हीरों पर विज्ञान: प्रतियोगी परीक्षाओं के लिए सामान्य विज्ञान के महत्वपूर्ण प्रश्न
परिचय: नमस्कार! मैं आपका विज्ञान गुरु हूँ। प्रतियोगी परीक्षाओं में सफलता के लिए सामान्य विज्ञान की मजबूत पकड़ अत्यंत आवश्यक है। विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों से जुड़े ज्ञान को प्रश्न-उत्तर के माध्यम से अभ्यास करना आपकी तैयारी को धार देता है। आज हम “Doubling Down on Diamond” शीर्षक से प्रेरित होकर, भौतिकी, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान के महत्वपूर्ण प्रश्नों का एक सेट लेकर आए हैं। ये प्रश्न आपकी समझ को परखेंगे और परीक्षा में पूछे जाने वाले प्रश्नों के प्रारूप से आपको परिचित कराएंगे। आइए, अपने ज्ञान को परखा जाए!
सामान्य विज्ञान अभ्यास प्रश्न (General Science Practice MCQs)
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हीरा अपने उत्कृष्ट गुणों जैसे कठोरता, चमक और विद्युत का कुचालक होने के लिए जाना जाता है। हीरे का शुद्ध रूप क्या है?
- (a) सिलिकॉन डाइऑक्साइड
- (b) कार्बन
- (c) एल्यूमीनियम ऑक्साइड
- (d) मैग्नीशियम
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): तत्वों के प्रतीक और उनके शुद्ध रूप।
व्याख्या (Explanation): हीरा कार्बन का एक अपरूप (allotrope) है। कार्बन के अन्य अपरूप ग्रेफाइट, फुलरीन और ग्राफीन हैं। हीरे में कार्बन परमाणु एक चतुष्फलकीय (tetrahedral) संरचना में व्यवस्थित होते हैं, जो इसे अत्यंत कठोर बनाता है। सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO2) रेत या क्वार्ट्ज का मुख्य घटक है, एल्यूमीनियम ऑक्साइड (Al2O3) बॉक्साइट अयस्क का प्रमुख घटक है, और मैग्नीशियम (Mg) एक धातु है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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भौतिकी में, हीरा अपनी चमक के लिए प्रसिद्ध है। यह चमक प्रकाश के किस गुण के कारण होती है?
- (a) विवर्तन (Diffraction)
- (b) परावर्तन (Reflection)
- (c) पूर्ण आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection)
- (d) अपवर्तन (Refraction)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रकाश का पूर्ण आंतरिक परावर्तन।
व्याख्या (Explanation): हीरे का क्रांतिक कोण (critical angle) बहुत कम होता है (लगभग 24.4 डिग्री)। जब प्रकाश हीरे के अंदर प्रवेश करता है, तो यह कई बार सतहों से टकराता है। यदि आपतन कोण क्रांतिक कोण से अधिक है, तो प्रकाश पूरी तरह से अंदर परावर्तित हो जाता है। यह बार-बार होने वाला पूर्ण आंतरिक परावर्तन ही हीरे को उसकी विशिष्ट चमक प्रदान करता है। अपवर्तन भी होता है, लेकिन चमक का मुख्य कारण पूर्ण आंतरिक परावर्तन है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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रसायन विज्ञान में, हीरे की कठोरता का संबंध उसके परमाणुओं के बंधन से है। हीरे में कार्बन परमाणुओं के बीच किस प्रकार का सहसंयोजक बंधन (covalent bond) पाया जाता है?
- (a) आयनिक बंधन (Ionic bond)
- (b) ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन (Polar covalent bond)
- (c) अध्रुवीय सहसंयोजक बंधन (Non-polar covalent bond)
- (d) धात्विक बंधन (Metallic bond)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सहसंयोजक बंधन के प्रकार।
व्याख्या (Explanation): हीरे में, प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं से सहसंयोजक बंधों द्वारा जुड़ा होता है। ये बंधन बहुत मजबूत होते हैं और कार्बन परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों की समान साझेदारी से बनते हैं। चूंकि बंधन समान परमाणुओं (कार्बन-कार्बन) के बीच होता है, इसलिए इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी समान होती है, जिससे अध्रुवीय सहसंयोजक बंधन बनता है। आयनिक बंधन आयनों के बीच होता है, ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन भिन्न वैद्युतीयऋणात्मकता (electronegativity) वाले परमाणुओं के बीच होता है, और धात्विक बंधन धातुओं में पाया जाता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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जीव विज्ञान में, कुछ जीव विशेष परिस्थितियों में अपने शरीर के अंदर कठोर संरचनाएं बना सकते हैं। हालांकि हीरे प्राकृतिक रूप से पाए जाते हैं, शरीर में पाए जाने वाले कुछ कठोर पदार्थ, जैसे दाँत का इनेमल, मुख्य रूप से किस यौगिक से बने होते हैं?
- (a) कैल्शियम कार्बोनेट
- (b) कैल्शियम फॉस्फेट
- (c) मैग्नीशियम सल्फेट
- (d) सोडियम क्लोराइड
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): जैविक ऊतकों की रासायनिक संरचना।
व्याख्या (Explanation): दाँत का इनेमल, जो शरीर का सबसे कठोर पदार्थ है, मुख्य रूप से हाइड्रॉक्सीएपेटाइट (Hydroxyapatite) से बना होता है, जिसका रासायनिक सूत्र Ca10(PO4)6(OH)2 है। यह कैल्शियम फॉस्फेट का एक रूप है। कैल्शियम कार्बोनेट (CaCO3) शंख और चूना पत्थर में पाया जाता है, मैग्नीशियम सल्फेट (MgSO4) एप्सम सॉल्ट है, और सोडियम क्लोराइड (NaCl) सामान्य नमक है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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भौतिकी में, प्रकाश की गति निर्वात में लगभग 3 x 10^8 मीटर प्रति सेकंड होती है। जब प्रकाश हीरे जैसे सघन माध्यम से गुजरता है, तो इसकी गति पर क्या प्रभाव पड़ता है?
- (a) गति बढ़ जाती है
- (b) गति अपरिवर्तित रहती है
- (c) गति धीमी हो जाती है
- (d) गति शून्य हो जाती है
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रकाश का विभिन्न माध्यमों में वेग और अपवर्तनांक (refractive index)।
व्याख्या (Explanation): जब प्रकाश एक माध्यम से दूसरे माध्यम में प्रवेश करता है, तो उसका वेग बदल जाता है। यह परिवर्तन माध्यम के अपवर्तनांक (refractive index) पर निर्भर करता है। हीरे का अपवर्तनांक निर्वात से बहुत अधिक होता है। अपवर्तनांक जितना अधिक होगा, प्रकाश की गति उस माध्यम में उतनी ही धीमी होगी। इसलिए, हीरे में प्रकाश की गति निर्वात की तुलना में काफी धीमी हो जाती है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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रसायन विज्ञान में, हीरे के अलावा कार्बन के अन्य अपरूपों का भी महत्व है। निम्नलिखित में से कौन सा कार्बन का एक अपरूप है जो अपनी विद्युत चालकता के लिए जाना जाता है, जबकि हीरा विद्युत का कुचालक है?
- (a) फ्लोरीन
- (b) ग्रेफाइट
- (c) हीरा
- (d) फुलरीन
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कार्बन के अपरूप और उनके गुण।
व्याख्या (Explanation): ग्रेफाइट में, कार्बन परमाणु षट्कोणीय (hexagonal) परतों में व्यवस्थित होते हैं। इन परतों के बीच कमजोर वांडर वाल्स बल होते हैं, और प्रत्येक कार्बन परमाणु के पास एक असंबद्ध (delocalized) इलेक्ट्रॉन होता है जो परत के भीतर घूमने के लिए स्वतंत्र होता है। ये असंबद्ध इलेक्ट्रॉन ग्रेफाइट को विद्युत का सुचालक बनाते हैं। हीरे में, सभी संयोजी इलेक्ट्रॉन (valence electrons) सहसंयोजक बंधों में बंधे होते हैं और स्थानीयकृत (localized) होते हैं, जिससे यह विद्युत का कुचालक बन जाता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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जीव विज्ञान में, कोशिका के भीतर विभिन्न अंगक (organelles) विशेष कार्य करते हैं। यदि हम हीरे को एक “अत्यधिक केंद्रित ऊर्जा स्रोत” के रूप में कल्पित करें, तो कोशिका का वह कौन सा अंगक है जिसे “कोशिका का ऊर्जा घर” कहा जाता है और जो एटीपी (ATP) के रूप में ऊर्जा उत्पन्न करता है?
- (a) नाभिक (Nucleus)
- (b) राइबोसोम (Ribosome)
- (c) गॉल्जी उपकरण (Golgi Apparatus)
- (d) माइटोकॉन्ड्रिया (Mitochondria)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पादप और जंतु कोशिकाओं के प्रमुख अंगक और उनके कार्य।
व्याख्या (Explanation): माइटोकॉन्ड्रिया को कोशिका का पावरहाउस कहा जाता है क्योंकि यह कोशिकीय श्वसन (cellular respiration) के माध्यम से अधिकांश एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (ATP) का उत्पादन करता है, जो कोशिका के लिए ऊर्जा मुद्रा है। नाभिक आनुवंशिक सामग्री रखता है, राइबोसोम प्रोटीन संश्लेषण करते हैं, और गॉल्जी उपकरण प्रोटीन और लिपिड के संशोधन, छंटाई और पैकेजिंग में शामिल होता है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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भौतिकी में, हीरे की कठोरता उसके क्रिस्टल संरचना पर निर्भर करती है। हीरे की क्रिस्टल संरचना में, प्रत्येक कार्बन परमाणु कितने अन्य कार्बन परमाणुओं से सहसंयोजक बंधों द्वारा जुड़ा होता है?
- (a) 2
- (b) 3
- (c) 4
- (d) 6
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): हीरे की क्रिस्टल संरचना और संकरण (hybridization)।
व्याख्या (Explanation): हीरे में, कार्बन परमाणु sp3 संकरण दर्शाते हैं। प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं से चतुष्फलकीय (tetrahedral) ज्यामिति में जुड़ा होता है। यह त्रिविमीय (three-dimensional) नेटवर्क हीरे को उसकी असाधारण कठोरता प्रदान करता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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रसायन विज्ञान में, किसी पदार्थ के गलनांक (melting point) और क्वथनांक (boiling point) उसके बंधन की प्रकृति पर निर्भर करते हैं। हीरे का गलनांक अत्यंत उच्च क्यों होता है?
- (a) कमजोर अंतर-परमाणु बल
- (b) मजबूत आयनिक बंधन
- (c) मजबूत सहसंयोजक बंधन का विशाल नेटवर्क
- (d) कम वैद्युतीयऋणात्मकता
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): क्रिस्टलीय ठोसों में बंधन और गलनांक।
व्याख्या (Explanation): हीरा एक विशाल सहसंयोजक (covalent network) ठोस है। इसमें, कार्बन परमाणु एक-दूसरे से अत्यधिक मजबूत सहसंयोजक बंधों द्वारा जुड़े होते हैं, जो पूरे क्रिस्टल में फैले होते हैं। इन मजबूत बंधों को तोड़ने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप हीरे का गलनांक अत्यंत उच्च (लगभग 3550 डिग्री सेल्सियस) होता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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जीव विज्ञान में, कुछ पौधे अपने जीवन चक्र में कठोर बीजों या बीजाणुओं का निर्माण करते हैं जो प्रतिकूल परिस्थितियों में जीवित रह सकते हैं। इन बीजों की बाहरी परतें अक्सर बहुत कठोर होती हैं। बीज आवरण (seed coat) में पाए जाने वाले मुख्य पॉलीसेकेराइड (polysaccharide) कौन से हैं जो कठोरता प्रदान करते हैं?
- (a) स्टार्च
- (b) ग्लाइकोजन
- (c) सेलूलोज़ और लिग्निन
- (d) पेक्टिन
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पौधों की कोशिका भित्ति और बीजों की संरचना।
व्याख्या (Explanation): पौधों की कोशिका भित्ति मुख्य रूप से सेलूलोज़ से बनी होती है, जो एक मजबूत पॉलीसेकेराइड है। कई बीजों के आवरणों में, सेलूलोज़ के साथ लिग्निन (lignin) भी पाया जाता है, जो एक जटिल बहुलक है और अतिरिक्त कठोरता तथा मजबूती प्रदान करता है। स्टार्च ऊर्जा भंडारण के लिए है, ग्लाइकोजन जानवरों में ऊर्जा भंडारण के लिए है, और पेक्टिन कोशिका भित्ति में पाया जाता है लेकिन सेलूलोज़/लिग्निन जितना कठोर नहीं होता।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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भौतिकी में, हीरे के छोटे कणों को तराश कर कई छोटे पृष्ठ (facets) बनाए जाते हैं, जो प्रकाश को परावर्तित और अपवर्तित करते हैं। यदि किसी किरण का आपतन कोण (angle of incidence) 30 डिग्री है और हीरे का अपवर्तनांक 2.42 है, तो अपवर्तन कोण (angle of refraction) क्या होगा? (स्नेल के नियम का प्रयोग करें: n1 sin θ1 = n2 sin θ2, जहाँ n1=1 (वायु), θ1=30°, n2=2.42)**
- (a) लगभग 11.7 डिग्री
- (b) लगभग 20.1 डिग्री
- (c) लगभग 45 डिग्री
- (d) लगभग 60 डिग्री
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): स्नेल का नियम (Snell’s Law) और प्रकाश का अपवर्तन।
व्याख्या (Explanation): स्नेल के नियम के अनुसार, n1 sin θ1 = n2 sin θ2।
यहां, n1 (वायु का अपवर्तनांक) ≈ 1, θ1 (आपतन कोण) = 30°, n2 (हीरे का अपवर्तनांक) = 2.42।
1 * sin(30°) = 2.42 * sin(θ2)
sin(30°) = 0.5
0.5 = 2.42 * sin(θ2)
sin(θ2) = 0.5 / 2.42 ≈ 0.2066
θ2 = arcsin(0.2066) ≈ 11.9°
दिए गए विकल्पों में, 11.7 डिग्री सबसे निकटतम है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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रसायन विज्ञान में, कार्बन का समस्थानिक (isotope) कार्बन-14 (¹⁴C) रेडियोधर्मी है और इसका उपयोग रेडियोकार्बन डेटिंग में किया जाता है। हीरे, जो मुख्य रूप से कार्बन-12 (¹²C) से बने होते हैं, का उपयोग किस प्रकार की डेटिंग के लिए नहीं किया जा सकता है?
- (a) भूवैज्ञानिक काल निर्धारण
- (b) जीवाश्म काल निर्धारण
- (c) रेडियोकार्बन डेटिंग
- (d) इनमें से कोई नहीं
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): रेडियोधर्मी समस्थानिकों और डेटिंग विधियाँ।
व्याख्या (Explanation): रेडियोकार्बन डेटिंग कार्बन-14 के क्षय (decay) पर आधारित है, जिसकी अर्ध-आयु (half-life) लगभग 5730 वर्ष है। यह विधि उन कार्बनिक पदार्थों के काल निर्धारण के लिए उपयोगी है जो लगभग 50,000 वर्ष तक पुराने हों। चूंकि हीरे मुख्य रूप से अत्यंत स्थिर और गैर-रेडियोधर्मी समस्थानिक कार्बन-12 से बने होते हैं, वे रेडियोकार्बन डेटिंग के लिए उपयुक्त नहीं हैं। भूवैज्ञानिक काल निर्धारण और जीवाश्म काल निर्धारण जैसी अन्य विधियाँ, जिनमें यूरेनियम-सीसा डेटिंग या पोटेशियम-आर्गन डेटिंग शामिल हैं, बहुत पुराने नमूनों के लिए उपयोग की जाती हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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जीव विज्ञान में, प्रकाश संश्लेषण (photosynthesis) वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा पौधे अपना भोजन बनाते हैं। यह प्रक्रिया मुख्य रूप से किस अंगक में होती है?
- (a) रिक्तिका (Vacuole)
- (b) हरितलवक (Chloroplast)
- (c) लाइसोसोम (Lysosome)
- (d) एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (Endoplasmic Reticulum)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पादप कोशिकाओं के अंगक और उनके कार्य।
व्याख्या (Explanation): हरितलवक (Chloroplast) वह अंगक है जिसमें क्लोरोफिल वर्णक (pigment) पाया जाता है। क्लोरोफिल सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करता है, जो प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक है। इस प्रक्रिया के दौरान, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी का उपयोग करके शर्करा (ग्लूकोज) और ऑक्सीजन का उत्पादन किया जाता है। रिक्तिकाएँ जल और अन्य पदार्थों का भंडारण करती हैं, लाइसोसोम अपशिष्ट पदार्थों को पचाते हैं, और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम प्रोटीन और लिपिड के संश्लेषण और परिवहन में भूमिका निभाता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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भौतिकी में, हीरे के कटाई और पॉलिशिंग में विशेष औज़ारों का उपयोग किया जाता है। हीरे की असाधारण कठोरता के कारण, इसे काटने या तराशने के लिए किस अन्य कठोर पदार्थ का उपयोग किया जाता है?
- (a) क्वार्ट्ज
- (b) एल्यूमीनियम
- (c) हीरा (हीरे को काटने के लिए हीरे का प्रयोग)
- (d) टंगस्टन
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पदार्थों की कठोरता और कटाई की तकनीकें।
व्याख्या (Explanation): “हीरे से हीरा कटता है” यह कहावत बिल्कुल सही है। मोस कठोरता पैमाने (Mohs Hardness Scale) पर, हीरे को 10 का अंक दिया गया है, जो इसे सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थ बनाता है। इसलिए, हीरे को काटने, तराशने या पॉलिश करने के लिए केवल हीरे या हीरे के कणों का ही उपयोग किया जा सकता है। क्वार्ट्ज (7), एल्यूमीनियम (2.5), और टंगस्टन (7.5) हीरे की तुलना में बहुत नरम होते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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रसायन विज्ञान में, हीरे का निर्माण उच्च दाब और उच्च तापमान की स्थितियों में होता है। पृथ्वी की सतह के नीचे, ये स्थितियाँ मुख्य रूप से कहाँ पाई जाती हैं?
- (a) महाद्वीपीय शेल्फ (Continental Shelf)
- (b) पृथ्वी का मेंटल (Earth’s Mantle)
- (c) सतही जल (Surface Water)
- (d) वायुमंडल (Atmosphere)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): भूविज्ञान और खनिज निर्माण।
व्याख्या (Explanation): अधिकांश प्राकृतिक हीरे पृथ्वी के मेंटल में, लगभग 140-190 किलोमीटर गहराई पर, अत्यंत उच्च दाब (लगभग 4.5–6 GPa) और उच्च तापमान (900–1300 °C) पर बनते हैं। ये स्थितियाँ ज्वालामुखीय गतिविधियों द्वारा हीरे को पृथ्वी की सतह के पास लाती हैं, जहां वे किम्बरलाइट (kimberlite) और लैम्प्रोइट (lamproite) पाइपों में पाए जाते हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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जीव विज्ञान में, शरीर में विभिन्न प्रकार के ऊतक (tissues) होते हैं, जिनमें से कुछ बहुत मजबूत और लचीले होते हैं। मानव शरीर में पाया जाने वाला कौन सा संयोजी ऊतक (connective tissue) हड्डियों को हड्डियों से जोड़ता है और इसमें पर्याप्त लचीलापन होता है?
- (a) उपास्थि (Cartilage)
- (b) स्नायु (Ligament)
- (c) कंडरा (Tendon)
- (d) वसा ऊतक (Adipose Tissue)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): मानव शरीर के संयोजी ऊतक।
व्याख्या (Explanation): स्नायु (Ligament) संयोजी ऊतकों का एक प्रकार है जो एक हड्डी को दूसरी हड्डी से जोड़ता है। इनमें कोलेजन तंतुओं का घनत्व अधिक होता है, जो इन्हें अत्यधिक मजबूत और थोड़ा लचीला बनाते हैं, जिससे जोड़ों को स्थिरता मिलती है। उपास्थि जोड़ों में पाया जाता है और घर्षण कम करता है। कंडरा (Tendon) मांसपेशियों को हड्डियों से जोड़ता है। वसा ऊतक ऊर्जा भंडारण और इन्सुलेशन का कार्य करता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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भौतिकी में, हीरे का घनत्व (density) लगभग 3.51 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर होता है। यह घनत्व इसके परमाणुओं की सघन पैकिंग (dense packing) का परिणाम है। निम्नलिखित में से कौन सा पदार्थ सामान्य परिस्थितियों में हीरे से अधिक घना होता है?
- (a) पानी (Water)
- (b) एल्यूमीनियम (Aluminum)
- (c) प्लेटिनम (Platinum)
- (d) हवा (Air)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): विभिन्न पदार्थों का घनत्व।
व्याख्या (Explanation): हीरे का घनत्व 3.51 g/cm³ है। पानी का घनत्व लगभग 1 g/cm³ है। एल्यूमीनियम का घनत्व लगभग 2.7 g/cm³ है। हवा का घनत्व बहुत कम होता है (लगभग 0.0012 g/cm³)। प्लेटिनम एक भारी धातु है जिसका घनत्व लगभग 21.45 g/cm³ होता है, जो हीरे से काफी अधिक है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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रसायन विज्ञान में, हीरे को उच्च तापमान पर ऑक्सीजन की उपस्थिति में जलाने पर क्या उत्पाद बनता है?
- (a) कार्बन मोनोऑक्साइड
- (b) जल
- (c) कार्बन डाइऑक्साइड
- (d) सल्फर डाइऑक्साइड
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): दहन (combustion) अभिक्रियाएं।
व्याख्या (Explanation): कार्बन (जैसे हीरा) का ऑक्सीजन की उपस्थिति में दहन होने पर मुख्य उत्पाद कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) बनता है। अभिक्रिया इस प्रकार है: C + O2 → CO2। कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) तब बनता है जब ऑक्सीजन की आपूर्ति सीमित होती है। जल (H2O) तब बनता है जब हाइड्रोजन जलता है, और सल्फर डाइऑक्साइड (SO2) तब बनता है जब सल्फर जलता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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जीव विज्ञान में, मानव शरीर में विभिन्न विटामिन और खनिज महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। विटामिन D, जो हड्डियों के स्वास्थ्य के लिए आवश्यक है, शरीर द्वारा कैसे संश्लेषित होता है?
- (a) सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में त्वचा द्वारा
- (b) यकृत में भोजन से
- (c) गुर्दों द्वारा रक्त को फ़िल्टर करके
- (d) आंतों में बैक्टीरिया द्वारा
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): मानव शरीर में विटामिन संश्लेषण।
व्याख्या (Explanation): मानव शरीर सूर्य के प्रकाश (विशेष रूप से UVB विकिरण) के संपर्क में आने पर त्वचा में विटामिन D का संश्लेषण करता है। त्वचा में एक पूर्ववर्ती (precursor) अणु होता है जो UVB प्रकाश को अवशोषित करके विटामिन D में परिवर्तित हो जाता है। यकृत और गुर्दे विटामिन D के सक्रियण में भूमिका निभाते हैं, लेकिन इसका प्रारंभिक संश्लेषण सूर्य के प्रकाश से होता है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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भौतिकी में, हीरे की कठोरताMohs Scale पर 10 है। यह सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थ है। Mohs Scale किस गुण के आधार पर पदार्थों की कठोरता को मापता है?
- (a) खरोंच का प्रतिरोध
- (b) दाब सहन करने की क्षमता
- (c) तन्य शक्ति (Tensile Strength)
- (d) संपीड़न शक्ति (Compressive Strength)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): Mohs Hardness Scale।
व्याख्या (Explanation): Mohs Scale एक गुणात्मक (qualitative) पैमाना है जो किसी पदार्थ की खरोंच के प्रति सापेक्ष प्रतिरोध को मापता है। यह इस सिद्धांत पर आधारित है कि एक कठोर पदार्थ एक नरम पदार्थ को खरोंच सकता है, लेकिन एक नरम पदार्थ एक कठोर पदार्थ को खरोंच नहीं सकता।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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रसायन विज्ञान में, शुद्ध हीरा विद्युत का कुचालक होता है, लेकिन कृत्रिम रूप से डोपिंग (doping) करके इसे अर्धचालक (semiconductor) बनाया जा सकता है। यदि बोरॉन (Boron) को हीरे में डोप किया जाता है, तो यह किस प्रकार का अर्धचालक बनता है?
- (a) N-प्रकार अर्धचालक
- (b) P-प्रकार अर्धचालक
- (c) दोनों N और P-प्रकार
- (d) कोई अर्धचालक नहीं
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अर्धचालक और डोपिंग।
व्याख्या (Explanation): हीरे में, कार्बन परमाणु की संयोजी कक्षा में 4 इलेक्ट्रॉन होते हैं, और यह चतुष्फलकीय रूप से व्यवस्थित होता है। बोरॉन, जिसका परमाणु क्रमांक 5 है, के संयोजी कक्षा में 3 इलेक्ट्रॉन होते हैं। जब बोरॉन कार्बन की जगह लेता है, तो यह एक इलेक्ट्रॉन की कमी (hole) छोड़ देता है। ये छिद्र (holes) आवेश वाहक के रूप में कार्य करते हैं, जिससे हीरा P-प्रकार का अर्धचालक बन जाता है। N-प्रकार अर्धचालक बनाने के लिए अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन वाले तत्व (जैसे नाइट्रोजन या फास्फोरस) को डोप किया जाता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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जीव विज्ञान में, कोशिका झिल्ली (cell membrane) कोशिका की बाहरी सीमा है और यह पदार्थों के आवागमन को नियंत्रित करती है। कोशिका झिल्ली की संरचना का मुख्य घटक क्या है?
- (a) प्रोटीन
- (b) कार्बोहाइड्रेट
- (c) फॉस्फोलिपिड्स (Phospholipids)
- (d) न्यूक्लिक एसिड (Nucleic Acids)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कोशिका झिल्ली की संरचना (fluid mosaic model)।
व्याख्या (Explanation): कोशिका झिल्ली मुख्य रूप से फॉस्फोलिपिड्स की एक द्विपरत (bilayer) से बनी होती है। फॉस्फोलिपिड्स में एक जलरागी (hydrophilic) सिर और एक जलविरोधी (hydrophobic) पूंछ होती है। इस द्विपरत में प्रोटीन भी एकीकृत होते हैं, जो झिल्ली के पार परिवहन और अन्य कार्यों में सहायता करते हैं। कार्बोहाइड्रेट अक्सर झिल्ली की बाहरी सतह पर पाए जाते हैं, और न्यूक्लिक एसिड (DNA/RNA) नाभिक और साइटोप्लाज्म में होते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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भौतिकी में, हीरे के “फायर” (fire) या इंद्रधनुषी रंग, प्रकाश के फैलाव (dispersion) के कारण होते हैं। फैलाव तब होता है जब सफेद प्रकाश विभिन्न तरंग दैर्ध्य (wavelengths) के घटकों में विभाजित हो जाता है क्योंकि वे माध्यम से गुजरते हैं। हीरे का फैलाव विशेष रूप से उच्च क्यों होता है?
- (a) इसके उच्च घनत्व के कारण
- (b) इसके उच्च अपवर्तनांक और आपतन कोण पर निर्भरता के कारण
- (c) इसके उच्च क्रांतिक कोण के कारण
- (d) इसके विद्युत चालकता के कारण
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रकाश का फैलाव और वर्ण-विक्षेपण (chromatic dispersion)।
व्याख्या (Explanation): प्रकाश का फैलाव किसी माध्यम के अपवर्तनांक (n) की तरंग दैर्ध्य (λ) पर निर्भरता के कारण होता है (dn/dλ)। हीरे का अपवर्तनांक बहुत अधिक है और तरंग दैर्ध्य के साथ इसमें महत्वपूर्ण भिन्नता (high dispersion) होती है। जब प्रकाश हीरे में प्रवेश करता है, तो विभिन्न रंगों (तरंग दैर्ध्य) का अपवर्तन थोड़ा भिन्न होता है, जिससे वे अलग-अलग दिशाओं में मुड़ जाते हैं और इंद्रधनुषी प्रभाव उत्पन्न होता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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रसायन विज्ञान में, परमाणु संरचना में नाभिक (nucleus) में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन कक्षाओं में घूमते हैं। एक कार्बन परमाणु में कितने प्रोटॉन होते हैं?
- (a) 4
- (b) 6
- (c) 8
- (d) 12
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): परमाणु संरचना और परमाणु संख्या।
व्याख्या (Explanation): किसी तत्व की परमाणु संख्या (atomic number) उसके नाभिक में प्रोटॉन की संख्या के बराबर होती है। कार्बन का परमाणु क्रमांक 6 है, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक कार्बन परमाणु के नाभिक में 6 प्रोटॉन होते हैं। एक तटस्थ (neutral) कार्बन परमाणु में 6 इलेक्ट्रॉन भी होते हैं। इसके समस्थानिकों के आधार पर न्यूट्रॉन की संख्या भिन्न हो सकती है (जैसे, कार्बन-12 में 6 न्यूट्रॉन, कार्बन-14 में 8 न्यूट्रॉन)।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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जीव विज्ञान में, शरीर के तापमान को नियंत्रित करने में त्वचा की महत्वपूर्ण भूमिका है। त्वचा का कौन सा कार्य शरीर से गर्मी को दूर ले जाने में मदद करता है?
- (a) पसीना आना (Sweating)
- (b) श्वास लेना (Respiration)
- (c) पाचन (Digestion)
- (d) उत्सर्जन (Excretion)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): मानव शरीर में ताप नियमन (thermoregulation)।
व्याख्या (Explanation): पसीना आना त्वचा का एक प्राथमिक तंत्र है जो शरीर को ठंडा करता है। जब पसीना त्वचा की सतह पर वाष्पित होता है, तो यह अपने साथ गर्मी ले जाता है, जिससे शरीर का तापमान कम होता है। श्वास लेना मुख्य रूप से गैसों का आदान-प्रदान करता है, पाचन भोजन को तोड़ता है, और उत्सर्जन अपशिष्ट उत्पादों को हटाता है, हालांकि ये प्रक्रियाएं भी कुछ गर्मी उत्पन्न कर सकती हैं।
अतः, सही उत्तर (a) है।