हीरे के सामान्य विज्ञान के प्रश्न: अपनी तैयारी को परखें
परिचय: नमस्कार, भविष्य के सरकारी अधिकारियों! प्रतियोगी परीक्षाओं में सफलता के लिए सामान्य विज्ञान एक अत्यंत महत्वपूर्ण विषय है। अक्सर, विज्ञान के प्रश्न सीधे समाचारों और सामयिक घटनाओं से प्रेरित होते हैं। हालिया “Doubling Down on Diamond” जैसे शीर्षक हमें विभिन्न वैज्ञानिक अवधारणाओं को समझने और उनका अभ्यास करने का एक अनूठा अवसर प्रदान करते हैं। आज, हम भौतिकी, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान के 25 महत्वपूर्ण MCQs के साथ आपकी सामान्य विज्ञान की समझ का परीक्षण करेंगे, जो आपकी आगामी परीक्षाओं की तैयारी में सहायक होंगे।
सामान्य विज्ञान अभ्यास प्रश्न (General Science Practice MCQs)
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हीरा, कार्बन का एक अपररूप, अपनी असाधारण कठोरता के लिए जाना जाता है। यह कठोरता मुख्य रूप से कार्बन परमाणुओं के बीच किस प्रकार के रासायनिक बंधन के कारण होती है?
- (a) आयनिक बंधन
- (b) सहसंयोजक बंधन
- (c) धात्विक बंधन
- (d) हाइड्रोजन बंधन
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सहसंयोजक बंधन (Covalent Bond) वह रासायनिक बंधन है जिसमें दो परमाणु इलेक्ट्रॉनों को साझा करके एक साथ बंधे होते हैं।
व्याख्या (Explanation): हीरे में, प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं से सहसंयोजक बंधों द्वारा दृढ़ता से जुड़ा होता है, जिससे एक त्रि-आयामी (three-dimensional) जाली संरचना बनती है। यह मजबूत सहसंयोजक जाल हीरे को असाधारण कठोरता प्रदान करता है। आयनिक बंधन आयनों के बीच विद्युत आकर्षण से बनते हैं, धात्विक बंधन धातुओं में पाए जाते हैं, और हाइड्रोजन बंधन हाइड्रोजन और उच्च विद्युत्-ऋणात्मकता वाले परमाणु (जैसे ऑक्सीजन, नाइट्रोजन) के बीच कमजोर आकर्षण होते हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे का उपयोग काटने और पॉलिश करने वाले औजारों में क्यों किया जाता है?
- (a) इसकी उच्च तापीय चालकता
- (b) इसकी उच्च अपवर्तनांक
- (c) इसकी कठोरता
- (d) इसकी विद्युत चालकता
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कठोरता (Hardness) किसी पदार्थ का वह गुण है जो खरोंच या घर्षण का प्रतिरोध करता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे की असाधारण कठोरता इसे अन्य पदार्थों को आसानी से काटने या पॉलिश करने की क्षमता प्रदान करती है। यही कारण है कि इसे काँच काटने, ड्रिलिंग और अन्य घर्षण-आधारित अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। इसकी तापीय चालकता उच्च होती है, लेकिन कठोरता इसका प्राथमिक कारण है। अपवर्तनांक (refractive index) चमक से संबंधित है, और यह विद्युत का कुचालक होता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे का गलनांक (Melting Point) लगभग कितना होता है?
- (a) 1500°C
- (b) 2000°C
- (c) 3550°C
- (d) 4000°C
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): गलनांक वह तापमान है जिस पर कोई ठोस पिघलकर द्रव बन जाता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे का गलनांक बहुत उच्च होता है, लगभग 3550°C (6422°F)। उच्च तापमान पर भी, हीरे के मजबूत सहसंयोजक बंधन इसे ठोस अवस्था में बनाए रखते हैं। वास्तव में, यह सीधे ठोस से गैस (उदात्तीकरण) में बदल जाता है, न कि तरल में।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरा किस प्रकार का क्रिस्टल जालक (Crystal Lattice) बनाता है?
- (a) घनाकार (Cubic)
- (b) चतुष्फलकीय (Tetrahedral)
- (c) षटकोणीय (Hexagonal)
- (d) अष्टफलकीय (Octahedral)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): क्रिस्टल जालक किसी क्रिस्टलीय ठोस में परमाणुओं, आयनों या अणुओं की व्यवस्थित, दोहराई जाने वाली व्यवस्था है।
व्याख्या (Explanation): हीरे में, प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं से एक चतुष्फलकीय ज्यामिति में सहसंयोजक रूप से बंधा होता है। यह चतुष्फलकीय व्यवस्था पूरे क्रिस्टल में एक कठोर, त्रि-आयामी नेटवर्क बनाती है, जो हीरे की अद्वितीय गुणों के लिए जिम्मेदार है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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कार्बन के किस अन्य महत्वपूर्ण अपररूप (Allotrope) को “रफ” (Rough) कहा जाता है और यह अक्सर औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग होता है?
- (a) ग्रेफाइट (Graphite)
- (b) फुलरीन (Fullerenes)
- (c) हीरा (Diamond)
- (d) कार्बन नैनोट्यूब (Carbon Nanotubes)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अपररूप (Allotrope) एक ही तत्व के विभिन्न रूप होते हैं जो एक ही भौतिक अवस्था में मौजूद होते हैं लेकिन संरचना में भिन्न होते हैं।
व्याख्या (Explanation): ग्रेफाइट कार्बन का एक और सामान्य अपररूप है। जबकि हीरे में कार्बन परमाणु चतुष्फलकीय रूप से बंधे होते हैं, ग्रेफाइट में वे षटकोणीय परतों में व्यवस्थित होते हैं, और ये परतें कमजोर वैन डेर वाल्स बलों से जुड़ी होती हैं। यह व्यवस्था ग्रेफाइट को चिकनाई और विद्युत चालकता प्रदान करती है। औद्योगिक रूप से, ग्रेफाइट को “रफ” कहा जाता है और इसका उपयोग स्नेहक (lubricants), पेंसिल की लीड और इलेक्ट्रोड में किया जाता है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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हीरे में प्रकाश के पूर्ण आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection) के कारण क्या गुण उत्पन्न होता है?
- (a) कठोरता
- (b) उच्च घनत्व
- (c) चमक (Brilliance)
- (d) तापीय चालकता
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पूर्ण आंतरिक परावर्तन तब होता है जब प्रकाश एक सघन माध्यम से विरल माध्यम में क्रांतिक कोण (critical angle) से अधिक कोण पर जाता है, जिससे प्रकाश पूरी तरह से सघन माध्यम में परावर्तित हो जाता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे का उच्च अपवर्तनांक (लगभग 2.42) और उचित कटिंग के कारण, प्रकाश हीरे में प्रवेश करने के बाद कई बार पूर्ण आंतरिक परावर्तन से गुजरता है, इससे पहले कि वह बाहर निकले। यह घटना हीरे को उसकी विशिष्ट और आकर्षक चमक प्रदान करती है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे का अपवर्तनांक (Refractive Index) कितना होता है?
- (a) 1.5
- (b) 2.0
- (c) 2.42
- (d) 3.0
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अपवर्तनांक (Refractive Index) किसी माध्यम की उस क्षमता का माप है जो प्रकाश की गति को धीमा कर देता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे का अपवर्तनांक लगभग 2.42 होता है। यह मान काफी उच्च है, जिसका अर्थ है कि प्रकाश हीरे के अंदर हवा की तुलना में बहुत धीमी गति से यात्रा करता है। यह उच्च अपवर्तन सूचकांक, पूर्ण आंतरिक परावर्तन के साथ मिलकर, हीरे की अत्यधिक चमक में योगदान देता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे की कटाई और चमकाने के लिए किस प्रकार के औजारों का उपयोग किया जाता है?
- (a) एल्यूमीनियम ऑक्साइड (Aluminum Oxide)
- (b) सिलिकॉन कार्बाइड (Silicon Carbide)
- (c) हीरे (Diamonds)
- (d) टंगस्टन कार्बाइड (Tungsten Carbide)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): किसी पदार्थ को काटने या चमकाने के लिए, काटने वाले औजार को उस पदार्थ से अधिक कठोर होना चाहिए।
व्याख्या (Explanation): चूंकि हीरा सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थ है, इसलिए इसे काटने या चमकाने के लिए केवल अन्य हीरे या हीरे के कणों से बने औजारों का ही उपयोग किया जा सकता है। यह “हीरा ही हीरे को काटता है” (diamond cuts diamond) के सिद्धांत पर आधारित है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे की उच्च तापीय चालकता (Thermal Conductivity) का क्या कारण है?
- (a) आयनिक बंधन
- (b) कम घनत्व
- (c) कंपनशील जाली (Vibrating Lattice)
- (d) मुक्त इलेक्ट्रॉन
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): तापीय चालकता ऊष्मा संचरण का एक गुण है। ठोसों में, यह मुख्य रूप से जाली कंपन (phonons) या मुक्त इलेक्ट्रॉनों द्वारा होता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे में कोई मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं, इसलिए इसकी उच्च तापीय चालकता (यह चांदी से भी बेहतर है) कार्बन परमाणुओं के बीच बहुत मजबूत सहसंयोजक बंधों और उनकी अत्यंत कुशल जाली कंपन (phonons) के कारण होती है। ये कंपन कुशलता से ऊष्मा को क्रिस्टल के माध्यम से ले जाते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे का उपयोग उन अनुप्रयोगों में क्यों नहीं किया जाता है जहां विद्युत चालकता की आवश्यकता होती है?
- (a) यह बहुत भंगुर होता है।
- (b) इसमें मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं।
- (c) इसका गलनांक बहुत कम होता है।
- (d) यह रासायनिक रूप से प्रतिक्रियाशील होता है।
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): विद्युत चालकता के लिए आमतौर पर सामग्री में मुक्त, गतिशील इलेक्ट्रॉनों का होना आवश्यक है।
व्याख्या (Explanation): हीरे में, सभी संयोजी इलेक्ट्रॉन (valence electrons) कार्बन परमाणुओं के बीच सहसंयोजक बंधों में कसकर बंधे होते हैं। कोई भी इलेक्ट्रॉन स्वतंत्र रूप से घूमने या आवेश ले जाने के लिए मुक्त नहीं होता है। इसलिए, हीरा एक उत्कृष्ट विद्युत अचालक (electrical insulator) है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरा, एक उत्कृष्ट रत्न, अपने “आग” (Fire) के लिए जाना जाता है। यह “आग” मुख्य रूप से निम्नलिखित में से किस घटना के कारण होती है?
- (a) अवशोषण और उत्सर्जन
- (b) प्रकीर्णन (Scattering)
- (c) विक्षेपण (Dispersion)
- (d) परावर्तन (Reflection)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): विक्षेपण (Dispersion) प्रकाश का वह गुण है जिसके कारण सफेद प्रकाश अपने घटक रंगों (स्पेक्ट्रम) में विभाजित हो जाता है जब वह किसी माध्यम से गुजरता है जिसका अपवर्तनांक तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे का अपवर्तनांक प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के साथ बदलता है। जब प्रकाश हीरे में प्रवेश करता है, तो यह रंगीन घटकों में विक्षेपित हो जाता है, जिससे इंद्रधनुष जैसे प्रभाव उत्पन्न होते हैं, जिसे हीरे की “आग” कहा जाता है। यह विक्षेपण मुख्य रूप से हीरे के उच्च फैलाव (dispersion) के कारण होता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे का घनत्व (Density) लगभग कितना होता है?
- (a) 1.5 g/cm³
- (b) 2.5 g/cm³
- (c) 3.5 g/cm³
- (d) 4.5 g/cm³
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): घनत्व द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन है।
व्याख्या (Explanation): हीरे का घनत्व लगभग 3.51 g/cm³ होता है। यह अपेक्षाकृत उच्च घनत्व कार्बन परमाणुओं के सघन पैकिंग और उनके बीच मजबूत सहसंयोजक बंधों का परिणाम है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे को अक्सर “रत्न” (Gemstone) के रूप में महत्व दिया जाता है। निम्नलिखित में से कौन सा रत्न इसके “आग” (Fire) या रंगीन चमक के लिए भी जाना जाता है?
- (a) पन्ना (Emerald)
- (b) नीलम (Sapphire)
- (c) पुखराज (Topaz)
- (d) जिरकॉन (Zircon)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): रत्नों का मूल्य उनके रंग, स्पष्टता, कटाई और “आग” जैसी विशेषताओं पर निर्भर करता है।
व्याख्या (Explanation): जबकि हीरे को उसकी “आग” के लिए सबसे अधिक जाना जाता है, जिरकॉन (विशेष रूप से कुछ प्रकार) में भी उच्च अपवर्तनांक और फैलाव होता है, जिसके कारण वह हीरे जैसी रंगीन चमक प्रदर्शित कर सकता है। पन्ना हरे रंग के लिए, नीलम नीले रंग के लिए और पुखराज विभिन्न रंगों के लिए जाने जाते हैं, लेकिन हीरे जैसी “आग” उनमें प्रमुखता से नहीं होती।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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हीरे की रासायनिक सूत्र क्या है?
- (a) CO₂
- (b) C
- (c) SiO₂
- (d) CH₄
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): रासायनिक सूत्र किसी यौगिक या तत्व के परमाणुओं की संख्या और प्रकार को दर्शाता है।
व्याख्या (Explanation): हीरा कार्बन का एक अपररूप है। इसलिए, इसका रासायनिक सूत्र केवल ‘C’ है, जो दर्शाता है कि यह शुद्ध कार्बन से बना है। CO₂ कार्बन डाइऑक्साइड है, SiO₂ सिलिकॉन डाइऑक्साइड (क्वार्ट्ज) है, और CH₄ मीथेन है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरा किस प्रक्रिया द्वारा पृथ्वी की सतह के नीचे बनता है?
- (a) अवसादन (Sedimentation)
- (b) ज्वालामुखी क्रिया (Volcanic Activity)
- (c) हिमस्खलन (Avalanche)
- (d) भूस्खलन (Landslide)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): हीरे उच्च दबाव और उच्च तापमान की स्थितियों में बनते हैं।
व्याख्या (Explanation): प्राकृतिक हीरे पृथ्वी के मेंटल (mantle) में अत्यधिक उच्च दबाव (लगभग 45-60 किलोबार) और तापमान (900-1300°C) पर बनते हैं। ये स्थितियां उन ज्वालामुखीय विस्फोटों (जैसे कि किंबरलाइट पाइप) द्वारा सतह पर लाई जाती हैं जो पृथ्वी की गहराई से पिघले हुए चट्टानों को ऊपर लाते हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे के निर्माण के लिए आवश्यक मुख्य तत्वों में से एक क्या है?
- (a) नाइट्रोजन (Nitrogen)
- (b) ऑक्सीजन (Oxygen)
- (c) कार्बन (Carbon)
- (d) हाइड्रोजन (Hydrogen)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): हीरे कार्बन का एक अपररूप है।
व्याख्या (Explanation): हीरे मुख्य रूप से कार्बन परमाणुओं से बने होते हैं। हालांकि, निर्माण प्रक्रिया में अन्य तत्व जैसे नाइट्रोजन (जो अक्सर रंग पैदा करता है) और कभी-कभी बोरॉन (जो नीले हीरे का कारण बनता है) थोड़ी मात्रा में मौजूद हो सकते हैं। लेकिन मूल निर्माण खंड कार्बन है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे की कटाई में कौन सा कोण प्रकाश के अच्छे विक्षेपण (Dispersion) के लिए महत्वपूर्ण है?
- (a) 90 डिग्री
- (b) 45 डिग्री
- (c) क्रांतिक कोण (Critical Angle)
- (d) 180 डिग्री
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): विक्षेपण और पूर्ण आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection) दोनों प्रकाश के पथ पर निर्भर करते हैं जो रत्न में प्रवेश करता है और बाहर निकलता है।
व्याख्या (Explanation): हीरे की कटाई को इस तरह से डिजाइन किया जाता है कि प्रकाश को हीरे के अंदर अधिकतम बार पूर्ण आंतरिक परावर्तन से गुजरना पड़े, और अंततः एक ऐसे कोण पर बाहर निकले जो विक्षेपण (आग) को बढ़ाता है। यह सुनिश्चित करने के लिए सटीक कटिंग कोणों का उपयोग किया जाता है ताकि प्रकाश क्रांतिक कोण (लगभग 24.4 डिग्री हीरे में) से बड़े कोणों पर सतह से टकराए, जिससे यह भीतर ही परावर्तित हो जाए।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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“सिंथेटिक हीरा” (Synthetic Diamond) क्या होता है?
- (a) कृत्रिम रूप से निर्मित हीरा जो रासायनिक और भौतिक रूप से प्राकृतिक हीरे के समान होता है।
- (b) हीरे का एक सस्ता विकल्प जैसे क्यूबिक जिरकोनिया।
- (c) हीरा जो प्रयोगशाला में बनाया गया है लेकिन उसमें हीरे के गुण नहीं हैं।
- (d) हीरे का एक सजावटी नाम।
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सिंथेटिक या प्रयोगशाला-विकसित (lab-grown) सामग्री वह होती है जो रासायनिक रूप से शुद्ध होती है और उसमें वही गुण होते हैं जो प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले रूप में होते हैं।
व्याख्या (Explanation): सिंथेटिक हीरा, जिसे प्रयोगशाला-विकसित हीरा भी कहा जाता है, मानव निर्मित होता है। यह रासायनिक रूप से, भौतिक रूप से और ऑप्टिकल रूप से प्राकृतिक हीरे के समान ही होता है। इसे उच्च दबाव, उच्च तापमान (HPHT) या रासायनिक वाष्प जमाव (CVD) जैसी प्रक्रियाओं का उपयोग करके बनाया जाता है। क्यूबिक जिरकोनिया एक अलग सामग्री है जिसे हीरे की नकल के रूप में इस्तेमाल किया जाता है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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हीरे को पिघलाने (melt) की बजाय उसका उदात्तीकरण (sublime) क्यों होता है?
- (a) क्योंकि यह बहुत कठोर होता है।
- (b) क्योंकि इसमें सहसंयोजक बंधन टूट जाते हैं।
- (c) क्योंकि इसका क्वथनांक (boiling point) बहुत कम होता है।
- (d) क्योंकि यह सीधे ठोस से गैस अवस्था में परिवर्तित हो जाता है।
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): उदात्तीकरण (Sublimation) वह प्रक्रिया है जिसमें कोई पदार्थ सीधे ठोस अवस्था से गैसीय अवस्था में परिवर्तित हो जाता है, बिना द्रव अवस्था से गुजरे।
व्याख्या (Explanation): हीरे का गलनांक इतना अधिक (लगभग 3550°C) होता है कि सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर, यह पिघलने से पहले ही सीधे गैसीय अवस्था में विघटित (decompose) या उदात्तीकृत हो जाता है। इसके मजबूत सहसंयोजक बंधों को तोड़ने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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हीरे को ‘Bort’ के रूप में कब वर्गीकृत किया जाता है?
- (a) जब यह अत्यंत शुद्ध होता है।
- (b) जब यह औद्योगिक उपयोग के लिए अशुद्ध और खराब गुणवत्ता वाला होता है।
- (c) जब इसमें लाल रंग होता है।
- (d) जब यह पूरी तरह से पारदर्शी होता है।
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): विभिन्न गुणवत्ता और गुणों वाले हीरों का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है।
व्याख्या (Explanation): ‘Bort’ या ‘Baud’ हीरे का एक ऐसा रूप है जो आमतौर पर रत्न गुणवत्ता वाला नहीं होता। यह औद्योगिक कटाई, ड्रिलिंग और पॉलिशिंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है, जहाँ इसकी कठोरता महत्वपूर्ण होती है, लेकिन इसकी पारदर्शिता, रंग या स्पष्टता महत्वपूर्ण नहीं होती।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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हीरे के शुद्धिकरण (purification) या कृत्रिम निर्माण के लिए किस तकनीक का उपयोग किया जाता है?
- (a) रासायनिक वाष्प जमाव (Chemical Vapor Deposition – CVD)
- (b) ऊर्ध्वपातन (Sublimation)
- (c) क्रिस्टलीकरण (Crystallization)
- (d) आसवन (Distillation)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): विभिन्न पदार्थों को बनाने के लिए विभिन्न रासायनिक और भौतिक प्रक्रियाएं नियोजित की जाती हैं।
व्याख्या (Explanation): रासायनिक वाष्प जमाव (CVD) एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग हीरे की पतली फिल्मों या बड़े क्रिस्टल को बनाने के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया में, हाइड्रोकार्बन गैसों (जैसे मीथेन) को उच्च तापमान पर विघटित किया जाता है, जिससे कार्बन परमाणु एक सब्सट्रेट पर जमा होकर हीरे की संरचना बनाते हैं। उच्च दबाव, उच्च तापमान (HPHT) भी एक अन्य प्रमुख विधि है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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हीरे की कठोरता मोह पैमाने (Mohs Scale) पर कितनी होती है?
- (a) 3
- (b) 5
- (c) 7
- (d) 10
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): मोह कठोरता पैमाना (Mohs hardness scale) खनिजों की सापेक्ष कठोरता को मापने की एक विधि है।
व्याख्या (Explanation): मोह पैमाने पर, हीरे को 10 की कठोरता रेटिंग दी गई है। यह पैमाना इस विचार पर आधारित है कि एक कठोर सामग्री नरम सामग्री को खरोंच सकती है। हीरे का 10 का मान इसे इस पैमाने पर सबसे कठोर ज्ञात प्राकृतिक पदार्थ बनाता है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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हीरे को खरोंचने के लिए किस अन्य सामान्य पदार्थ का उपयोग किया जा सकता है?
- (a) क्वार्ट्ज़ (Quartz)
- (b) टैल्क (Talc)
- (c) कोरंडम (Corundum) (जैसे नीलम या रूबी)
- (d) कैल्साइट (Calcite)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): मोह पैमाने पर, 10 कठोरता वाला पदार्थ 9 कठोरता वाले पदार्थ को खरोंच सकता है।
व्याख्या (Explanation): मोह पैमाने पर, कोरंडम (जिसमें नीलम और रूबी शामिल हैं) की कठोरता 9 होती है। चूंकि हीरा 10 की कठोरता के साथ सबसे कठोर है, यह केवल कोरंडम (9) या उससे कम कठोरता वाले किसी भी पदार्थ को खरोंच सकता है। क्वार्ट्ज़ की कठोरता 7, टैल्क की 1 और कैल्साइट की 3 होती है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे को उच्च तापमान पर गर्म करने पर क्या होता है?
- (a) यह तुरंत वाष्प में बदल जाता है।
- (b) यह पिघल जाता है और द्रव बन जाता है।
- (c) यह ग्रेफाइट में परिवर्तित हो जाता है।
- (d) यह रंगहीन हो जाता है।
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): उच्च तापमान पर, विभिन्न अपररूपों के बीच संतुलन की स्थिति बदल सकती है।
व्याख्या (Explanation): वायुमंडलीय दबाव में, हीरे को लगभग 1500°C से ऊपर गर्म करने पर, यह धीरे-धीरे ग्रेफाइट में परिवर्तित होने लगता है। यह एक पुनर्व्यवस्था (rearrangement) की प्रक्रिया है जहाँ कार्बन परमाणु अधिक स्थिर ग्रेफाइट संरचना में बदल जाते हैं। यद्यपि यह सीधे पिघलता नहीं है, बल्कि विघटित होकर ग्रेफाइट में बदल जाता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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हीरे में पाए जाने वाले रंगीन अशुद्धियों (colored impurities) में से कौन सा नीले रंग का कारण बनता है?
- (a) नाइट्रोजन (Nitrogen)
- (b) बोरॉन (Boron)
- (c) सल्फर (Sulphur)
- (d) फॉस्फोरस (Phosphorus)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): क्रिस्टल में अशुद्धियाँ (impurities) अक्सर सामग्री के रंग को बदल देती हैं।
व्याख्या (Explanation): जब बोरॉन को हीरे के क्रिस्टल जालक में कार्बन के स्थान पर शामिल किया जाता है, तो यह एक इलेक्ट्रॉन स्वीकार करता है। यह अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन प्रकाश की कुछ तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करता है, जिससे हीरे को एक सुंदर नीला रंग मिलता है। नाइट्रोजन आमतौर पर पीले या भूरे रंग का कारण बनता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।