चुंबकत्व, बिजली, परमाणु विज्ञान - विशिष्ट जानकारी, सामान्य विज्ञान UPSC Notes | EduRev

विज्ञान और प्रौद्योगिकी (UPSC CSE)

UPSC : चुंबकत्व, बिजली, परमाणु विज्ञान - विशिष्ट जानकारी, सामान्य विज्ञान UPSC Notes | EduRev

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चुंबकत्व

  • चुंबकीय ध्रुव पर, कोण का कोण 90 ° होता है
  • एक स्थायी चुंबक फेरोमैग्नेटिक मैटेरियल से बना होता है।
  • एक बार चुंबक के केंद्र में चुंबकत्व शून्य होता है, लेकिन अधिकतम ध्रुवों पर।
  • एक चुंबक को असमान लंबाई के दो टुकड़ों में विभाजित किया जाता है। दोनों टुकड़े मैग्नेट की तरह काम करेंगे।
  • एक संवेदनशील चुंबकीय उपकरण को नरम लोहे के एक बॉक्स के अंदर रखकर चुंबकीय क्षेत्र से बाहर से संरक्षित किया जा सकता है।
  • एक चुंबक हीटिंग पर अपनी चुंबकत्व खो देता है, पृथ्वी पर बार-बार फेंकने से या जब लंबे समय तक खुद को रखा जाता है।

बिजली 

  • लेडेन जार इलेक्ट्रोस्टैटिक कैपेसिटर का एक रूप है और इसका उपयोग बिजली के भंडारण के लिए किया जाता है।
  • एक फोटोकेल एक उपकरण है जो प्रकाश ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। 
  • द्वितीयक कोशिका रासायनिक ऊर्जा के रूप में ऊर्जा का भंडारण करती है।
  • यदि धारा केवल एक दिशा में एक सर्किट में बहती है, तो इसे प्रत्यक्ष धारा कहा जाता है।
  • यदि इलेक्ट्रॉन बारी-बारी से आगे और पीछे की ओर बहता है, तो यह वर्तमान में बदल रहा है।
  • करंट की इकाई एम्पीयर है।
  • फ्यूज तार टिन और लीड के मिश्र धातु से बना होता है और इसका कार्य ओवरलोडिंग या शॉर्ट सर्किटिंग के मामले में सर्किट को तोड़ना होता है।
  • फ्यूज वायर हमेशा श्रृंखला में जुड़ा होता है।
  • अधिकतम वर्तमान प्राप्त करने के लिए, हमें श्रृंखला में कोशिकाओं को जोड़ना चाहिए, अगर बाहरी प्रतिरोध बहुत बड़ा है और आंतरिक प्रतिरोध छोटा है।
  • एक सोलनॉइड तार का एक तार है, जो एक सिलेंडर पर समान रूप से घाव करता है।
  • एक्स-रे की उत्पत्ति, काइनेटिक ऊर्जा को उज्ज्वल ऊर्जा में बदलने की घटना का चित्रण है।
  • जब एक बिजली का बल्ब टूटता है, तो खाली जगह को भरने के लिए हवा में दौड़ने के कारण हल्का धमाका होता है।
  • एक सामान्य फ्लोरोसेंट ट्यूब में कम दबाव पर पारा वाष्प होता है।

परमाणु विज्ञान

  • परमाणु किसी तत्व की सबसे छोटी संभव इकाई है।
  • इलेक्ट्रॉन (e), प्रोटॉन (P) और न्यूट्रॉन (N) मूलभूत कण हैं।
  • कैथोड किरणें और एनोड किरणें क्रमशः इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन के स्वीमर हैं।
  • प्रोटॉन (P):

मास संख्या 1

शुल्क + 1 (1.67 x 10 -19 columb)

द्रव्यमान = हाइड्रोजन आयन (H + ) के समान इलेक्ट्रॉन का 1887 गुना

  • न्यूट्रॉन (N) हाइड्रोजन को छोड़कर सभी तत्व के नाभिक का घटक है।
  • न्यूट्रॉन के पास बड़े पैमाने पर समान प्रोटॉन में कोई शुल्क नहीं है।
  • परमाणु नं। = इलेक्ट्रॉनों की संख्या = प्रोटॉन की संख्या।
  • परमाणु भार = प्रोटॉन की संख्या + न्यूट्रॉन की संख्या।
  • आइसोटोप में एक ही परमाणु संख्या होती है लेकिन विभिन्न परमाणु भार।
  • इसोबार में एक ही परमाणु w आठ लेकिन different परमाणु संख्या होती है।
  • रेडियोधर्मिता का संबंध नाभिक के विघटन से है।
  • यदि N / P = 1, Nuclei स्थिर होगा। यदि N / P = 1.6 से ऊपर है, तो नाभिक विघटित हो जाता है।
  • लीड (82) की तुलना में परमाणु संख्या के साथ प्रत्येक तत्व रेडियोधर्मी है।
  • नौ प्राकृतिक रेडियोधर्मी लाइटर तत्वों में से तीन 6C14 (कार्बन), 19K40 (पोटेशियम) और 15P30 (फॉस्फोरस) हैं।
  • एक अल्फा कण (हीलियम नाभिक) के उत्सर्जन के साथ रेडियोधर्मी तत्व 2 पी और 2 एन खो देता है। उदाहरण के लिए, यूरेनियम -238 ( 92U238 ) थोरियम -234 (90Th234) में बदल जाएगा ।
  • बीटा कण के उत्सर्जन से रेडियोधर्मी तत्व की परमाणु संख्या बढ़ जाती है।
  • फोटॉनों, यूनिट यदि गामा किरणें हैं, तो न तो द्रव्यमान है और न ही चार्ज।
  • अर्ध-जीवन वह समय है जिसमें किसी विशेष रेडियोधर्मी तत्व के आधे परमाणु विघटित हो जाते हैं।
  • आयोडिन -131में life दिनों का आधा जीवन होता है अर्थात दी गई राशि का आधा हिस्सा। दिनों में बिखर जाएगा।
  • गामा विकिरण की बड़ी खुराक का उपयोग शरीर में कैंसर के ट्यूमर को नष्ट करने और शल्य चिकित्सा उपकरणों, भोजन, आदि जैसी किसी भी चीज को निष्फल करने के लिए किया जा सकता है।
  • अर्सेनिक -74 का उपयोग ट्यूमर का पता लगाने के लिए किया जाता है।
  • आम नमक में शामिल सोडियम -24 का उपयोग संचार प्रणाली में रक्त के थक्कों का पता लगाने के लिए किया जाता है।
  • I-131 का उपयोग थायरॉयड ग्रंथि की गतिविधि को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
  • गामा विकिरण का उपयोग थ्रे के स्थान पर चिकित्सा के लिए किया जाता है जहां गहरी पैठ की आवश्यकता होती है।
  • गामा किरण सूक्ष्म जीव और अनाज के वेट और बीटल को मारता है।
  • सी-पोर्ट प्राधिकरण नदियों और बंदरगाहों में रेत और कीचड़ के आवागमन का अध्ययन करने के लिए रेडियोधर्मी सिलिकॉन का उपयोग करते हैं।
  • एक रेडियोधर्मी तत्व का आधा-जीवन गुण जीवाश्म चट्टान के डेटिंग की सुविधा देता है।
  • नमूने की आयु की गणना के लिए, आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले रेडियोधर्मी समस्थानिक यूरेनियम -238, यूरेनियम -235, थोरियम -232, रुबिडियम -87, पोटेशियम -40 और कार्बन -14 हैं।
  • आइंस्टीन फार्मूला E = mc 2 के अनुसार द्रव्यमान का ऊर्जा में रूपांतरण से परमाणु ऊर्जा उत्पन्न होती है
  • 1 किलो का रूपांतरण। एक तत्व के परिणामस्वरूप 9*1016 जूल या 25 बिलियन किलोवाट-घंटा ऊर्जा प्राप्त होती है।
  • विखंडन वह प्रतिक्रिया है जिसमें एक भारी नाभिक जब न्यूट्रॉन के साथ टकराता है तो ऊर्जा जारी करने वाले दो भागों में विभाजित हो जाता है।
  • विखंडन प्रतिक्रिया का समीकरण  0n1 + 92U23556Ba141 + 36Kr92 + 30n1 है
  • एक एकल यूरेनियम परमाणु का विखंडन लगभग 200 MeV ऊर्जा जारी करता है।
  • यूरेनियम -235, यूरेनियम -233 और प्लूटोनियम 239 का विखंडन अन्य रेडियोधर्मी तत्वों की तुलना में आसान है।
  • यूरेनियम -235 का स्वाभाविक रूप से यूरेनियम (यूरेनियम -238 बाकी का गठन) का केवल 0.72 प्रतिशत है।
  • प्राकृतिक यूरेनियम से U-235 का पृथक्करण विद्युतचुंबकीय पृथक्करण, थर्मल प्रसार, सेंट्रीफ्यूजेशन और गैसीय विसरण द्वारा होता है। गैसीय प्रसार सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधि है।
  • U-235 की बहुतायत वाले यूरेनियम को समृद्ध यूरेनियम के रूप में जाना जाता है।
  • नाभिकीय रिएक्टर में विखंडन प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप तेजी से बढ़ने वाले न्यूट्रॉन को धीमा करने के लिए मॉडरेटर का उपयोग किया जाता है।
  • मॉडरेटर भारी पानी, बेरिलियम, पैराफिन और ग्रेफाइट हैं।
  • परमाणु संलयन सूर्य की ऊर्जा का स्रोत है। इसका समीकरण 41 H1 → 2He4 + 2 Positrons + Energy है।
  • संलयन प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक तापमान लगभग 200 मिलियन केल्विन है।
  • हाइड्रोजन बम परमाणु संलयन प्रतिक्रिया का एक उदाहरण है।
  • विखंडन पर परमाणु संलयन प्रतिक्रिया के लाभ हैं

(i) मुक्त की गई ऊर्जा की मात्रा बहुत अधिक है,

(ii) ईंधन, ड्यूटेरियम (D2) समुद्र के पानी से आसानी से उपलब्ध होता है,

(iii) प्रतिक्रिया के पूरा होने के बाद इसका कोई रेडियोधर्मी कचरा नहीं है।

  • रेडियोधर्मी कचरे का निपटान (विखंडन प्रतिक्रिया के उपोत्पाद) निम्नलिखित तरीके हैं-

(i) कचरे को कांच के समान या चीनी मिट्टी के पदार्थ में क्षरण के प्रति प्रतिरोधी होने के कारण बांधना। फिर इसे गहरे भूमिगत में रखें।

(ii) कचरे को जमीनी संरचनाओं में भूमिगत या समुद्री तल के नीचे, जमी हुई मिट्टी में और नमक के गुंबदों में जमा कर दें।

  • टीएनटी के किलोटन या हजारों टन में विखंडन बम को मापा जाता है।
  • फ्यूजन बम को टीएनटी या लाखों टन मेगाटन में मापा जाता है।
  • भारत के अनुसंधान रिएक्टरों में APSARA, 1 मेगावाट का स्विमिंग पूल प्रकार का रिएक्टर शामिल है; CIRUS, एक 40 मेगावाट रिएक्टर; PURNIMA, एक 100 मेगावाट रिएक्टर।
  • 18 मई, 1974 को भारत ने 100 मीटर की गहराई पर सुबह 8.05 बजे पोक हरण (राजस्थान) का प्रदर्शन किया।
  • पोखरण विस्फोट से अमेरिका, यूएसएसआर, यूके फ्रांस और चीन के बाद भारत छठी परमाणु ऊर्जा बन गया।
  • ब्रह्मांडीय विकिरण बाहरी वातावरण से हैं और गामा किरणों की तुलना में भी अधिक मर्मज्ञ हैं।
  • कॉस्मिक किरण में मुख्य रूप से प्रोटॉन होते हैं, लेकिन इलेक्ट्रॉनों, पॉज़िट्रॉन, अल्फा कण और भारी परमाणुओं के कुछ नाभिक होते हैं।
  • मेसन में इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन के बीच द्रव्यमान होता है और वे + 1, - 1 या शून्य इलेक्ट्रॉन शुल्क ले सकते हैं।
  • मेसन कुछ हल्के कणों में टूट सकते हैं या, परमाणु नाभिक में बस निगल सकते हैं।
  • भारी परमाणु कणों के समूह को बेरियन कहा जाता है।
  • अब तक ज्ञात सबसे भारी परमाणु कण संख्या 3245 है, जिसे प्रोटॉन से 3.5 गुना भारी कहा जाता है।
  • गीजर- मुलर काउंटर, बादल कक्ष, बुलबुला चैम्बर, स्पार्क-चैम्बर, विभिन्न प्रकार के परमाणु कणों के ऊर्जा, आवेशों, द्रव्यमानों आदि को मापने के लिए स्कैन्टीलेशन डिटेक्टर उपकरणों का उपयोग किया जाता है।
  • वैन डी ग्रेफ जेनरेटर, साइक्लोट्रॉन, सिंक्रोट्रॉन, लीनियर एक्सेलरेटर पार्टिकल ई एक्सीलेटर हैं।
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