हीरों पर दोबारा: सामान्य विज्ञान के महत्वपूर्ण प्रश्न
परिचय: प्रतियोगी परीक्षाओं की तैयारी में, सामान्य विज्ञान का एक मजबूत आधार सफलता की कुंजी है। यह खंड आपको भौतिकी, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान के उन महत्वपूर्ण पहलुओं से परिचित कराएगा जो अक्सर परीक्षाओं में पूछे जाते हैं। यहाँ प्रस्तुत MCQs आपके ज्ञान का परीक्षण करने और महत्वपूर्ण अवधारणाओं को स्पष्ट करने में मदद करेंगे, जिससे आप अपनी तैयारी को और बेहतर बना सकें।
सामान्य विज्ञान अभ्यास प्रश्न (General Science Practice MCQs)
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कार्बन के किस अपररूप (allotrope) में हीरे की संरचना होती है?
- (a) ग्रेफाइट (Graphite)
- (b) फुलरीन (Fullerene)
- (c) हीरा (Diamond)
- (d) उपरोक्त सभी (All of the above)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अपररूपता (Allotropy) एक ही तत्व के विभिन्न रूपों में पाए जाने की घटना है, जिनमें भौतिक गुण भिन्न होते हैं लेकिन रासायनिक गुण समान होते हैं।
व्याख्या (Explanation): हीरा कार्बन का एक अपररूप है। इसकी क्रिस्टल संरचना में, प्रत्येक कार्बन परमाणु अन्य चार कार्बन परमाणुओं से सहसंयोजक बंध (covalent bonds) द्वारा चतुष्फलकीय (tetrahedral) रूप से जुड़ा होता है, जो इसे अत्यंत कठोर बनाता है। ग्रेफाइट में कार्बन परमाणु षट्कोणीय (hexagonal) परतों में व्यवस्थित होते हैं, और फुलरीन फुटबॉल जैसी संरचनाओं में होते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे की कठोरता का मुख्य कारण क्या है?
- (a) आयनिक बंध (Ionic bonds)
- (b) धात्विक बंध (Metallic bonds)
- (c) ध्रुवीय सहसंयोजक बंध (Polar covalent bonds)
- (d) अध्रुवीय सहसंयोजक बंध (Non-polar covalent bonds)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सहसंयोजक बंध परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी से बनते हैं। अध्रुवीय सहसंयोजक बंध तब बनते हैं जब समान विद्युतऋणात्मकता (electronegativity) वाले परमाणु इलेक्ट्रॉनों को समान रूप से साझा करते हैं।
व्याख्या (Explanation): हीरे में, प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं के साथ मजबूत अध्रुवीय सहसंयोजक बंध बनाता है। ये मजबूत, त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना में व्यवस्थित होते हैं, जो हीरे को असाधारण कठोरता प्रदान करते हैं। आयनिक और धात्विक बंध अलग-अलग प्रकार के यौगिकों में पाए जाते हैं।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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हीरे का अपवर्तनांक (refractive index) कितना होता है?
- (a) लगभग 1.5
- (b) लगभग 2.42
- (c) लगभग 3.1
- (d) लगभग 0.5
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अपवर्तनांक एक माध्यम की प्रकाश को मोड़ने की क्षमता का माप है। उच्च अपवर्तनांक वाले पदार्थ प्रकाश को अधिक मोड़ते हैं।
व्याख्या (Explanation): हीरे का उच्च अपवर्तनांक (लगभग 2.42) प्रकाश के उच्च विक्षेपण (dispersion) और पूर्ण आंतरिक परावर्तन (total internal reflection) का कारण बनता है, जिससे यह अपनी विशिष्ट चमक प्राप्त करता है। यह मान अन्य सामान्य रत्नों की तुलना में काफी अधिक है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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कार्बन परमाणु के संकरण (hybridization) की अवस्था क्या होती है?
- (a) sp
- (b) sp²
- (c) sp³
- (d) d²sp³
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): संकरण परमाणुओं के परमाणु ऑर्बिटलों (atomic orbitals) का मिश्रण है जो नए संकर ऑर्बिटलों (hybrid orbitals) का निर्माण करते हैं, जो सहसंयोजक बंध बनाने में मदद करते हैं।
व्याख्या (Explanation): हीरे में, प्रत्येक कार्बन परमाणु चार सिग्मा बंध (sigma bonds) बनाता है, जो चतुष्फलकीय ज्यामिति (tetrahedral geometry) में निर्देशित होते हैं। यह sp³ संकरण का परिणाम है, जहां एक 2s ऑर्बिटल और तीन 2p ऑर्बिटलों का मिश्रण होता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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निम्नलिखित में से कौन सा कथन हीरे के बारे में सत्य नहीं है?
- (a) यह विद्युत का सुचालक (conductor) है।
- (b) यह ऊष्मा का बहुत अच्छा सुचालक है।
- (c) यह एक उत्कृष्ट विद्युत रोधी (insulator) है।
- (d) यह सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थों में से एक है।
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): विद्युत चालकता (Electrical conductivity) पदार्थों में मुक्त इलेक्ट्रॉनों 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 और मुक्त नहीं होते हैं। इसलिए, हीरा विद्युत का सुचालक नहीं है, बल्कि एक उत्कृष्ट विद्युत रोधी है। यह ऊष्मा का एक बहुत अच्छा सुचालक है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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हीरे का उपयोग मुख्य रूप से किसमें किया जाता है?
- (a) आभूषण (Jewellery)
- (b) काटने और पीसने के औजार (Cutting and grinding tools)
- (c) इलेक्ट्रॉनिक्स (Electronics)
- (d) उपरोक्त सभी (All of the above)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पदार्थ के भौतिक और रासायनिक गुण उसके उपयोगों को निर्धारित करते हैं।
व्याख्या (Explanation): अपनी असाधारण कठोरता और अपवर्तनांक के कारण, हीरे का उपयोग आभूषणों के साथ-साथ औद्योगिक अनुप्रयोगों में काटने, पीसने और ड्रिलिंग के औजारों में भी किया जाता है। उच्च तापीय चालकता (thermal conductivity) के कारण इसे विशेष इलेक्ट्रॉनिक्स में भी उपयोग किया जा सकता है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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हीरे को ग्रेफाइट में बदलने की प्रक्रिया को क्या कहते हैं?
- (a) उदात्तीकरण (Sublimation)
- (b) अपररूपता (Allotropy)
- (c) ऊष्मीय विघटन (Thermal decomposition)
- (d) इनमें से कोई नहीं (None of these)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अपररूपता (Allotropy) विभिन्न क्रिस्टलीय रूपों में तत्व के अस्तित्व का वर्णन करती है।
व्याख्या (Explanation): हीरा और ग्रेफाइट दोनों कार्बन के अपररूप हैं। कार्बन के एक अपररूप से दूसरे अपररूप में परिवर्तन, जैसे कि हीरे को ग्रेफाइट में परिवर्तित करना (उच्च तापमान और दाब पर), अपररूपता का एक उदाहरण है। उदात्तीकरण ठोस से सीधे गैस में परिवर्तन है, और ऊष्मीय विघटन गर्म करने पर यौगिक का टूटना है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे के ‘फायर’ (fire) या इंद्रधनुषी चमक का कारण क्या है?
- (a) उच्च अपवर्तनांक (High refractive index)
- (b) प्रकाश का विक्षेपण (Dispersion of light)
- (c) पूर्ण आंतरिक परावर्तन (Total internal reflection)
- (d) उपरोक्त सभी (All of the above)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रकाशिकी (Optics) में, रंगीन चमक तब उत्पन्न होती है जब सफेद प्रकाश को उसके घटक रंगों में विभाजित किया जाता है, और फिर विभिन्न दिशाओं में परावर्तित किया जाता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे का उच्च अपवर्तनांक (लगभग 2.42) और उच्च फैलाव (high dispersion) (जिसका अर्थ है कि यह विभिन्न तरंग दैर्ध्य (wavelengths) के प्रकाश को अलग-अलग मात्रा में अपवर्तित करता है) के कारण सफेद प्रकाश घटक रंगों में विभाजित हो जाता है। जब प्रकाश हीरे में प्रवेश करता है, तो यह अपवर्तित होता है, कई आंतरिक परावर्तन से गुजरता है, और फिर वापस बाहर की ओर अपवर्तित होता है, जिससे ‘फायर’ या इंद्रधनुषी प्रभाव दिखाई देता है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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कार्बन के सबसे स्थिर अपररूप (most stable allotrope) के रूप में किसे जाना जाता है?
- (a) हीरा (Diamond)
- (b) ग्रेफाइट (Graphite)
- (c) फुलरीन (Fullerene)
- (d) कालिख (Soot)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): थर्मोडायनामिक स्थिरता (Thermodynamic stability) किसी पदार्थ की उन परिस्थितियों में रहने की प्रवृत्ति का माप है जहां वह न्यूनतम ऊर्जा अवस्था में हो।
व्याख्या (Explanation): सामान्य तापमान और दाब (STP) पर, ग्रेफाइट हीरे की तुलना में अधिक स्थिर अपररूप है। इसका मतलब है कि ग्रेफाइट को हीरे में बदलने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है (जो ऊष्मप्रवैगिकी के अनुसार असंभव है, हालांकि हीरा मेटास्टेबल (metastable) है)।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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प्रयोगशाला में हीरे का संश्लेषण (synthesis) किस प्रक्रिया द्वारा किया जाता है?
- (a) उच्च दाब, उच्च तापमान (HPHT)
- (b) रासायनिक वाष्प जमाव (CVD)
- (c) दोनों A और B
- (d) केवल A
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कृत्रिम रूप से (synthetically) उच्च-गुणवत्ता वाले हीरे बनाने के लिए विभिन्न तकनीकों का उपयोग किया जाता है।
व्याख्या (Explanation): प्रयोगशाला में हीरे दो मुख्य विधियों द्वारा बनाए जाते हैं: उच्च दाब, उच्च तापमान (HPHT) विधि, जो प्राकृतिक हीरे के निर्माण के समान है, और रासायनिक वाष्प जमाव (CVD) विधि, जिसमें गैसों से हीरे की परतें उगाई जाती हैं। दोनों विधियाँ कृत्रिम हीरे के उत्पादन में महत्वपूर्ण हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे में कार्बन-कार्बन बंध की लंबाई कितनी होती है?
- (a) 154 pm
- (b) 142 pm
- (c) 134 pm
- (d) 120 pm
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सहसंयोजक बंध लंबाई (covalent bond length) दो परमाणुओं के नाभिक के बीच की औसत दूरी है जो सहसंयोजक बंध द्वारा जुड़े होते हैं।
व्याख्या (Explanation): हीरे में प्रत्येक कार्बन-कार्बन सहसंयोजक बंध की लंबाई लगभग 154 पिकोमीटर (pm) होती है। यह लंबाई sp³ संकरण वाले कार्बन-कार्बन एकल बंध (single bond) के लिए विशिष्ट है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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हीरे की क्रिस्टल संरचना को क्या कहा जाता है?
- (a) फेस-सेंटर्ड क्यूबिक (FCC)
- (b) बॉडी-सेंटर्ड क्यूबिक (BCC)
- (c) डायमंड क्यूबिक (Diamond Cubic)
- (d) हेक्सागोनल क्लोज-पैक्ड (HCP)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): क्रिस्टल संरचनाएं परमाणुओं की त्रि-आयामी व्यवस्था का वर्णन करती हैं।
व्याख्या (Explanation): हीरे की क्रिस्टल संरचना को “डायमंड क्यूबिक” या “हीरा घन” संरचना कहा जाता है। यह FCC (फेस-सेंटर्ड क्यूबिक) जालक (lattice) के समान है, लेकिन इसमें चार परमाणुओं का एक अंतर्निहित (interpenetrating) FCC जालक होता है, जो चतुष्फलकीय रूप से व्यवस्थित होते हैं, जिससे कुल आठ परमाणुओं वाला एक इकाई सेल (unit cell) बनता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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निम्नलिखित में से कौन सा यौगिक उच्च तापीय चालकता (high thermal conductivity) प्रदर्शित करता है, जो हीरे के समान है?
- (a) तांबा (Copper)
- (b) एल्यूमीनियम (Aluminum)
- (c) सिलिकॉन कार्बाइड (Silicon carbide)
- (d) उपरोक्त सभी (All of the above)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): तापीय चालकता (Thermal conductivity) किसी पदार्थ द्वारा ऊष्मा स्थानांतरित करने की क्षमता है।
व्याख्या (Explanation): हालांकि हीरा अपनी उत्कृष्ट तापीय चालकता के लिए जाना जाता है, कुछ अन्य पदार्थ जैसे सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) भी उच्च तापीय चालकता प्रदर्शित करते हैं। तांबा और एल्यूमीनियम अच्छे विद्युत चालक हैं, लेकिन उनकी तापीय चालकता हीरे से कम है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे को काटने के लिए किस उपकरण का उपयोग किया जाता है?
- (a) स्टील का ब्लेड (Steel blade)
- (b) टंगस्टन कार्बाइड (Tungsten carbide)
- (c) हीरे का पाउडर (Diamond powder)
- (d) केवल (b) और (c)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): “जो कठोरतम है, वही सबसे कठोर को काट सकता है” (Mohs hardness scale principle)।
व्याख्या (Explanation): हीरे की कठोरता 10 (Mohs scale) है। इसे काटने या तराशने के लिए, उससे कठोर या समान रूप से कठोर सामग्री की आवश्यकता होती है। इसलिए, हीरे के औजारों, जैसे हीरे के पाउडर या हीरे के ब्लेड, का उपयोग हीरे को काटने या पॉलिश करने के लिए किया जाता है। टंगस्टन कार्बाइड भी बहुत कठोर होता है और कुछ अनुप्रयोगों में इसका उपयोग किया जा सकता है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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हीरे का क्वथनांक (boiling point) क्या है?
- (a) लगभग 3550 °C
- (b) लगभग 4027 °C
- (c) लगभग 4827 °C
- (d) हीरे का कोई क्वथनांक नहीं होता, यह सीधे ऊर्ध्वपातित (sublimes) हो जाता है।
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अत्यधिक उच्च तापमान पर, कुछ पदार्थ सीधे ठोस से गैस अवस्था में बदल जाते हैं (ऊर्ध्वपातन)।
व्याख्या (Explanation): हीरा बहुत उच्च तापमान पर सीधे गैस अवस्था में बदल जाता है, यानी यह ऊर्ध्वपातित हो जाता है। इसका प्रत्यक्ष क्वथनांक नहीं है क्योंकि इससे पहले ही यह विघटित या ऊर्ध्वपातित हो जाता है। हालांकि, इसका गलनांक (melting point) उच्च माना जाता है, लेकिन मानक परिस्थितियों में यह अपररूपता प्रदर्शित करता है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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हीरे की चमक (luster) का क्या कारण है?
- (a) प्रकाश का अवशोषण (Absorption of light)
- (b) प्रकाश का प्रकीर्णन (Scattering of light)
- (c) प्रकाश का पूर्ण आंतरिक परावर्तन (Total internal reflection of light)
- (d) प्रकाश का विवर्तन (Diffraction of light)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पूर्ण आंतरिक परावर्तन तब होता है जब प्रकाश सघन माध्यम से विरल माध्यम में जा रहा होता है और आपतन कोण (angle of incidence) क्रांतिक कोण (critical angle) से अधिक होता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे का उच्च अपवर्तनांक (लगभग 2.42) इसके क्रांतिक कोण को बहुत छोटा बनाता है। जब प्रकाश हीरे में प्रवेश करता है, तो यह आंतरिक रूप से कई बार परावर्तित होता है। उचित कटाई (cutting) के साथ, अधिकांश प्रकाश हीरे के अंदर फंस जाता है और फिर बाहर निकलने के बजाय वापस सतह की ओर परावर्तित हो जाता है, जिससे हीरे की असाधारण चमक (brilliance) उत्पन्न होती है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे का घनत्व (density) कितना होता है?
- (a) 2.5 g/cm³
- (b) 3.15 g/cm³
- (c) 4.0 g/cm³
- (d) 1.8 g/cm³
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): घनत्व द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन (mass per unit volume) होता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे का घनत्व लगभग 3.15 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर (g/cm³) होता है। यह मान ग्रेफाइट (लगभग 2.26 g/cm³) से अधिक है, जो कार्बन परमाणुओं की सघन (dense) पैकिंग का परिणाम है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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निम्नलिखित में से किस गैस में हीरे को उच्च तापमान पर गरम किया जाता है?
- (a) ऑक्सीजन (Oxygen)
- (b) नाइट्रोजन (Nitrogen)
- (c) आर्गन (Argon)
- (d) हाइड्रोजन (Hydrogen)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अक्रिय गैसों (inert gases) का उपयोग प्रतिक्रियाओं को रोकने के लिए किया जाता है।
व्याख्या (Explanation): उच्च तापमान पर, हीरा ऑक्सीजन की उपस्थिति में जल जाएगा। ग्रेफाइट में परिवर्तन को रोकने या नियंत्रित करने के लिए, हीरे को आमतौर पर अक्रिय वातावरण, जैसे नाइट्रोजन या आर्गन गैस में गर्म किया जाता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे का रासायनिक सूत्र क्या है?
- (a) CO₂
- (b) C
- (c) CO
- (d) CH₄
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): रासायनिक सूत्र किसी पदार्थ के मूलभूत तत्वों को दर्शाता है।
व्याख्या (Explanation): हीरा, कार्बन का एक अपररूप होने के कारण, केवल कार्बन परमाणुओं से बना होता है। इसलिए, इसका रासायनिक सूत्र ‘C’ है। CO₂ कार्बन डाइऑक्साइड है, CO कार्बन मोनोऑक्साइड है, और CH₄ मीथेन है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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प्राकृतिक हीरे का निर्माण किस भूवैज्ञानिक प्रक्रिया से होता है?
- (a) ज्वालामुखी विस्फोट (Volcanic eruptions)
- (b) भूस्खलन (Landslides)
- (c) भूकंप (Earthquakes)
- (d) मानसून (Monsoons)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): हीरे पृथ्वी के आंतरिक भाग में अत्यधिक दाब और तापमान की स्थिति में बनते हैं।
व्याख्या (Explanation): प्राकृतिक हीरे पृथ्वी के मेंटल (mantle) में, पृथ्वी की सतह से लगभग 150-200 किलोमीटर नीचे, बहुत उच्च दाब (लगभग 45-60 किलोबार) और उच्च तापमान (900-1300 °C) पर बनते हैं। ये हीरे अक्सर किम्बरलाइट (kimberlite) और लैम्प्रोइट (lamproite) नामक ज्वालामुखी चट्टानों के माध्यम से सतह पर लाए जाते हैं, जो तीव्र ज्वालामुखी विस्फोटों के उत्पाद होते हैं।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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हीरे की कठोरता को मापने के लिए किस पैमाने का उपयोग किया जाता है?
- (a) ब्रिनेल पैमाना (Brinell scale)
- (b) रॉकवेल पैमाना (Rockwell scale)
- (c) मोह्स कठोरता पैमाना (Mohs hardness scale)
- (d) विकर्स पैमाना (Vickers scale)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कठोरता पैमाने खनिजों और पदार्थों की सापेक्षिक खरोंच प्रतिरोधकता (scratch resistance) को मापते हैं।
व्याख्या (Explanation): मोह्स कठोरता पैमाना एक सापेक्षिक पैमाना है जिसका उपयोग खनिजों की खरोंच प्रतिरोधकता को मापने के लिए किया जाता है। इसमें 10 स्तर होते हैं, जहाँ प्रत्येक खनिज अपने नीचे वाले सभी खनिजों को खरोंच सकता है। हीरा, 10 के मान के साथ, इस पैमाने पर सबसे कठोर पदार्थ है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे के कटाई (cutting) और पॉलिशिंग (polishing) में प्रयोग किए जाने वाले तीन ‘C’ क्या हैं?
- (a) Color, Clarity, Cut
- (b) Carat, Color, Clarity
- (c) Cut, Carat, Color
- (d) Clarity, Cut, Carat
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): रत्न विज्ञान (gemology) में, हीरे के मूल्य और सुंदरता का मूल्यांकन चार प्रमुख विशेषताओं के आधार पर किया जाता है, जिन्हें 4 Cs कहा जाता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे की गुणवत्ता का मूल्यांकन करते समय, चार मुख्य ‘C’ होते हैं: कट (Cut), क्लैरिटी (Clarity), कलर (Color), और कैरट (Carat) वजन। हालांकि, तकनीकी रूप से हीरे को आकार देने और उसे चमकदार बनाने की प्रक्रिया कटाई और पॉलिशिंग से संबंधित है, जो इन ‘C’ में से एक (Cut) को प्रभावित करती है। प्रश्नों के विकल्पों में, Color, Clarity, और Cut सबसे प्रासंगिक हैं जो सीधे कटाई और पॉलिशिंग प्रक्रिया से जुड़े हैं, हालांकि कैरट वजन भी महत्वपूर्ण है। अक्सर, इन तीन को हीरे को अंतिम रूप देने के संदर्भ में देखा जाता है। (यह ध्यान दें कि प्रश्न में “कटाई और पॉलिशिंग में प्रयोग किए जाने वाले” पूछा गया है, जो सीधे कट से संबंधित है, लेकिन ‘C’ में Color और Clarity भी हीरे के अंतिम रूप के मूल्यांकन में महत्वपूर्ण हैं।) यदि प्रश्न “हीरे के मूल्यांकन के 4 C” के बारे में होता, तो सभी चार सूचीबद्ध होते। यहाँ, ‘Cut’ मुख्य है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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हीरा कौन से प्रकार के प्रकाश को सबसे अधिक परावर्तित (reflect) करता है?
- (a) अवरक्त (Infrared)
- (b) दृश्यमान (Visible)
- (c) पराबैंगनी (Ultraviolet)
- (d) एक्स-रे (X-rays)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): किसी वस्तु की चमक उसके द्वारा प्रकाश को परावर्तित करने की क्षमता पर निर्भर करती है।
व्याख्या (Explanation): हीरे की चमक मुख्य रूप से दृश्यमान प्रकाश (visible light) के उच्च परावर्तन और विक्षेपण के कारण होती है। यह पराबैंगनी प्रकाश को भी अच्छी तरह से परावर्तित करता है, लेकिन इसका ‘फायर’ और चमक मुख्य रूप से दृश्यमान प्रकाश के साथ इसकी अंतःक्रिया से आती है। अवरक्त, एक्स-रे आदि से संबंधित प्रतिक्रियाएं अलग होती हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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कार्बन का कौन सा अपररूप सबसे पहले कृत्रिम रूप से संश्लेषित (synthetically synthesized) किया गया था?
- (a) हीरा (Diamond)
- (b) फुलरीन (Fullerene)
- (c) ग्रेफाइट (Graphite)
- (d) कालिख (Soot)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): वैज्ञानिक अनुसंधान और प्रौद्योगिकी के विकास में कृत्रिम संश्लेषण एक महत्वपूर्ण उपलब्धि है।
व्याख्या (Explanation): 1950 के दशक में, जनरल इलेक्ट्रिक (General Electric) के वैज्ञानिकों ने उच्च दाब, उच्च तापमान (HPHT) विधि का उपयोग करके पहली बार सफलतापूर्वक कृत्रिम हीरे का संश्लेषण किया था। फुलरीन बाद में संश्लेषित किए गए थे।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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हीरे के क्रिस्टल में कार्बन परमाणुओं के बीच का बंधन कोण (bond angle) क्या है?
- (a) 90°
- (b) 109.5°
- (c) 120°
- (d) 180°
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): sp³ संकरण वाले अणु चतुष्फलकीय ज्यामिति प्रदर्शित करते हैं, जिसमें आदर्श बंधन कोण 109.5° होता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे में, प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं से sp³ संकरण के माध्यम से जुड़ा होता है। यह चतुष्फलकीय (tetrahedral) व्यवस्था का निर्माण करता है, जिसमें कार्बन-कार्बन-कार्बन बंधन कोण लगभग 109.5° होता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।