को कम करते हैं।
- (d) वे अभिक्रियाओं में स्थायी रूप से उपभोग हो जाते हैं।
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): एंजाइम जैविक उत्प्रेरक (biological catalysts) होते हैं जो जीवन की रासायनिक अभिक्रियाओं की दर को बढ़ाते हैं।
व्याख्या (Explanation): एंजाइम प्रोटीन अणु होते हैं जो शरीर के भीतर जैव रासायनिक अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। वे अभिक्रियाओं की सक्रियण ऊर्जा को कम करके ऐसा करते हैं, जिससे अभिक्रियाएं बहुत तेजी से होती हैं। एंजाइम अभिक्रियाओं में उपभोग नहीं होते हैं; वे अभिक्रिया के अंत में अपरिवर्तित पुनः प्राप्त हो जाते हैं और फिर से उपयोग किए जा सकते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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कोशिका का ‘ऊर्जा घर’ (Powerhouse of the cell) किसे कहा जाता है?
- (a) नाभिक (Nucleus)
- (b) राइबोसोम (Ribosome)
- (c) माइटोकॉन्ड्रिया (Mitochondrion)
- (d) गॉल्जीकाय (Golgi apparatus)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कोशिका अंग (Cell organelles) कोशिका के भीतर विशिष्ट कार्य करने वाली संरचनाएं हैं।
व्याख्या (Explanation): माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका का एक अंग है जो कोशिकीय श्वसन (cellular respiration) के माध्यम से ऊर्जा (ATP के रूप में) उत्पन्न करने के लिए जिम्मेदार है। यह प्रक्रिया भोजन को ऊर्जा में परिवर्तित करती है जिसका उपयोग कोशिकाएं अपने विभिन्न कार्यों के लिए करती हैं। इसलिए, माइटोकॉन्ड्रिया को कोशिका का ‘ऊर्जा घर’ कहा जाता है। नाभिक कोशिका का नियंत्रण केंद्र है, राइबोसोम प्रोटीन संश्लेषण करते हैं, और गॉल्जीकाय प्रोटीन और लिपिड के प्रसंस्करण और पैकेजिंग में शामिल होते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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पौधे प्रकाश संश्लेषण (photosynthesis) के दौरान किस गैस को अवशोषित करते हैं?
- (a) ऑक्सीजन
- (b) नाइट्रोजन
- (c) कार्बन डाइऑक्साइड
- (d) मीथेन
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रकाश संश्लेषण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा हरे पौधे और कुछ अन्य जीव सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा का उपयोग करके प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं, जो बाद में जीवों के लिए पोषक तत्वों को संश्लेषित करने के लिए जारी की जाती है।
व्याख्या (Explanation): प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में, पौधे वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) को अवशोषित करते हैं, पानी (H₂O) लेते हैं, और सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में क्लोरोफिल (chlorophyll) का उपयोग करके इसे ग्लूकोज (एक प्रकार की शर्करा) और ऑक्सीजन (O₂) में परिवर्तित करते हैं। ऑक्सीजन अभिक्रिया का उप-उत्पाद (by-product) है जो वातावरण में छोड़ी जाती है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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मानव रक्त में ऑक्सीजन का परिवहन मुख्य रूप से किसके द्वारा किया जाता है?
- (a) प्लाज्मा
- (b) श्वेत रक्त कोशिकाएँ
- (c) लाल रक्त कोशिकाएँ (हीमोग्लोबिन)
- (d) प्लेटलेट्स
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): रक्त शरीर में ऑक्सीजन, पोषक तत्व और अपशिष्ट उत्पादों के परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
व्याख्या (Explanation): मानव लाल रक्त कोशिकाओं में हीमोग्लोबिन नामक एक प्रोटीन होता है, जिसमें लोहे (iron) के अणु होते हैं। ये लोहे के अणु फेफड़ों में ऑक्सीजन से बंध जाते हैं और शरीर के ऊतकों तक पहुंचाते हैं। ऑक्सीजन विसरण (diffusion) द्वारा लाल रक्त कोशिकाओं से बाहर निकलती है और कोशिकाओं द्वारा उपयोग की जाती है। प्लाज्मा रक्त का तरल घटक है, श्वेत रक्त कोशिकाएँ प्रतिरक्षा प्रणाली का हिस्सा हैं, और प्लेटलेट्स रक्त के थक्के जमने में मदद करते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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पारसेक (Parsec) इकाई का उपयोग किस लिए किया जाता है?
- (a) प्रकाश की तीव्रता मापने के लिए
- (b) खगोलीय दूरियाँ मापने के लिए
- (c) तारे के तापमान को मापने के लिए
- (d) ग्रह के द्रव्यमान को मापने के लिए
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): भौतिकी में, दूरियाँ मापने के लिए विभिन्न इकाइयों का उपयोग किया जाता है, खासकर जब बहुत बड़ी दूरियों की बात आती है।
व्याख्या (Explanation): पारसेक (parsec) खगोल विज्ञान में उपयोग की जाने वाली एक मानक दूरी की इकाई है। यह लगभग 3.26 प्रकाश-वर्ष के बराबर है। इसका उपयोग तारों और अन्य खगोलीय पिंडों के बीच की विशाल दूरियों को मापने के लिए किया जाता है, विशेष रूप से लंबन (parallax) विधि का उपयोग करके। प्रकाश की तीव्रता को लक्स (lux) में मापा जाता है, तारे के तापमान को अक्सर केल्विन (kelvin) में और ग्रह के द्रव्यमान को किलोग्राम (kilogram) में मापा जाता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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ध्वनि की तीव्रता (intensity) की एसआई (SI) इकाई क्या है?
- (a) हर्ट्ज़ (Hertz)
- (b) डेसिबल (Decibel)
- (c) वाट प्रति वर्ग मीटर (Watt per square meter)
- (d) पास्कल (Pascal)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ध्वनि तरंगों के गुणों को विभिन्न इकाइयों द्वारा मापा जाता है।
व्याख्या (Explanation): ध्वनि की तीव्रता (intensity) प्रति इकाई क्षेत्रफल पर ध्वनि तरंग द्वारा स्थानांतरित की गई शक्ति की दर है। इसकी एसआई इकाई वाट प्रति वर्ग मीटर (W/m²) है। डेसिबल (dB) ध्वनि की सापेक्षिक तीव्रता का एक लघुगणकीय पैमाना (logarithmic scale) है, जिसका उपयोग अक्सर ध्वनि के स्तर (loudness) को व्यक्त करने के लिए किया जाता है। हर्ट्ज़ आवृत्ति (frequency) की इकाई है, और पास्कल दबाव (pressure) की इकाई है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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गुरुत्वाकर्षण (gravity) का सार्वभौमिक नियम किसने प्रतिपादित किया?
- (a) आइज़ैक न्यूटन
- (b) अल्बर्ट आइंस्टीन
- (c) गैलीलियो गैलीली
- (d) निकोला टेस्ला
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): शास्त्रीय यांत्रिकी (Classical mechanics) में, गुरुत्वाकर्षण बल की व्याख्या न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम द्वारा की जाती है।
व्याख्या (Explanation): सर आइज़ैक न्यूटन ने 1687 में अपने “प्रिंसिपिया मैथमेटिका” (Principia Mathematica) में गुरुत्वाकर्षण के सार्वभौमिक नियम का प्रस्ताव रखा था। इस नियम के अनुसार, ब्रह्मांड में प्रत्येक कण हर दूसरे कण को एक बल से आकर्षित करता है जो उनके द्रव्यमान के गुणनफल के सीधे आनुपातिक (directly proportional) और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती (inversely proportional) होता है। अल्बर्ट आइंस्टीन ने सामान्य सापेक्षता (general relativity) में गुरुत्वाकर्षण का एक अधिक व्यापक सिद्धांत विकसित किया।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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जल में घुलनशील विटामिन (Water-soluble vitamins) कौन से हैं?
- (a) विटामिन A, D, E, K
- (b) विटामिन B और C
- (c) विटामिन A, E
- (d) विटामिन D, K
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): विटामिन वे कार्बनिक यौगिक होते हैं जिनकी शरीर को थोड़ी मात्रा में आवश्यकता होती है। वे वसा-घुलनशील या जल-घुलनशील हो सकते हैं।
व्याख्या (Explanation): विटामिन B कॉम्प्लेक्स (जैसे B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12) और विटामिन C जल में घुलनशील होते हैं। इसका मतलब है कि वे पानी में घुल जाते हैं और शरीर से आसानी से उत्सर्जित हो जाते हैं, इसलिए उनके नियमित सेवन की आवश्यकता होती है। विटामिन A, D, E, और K वसा में घुलनशील होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे वसा ऊतकों में जमा हो जाते हैं और अधिक मात्रा में विषाक्त हो सकते हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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सूर्य की ऊर्जा का स्रोत क्या है?
- (a) रासायनिक अभिक्रियाएँ
- (b) परमाणु विखंडन
- (c) नाभिकीय संलयन (Nuclear fusion)
- (d) भू-तापीय ऊर्जा
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): तारों में ऊर्जा उत्पादन की प्रक्रियाएँ उनके मूल संरचना और भौतिक स्थितियों पर निर्भर करती हैं।
व्याख्या (Explanation): सूर्य एक तारा है जिसकी ऊर्जा का स्रोत उसके कोर में होने वाली नाभिकीय संलयन (nuclear fusion) की प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया में, उच्च तापमान और दबाव के कारण हाइड्रोजन के नाभिक (प्रोटॉन) मिलकर हीलियम के नाभिक बनाते हैं, जिससे भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है (आइंस्टीन के E=mc² समीकरण के अनुसार)। परमाणु विखंडन (nuclear fission) बड़े नाभिकों को छोटे नाभिकों में तोड़ने की प्रक्रिया है, जो आमतौर पर परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उपयोग की जाती है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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एक लेंस की शक्ति (power of a lens) किसमें मापी जाती है?
- (a) कैंडेला (Candela)
- (b) मीटर (Meter)
- (c) डायोप्टर (Diopter)
- (d) जूल (Joule)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रकाशिकी (Optics) में, लेंस की शक्ति उसके अभिसरण (convergence) या अपसरण (divergence) की डिग्री को दर्शाती है।
व्याख्या (Explanation): लेंस की शक्ति को डायोप्टर (D) में मापा जाता है। लेंस की शक्ति उसके फोकस दूरी (focal length) के व्युत्क्रमानुपाती होती है, अर्थात P = 1/f, जहाँ f मीटर में मापी जाती है। उत्तल लेंस (convex lens) की शक्ति धनात्मक होती है, और अवतल लेंस (concave lens) की शक्ति ऋणात्मक होती है। कैंडेला प्रकाश की तीव्रता की इकाई है, मीटर लंबाई की, और जूल ऊर्जा की।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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मानव शरीर में सबसे बड़ी ग्रंथि (largest gland) कौन सी है?
- (a) अग्न्याशय (Pancreas)
- (b) थायराइड ग्रंथि (Thyroid gland)
- (c) यकृत (Liver)
- (d) एड्रेनल ग्रंथि (Adrenal gland)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): मानव शरीर में विभिन्न प्रकार की ग्रंथियाँ होती हैं जो हार्मोन या अन्य स्राव (secretions) का उत्पादन करती हैं।
व्याख्या (Explanation): यकृत (Liver) मानव शरीर की सबसे बड़ी आंतरिक ग्रंथि है और शरीर के सबसे बड़े अंगों में से एक है। यह पित्त (bile) के उत्पादन, चयापचय (metabolism) के नियमन, विषहरण (detoxification) और प्रोटीन संश्लेषण सहित कई महत्वपूर्ण कार्य करता है। अग्न्याशय का अंतःस्रावी (endocrine) और बहिःस्रावी (exocrine) दोनों कार्य होते हैं, थायराइड ग्रंथि गर्दन में स्थित होती है और चयापचय को नियंत्रित करने वाले हार्मोन का उत्पादन करती है, और एड्रेनल ग्रंथियाँ गुर्दे के ऊपर स्थित होती हैं और विभिन्न स्टेरॉयड हार्मोन जारी करती हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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चुंबकत्व (Magnetism) से संबंधित निम्नलिखित में से कौन सा नियम विद्युत चुम्बकीय प्रेरण (electromagnetic induction) की व्याख्या करता है?
- (a) ओम का नियम (Ohm’s Law)
- (b) फैराडे के प्रेरण के नियम (Faraday’s Law of Induction)
- (c) जूल का नियम (Joule’s Law)
- (d) कूलम्ब का नियम (Coulomb’s Law)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): विद्युत चुम्बकीय प्रेरण वह घटना है जिसमें चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन विद्युत धारा उत्पन्न करता है।
व्याख्या (Explanation): माइकल फैराडे ने विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियमों की खोज की, जो बताते हैं कि कैसे एक चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन एक कंडक्टर में विद्युत वाहक बल (electromotive force – EMF) उत्पन्न करता है। यही सिद्धांत विद्युत जनरेटर और ट्रांसफार्मर जैसे उपकरणों के संचालन का आधार है। ओम का नियम वोल्टेज, धारा और प्रतिरोध के बीच संबंध बताता है। जूल का नियम ऊष्मा उत्पादन से संबंधित है। कूलम्ब का नियम दो आवेशों के बीच स्थिर विद्युत बल का वर्णन करता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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मानव शरीर में पीएच (pH) संतुलन बनाए रखने के लिए निम्नलिखित में से कौन सा महत्वपूर्ण है?
- (a) श्वसन तंत्र
- (b) उत्सर्जन तंत्र
- (c) रक्त बफर सिस्टम
- (d) उपरोक्त सभी
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): होमियोस्टेसिस (Homeostasis) शरीर की आंतरिक स्थिरता को बनाए रखने की प्रक्रिया है, जिसमें पीएच स्तर को बनाए रखना शामिल है।
व्याख्या (Explanation): मानव शरीर का पीएच स्तर, विशेष रूप से रक्त का, बहुत संकीर्ण सीमा (लगभग 7.35-7.45) के भीतर कड़ाई से विनियमित होता है। श्वसन तंत्र (सांस लेना) कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर को नियंत्रित करके पीएच को प्रभावित करता है, जो रक्त में कार्बोनिक एसिड की मात्रा को प्रभावित करता है। उत्सर्जन तंत्र (गुर्दे) अतिरिक्त एसिड या बेस को मूत्र के माध्यम से उत्सर्जित करके पीएच को विनियमित करने में मदद करता है। रक्त बफर सिस्टम (जैसे बाइकार्बोनेट बफर सिस्टम) शरीर के तरल पदार्थों में एसिड या बेस के अतिरिक्त होने पर पीएच में अचानक बड़े बदलावों को रोकते हैं। इसलिए, ये सभी तंत्र पीएच संतुलन बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
अतः, सही उत्तर (d) है।