परमाणु भौतिकी (Atomic Physics) – संपूर्ण नोट्स
परमाणु भौतिकी पदार्थ के सूक्ष्मतम कणों यानी परमाणु और उनके घटकों का अध्ययन करती है। इसमें इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन जैसे मूल कणों की विशेषताओं को समझाया जाता है।
मूल कणों की विशेषताएं
- इलेक्ट्रॉन (Electron): ऋणात्मक आवेशित कण होते हैं।
- प्रोटॉन (Proton): धनात्मक आवेशित कण होते हैं।
- न्यूट्रॉन (Neutron): ये विद्युत रूप से उदासीन कण होते हैं।
कैथोड किरण (Cathode Ray)
कैथोड किरणें उन किरणों को कहा जाता है जो निर्वात नली में कैथोड से निकलती हैं।
गुण:
- ये ऋणात्मक आवेशित कण होती हैं।
- ये चुंबकीय क्षेत्र में विक्षेपित होती हैं।
- ये यांत्रिक प्रभाव उत्पन्न कर सकती हैं।
धनात्मक किरणें (Positive Rays)
धनात्मक किरणें उन किरणों को कहा जाता है जो निर्वात नली में एनोड से निकलती हैं।
गुण:
- ये धनात्मक आवेशित कण होती हैं।
- ये विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र में विपरीत दिशा में विक्षेपित होती हैं।
- इनका वेग कैथोड किरणों से कम होता है।
अर्धचालक (Semiconductor)
अर्धचालक वे पदार्थ होते हैं जिनकी विद्युत चालकता धातुओं और अधातुओं के बीच होती है।
प्रकार:
- नैज अर्धचालक (Intrinsic Semiconductor): शुद्ध अर्धचालक होते हैं जिनमें कोई अपद्रव्य मिश्रित नहीं होता।
- अपद्रव्यी अर्धचालक (Extrinsic Semiconductor): इसमें नियंत्रित मात्रा में अपद्रव्य मिलाकर इसकी चालकता बढ़ाई जाती है।
N प्रकार के अर्धचालक
इनमें पाँच संयोजक इलेक्ट्रॉन वाले तत्व (जैसे फॉस्फोरस) को सिलिकॉन में मिलाया जाता है। इसमें प्रमुख वाहक इलेक्ट्रॉन होते हैं।
P प्रकार के अर्धचालक
इनमें तीन संयोजक इलेक्ट्रॉन वाले तत्व (जैसे बोरॉन) को सिलिकॉन में मिलाया जाता है। इसमें प्रमुख वाहक होल्स (छिद्र) होते हैं।
p-n संधि (p-n Junction)
p और n प्रकार के अर्धचालकों के संयोजन से बनने वाली संरचना को p-n संधि कहते हैं। यह विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक युक्तियों का आधार है।
अर्धचालक डायोड (Semiconductor Diode)
यह एक p-n संधि युक्ति है जिसका उपयोग एक दिशात्मक चालक के रूप में होता है।
1. अग्रदिशिक बायस में p-n संधि डायोड
- इसमें p क्षेत्र को धनात्मक और n क्षेत्र को ऋणात्मक जोड़ने पर विद्युत धारा प्रवाहित होती है।
2. पश्चदिशिक बायस में p-n संधि डायोड
- इसमें p क्षेत्र को ऋणात्मक और n क्षेत्र को धनात्मक जोड़ने पर विद्युत धारा अवरुद्ध होती है।
डायोड वाल्व (Diode Valve)
यह एक ऐसा युक्ति है जो एक दिशा में विद्युत धारा प्रवाहित करता है।
उपयोग:
- परिपथ सुरक्षा में
- DC से AC कन्वर्टर में
- विद्युत संकेत प्रवर्धन में
ट्रायोड वाल्व (Triode Valve)
यह एक ऐसा वाल्व है जिसमें तीन इलेक्ट्रोड (कैथोड, एनोड और ग्रिड) होते हैं। इसका उपयोग प्रवर्धक, ऑसिलेटर आदि में किया जाता है।
जेनर डायोड (Zener Diode)
यह एक विशेष प्रकार का डायोड है जिसे वोल्टेज नियामक के रूप में उपयोग किया जाता है।
फोटो डायोड (Photo Diode)
यह एक प्रकाश-संवेदी डायोड है जो प्रकाश पड़ने पर विद्युत धारा उत्पन्न करता है।
प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED)
यह डायोड विद्युत धारा प्रवाहित होने पर प्रकाश उत्सर्जित करता है। LED का उपयोग संकेतक लाइट, डिस्प्ले पैनल और प्रकाश व्यवस्था में किया जाता है।
सौर सेल (Solar Cell)
यह एक ऐसी युक्ति है जो सूर्य के प्रकाश को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती है। सौर ऊर्जा संयंत्रों में इसका व्यापक उपयोग होता है।
संधि ट्रांजिस्टर (Junction Transistor)
यह एक तीन टर्मिनल युक्ति होती है जिसका उपयोग प्रवर्धन और स्विचिंग के लिए किया जाता है।
1. n-p-n ट्रांजिस्टर: इसमें n-प प्रकार की संरचना होती है जिसमें बाहरी n भाग मुख्य वाहक के रूप में कार्य करता है।
2. p-n-p ट्रांजिस्टर: इसमें p-n-p प्रकार की संरचना होती है जिसमें बाहरी p भाग मुख्य वाहक के रूप में कार्य करता है।
ट्रांजिस्टर के उपयोग
- प्रवर्धक के रूप में
- स्विचिंग के लिए
- रेडियो संचार में
- डिजिटल सर्किट में
यहाँ परमाणु भौतिकी और अर्धचालकों से संबंधित 100 महत्वपूर्ण वस्तुनिष्ठ प्रश्नों (Objective Questions) की सूची दी गई है, जो प्रतियोगी परीक्षाओं के लिए उपयोगी होगी।
भाग 1: परमाणु भौतिकी (Atomic Physics)
- कैथोड किरणों की खोज किसने की थी?
(A) जे. जे. थॉमसन
(B) रदरफोर्ड
(C) जेम्स चैडविक
(D) मैडम क्यूरी
उत्तर: (A) जे. जे. थॉमसन - कैथोड किरणें वास्तव में होती हैं?
(A) धनावेशित कणों की धारा
(B) उष्मीय विकिरण
(C) ऋणावेशित कणों की धारा
(D) प्रकाश की किरणें
उत्तर: (C) ऋणावेशित कणों की धारा - धनात्मक किरणों की खोज किसने की थी?
(A) मिलिकन
(B) गोल्डस्टीन
(C) बोर
(D) थॉमसन
उत्तर: (B) गोल्डस्टीन - न्यूट्रॉन की खोज किसने की थी?
(A) जे. जे. थॉमसन
(B) रदरफोर्ड
(C) चैडविक
(D) हाइज़नबर्ग
उत्तर: (C) चैडविक - नाभिक में उपस्थित प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को क्या कहते हैं?
(A) न्यूक्लियॉन
(B) इलेक्ट्रॉन
(C) फोटॉन
(D) पॉज़िट्रॉन
उत्तर: (A) न्यूक्लियॉन - रदरफोर्ड के प्रयोग में प्रयुक्त कण कौन से थे?
(A) बीटा-कण
(B) गामा-कण
(C) अल्फा-कण
(D) न्यूट्रॉन
उत्तर: (C) अल्फा-कण - आधुनिक परमाणु मॉडल किसने दिया था?
(A) बोर
(B) श्रोडिंगर
(C) हाइजेनबर्ग
(D) प्लांक
उत्तर: (B) श्रोडिंगर - एक प्रोटॉन का आवेश कितना होता है?
(A) 1.6 × 10⁻¹⁹ कूलाम्ब
(B) 9.1 × 10⁻³१ किग्रा
(C) 1.6 × 10⁻¹८ कूलाम्ब
(D) 1.9 × 10⁻³¹ किग्रा
उत्तर: (A) 1.6 × 10⁻¹⁹ कूलाम्ब - कैथोड किरणों का उपयोग किस उपकरण में किया जाता है?
(A) CRT मॉनिटर
(B) ट्रांजिस्टर
(C) डायोड
(D) बैरोमीटर
उत्तर: (A) CRT मॉनिटर - नाभिकीय संलयन (Nuclear Fusion) में कौन-कौन से तत्व संलयित होते हैं?
(A) हाइड्रोजन और हीलियम
(B) प्लूटोनियम और यूरेनियम
(C) कार्बन और नाइट्रोजन
(D) ऑक्सीजन और सल्फर
उत्तर: (A) हाइड्रोजन और हीलियम
भाग 2: अर्धचालक (Semiconductors)
- अर्धचालकों का प्रतिरोध कैसा होता है?
(A) चालक से अधिक और कुचालक से कम
(B) चालक के बराबर
(C) कुचालक से अधिक
(D) अनंत
उत्तर: (A) चालक से अधिक और कुचालक से कम - शुद्ध अर्धचालक को क्या कहा जाता है?
(A) नैज अर्धचालक
(B) अपद्रव्यी अर्धचालक
(C) मिश्रधातु
(D) सुपरकंडक्टर
उत्तर: (A) नैज अर्धचालक - सिलिकॉन और जर्मेनियम किस प्रकार के अर्धचालक हैं?
(A) नैज अर्धचालक
(B) अपद्रव्यी अर्धचालक
(C) मिश्र धातु
(D) धातु
उत्तर: (A) नैज अर्धचालक - N-प्रकार के अर्धचालक में अधिकांश चार्ज कैरियर कौन होते हैं?
(A) इलेक्ट्रॉन
(B) होल
(C) न्यूट्रॉन
(D) प्रोटॉन
उत्तर: (A) इलेक्ट्रॉन - P-प्रकार के अर्धचालक में अधिकांश चार्ज कैरियर कौन होते हैं?
(A) इलेक्ट्रॉन
(B) होल
(C) न्यूट्रॉन
(D) प्रोटॉन
उत्तर: (B) होल - PN संधि का प्रमुख उपयोग किसमें होता है?
(A) ट्रांजिस्टर
(B) डायोड
(C) रजिस्टर
(D) मोटर
उत्तर: (B) डायोड - PN संधि डायोड किस दिशा में प्रवाह की अनुमति देता है?
(A) अग्रदिशिक बायस में
(B) पश्चदिशिक बायस में
(C) दोनों दिशाओं में
(D) किसी भी दिशा में नहीं
उत्तर: (A) अग्रदिशिक बायस में - LED का पूरा नाम क्या है?
(A) लाइट एम्प्लिफाइड डायोड
(B) लाइट एमिटिंग डायोड
(C) लेजर एमिटिंग डायोड
(D) लाइट एनर्जी डायोड
उत्तर: (B) लाइट एमिटिंग डायोड - जेनर डायोड का प्रमुख उपयोग किसमें होता है?
(A) वोल्टेज नियामक
(B) एम्पलीफायर
(C) ट्रांजिस्टर
(D) ओस्सिलोस्कोप
उत्तर: (A) वोल्टेज नियामक - ट्रांजिस्टर का उपयोग मुख्य रूप से किसमें किया जाता है?
(A) प्रवर्धक (Amplifier)
(B) जनरेटर
(C) डायोड
(D) मोटर
उत्तर: (A) प्रवर्धक (Amplifier)
- प्रोटॉन की खोज किसने की थी?
(A) चैडविक
(B) गोल्डस्टीन
(C) रदरफोर्ड
(D) थॉमसन
उत्तर: (C) रदरफोर्ड - नाभिकीय विखंडन (Nuclear Fission) की खोज किसने की थी?
(A) एनरिको फर्मी
(B) ओट्टो हान
(C) रदरफोर्ड
(D) चैडविक
उत्तर: (B) ओट्टो हान - नाभिक में कौन-कौन से कण होते हैं?
(A) इलेक्ट्रॉन और न्यूट्रॉन
(B) न्यूट्रॉन और प्रोटॉन
(C) प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन
(D) केवल प्रोटॉन
उत्तर: (B) न्यूट्रॉन और प्रोटॉन - बोहर मॉडल के अनुसार, इलेक्ट्रॉन किस पथ में घूमते हैं?
(A) वृत्ताकार कक्षाओं में
(B) अंडाकार कक्षाओं में
(C) समतल पथ पर
(D) अनिश्चित पथ पर
उत्तर: (A) वृत्ताकार कक्षाओं में - नाभिकीय संलयन (Nuclear Fusion) कहाँ होता है?
(A) सूर्य में
(B) परमाणु रिएक्टर में
(C) ट्रांसफार्मर में
(D) बैटरी में
उत्तर: (A) सूर्य में - गामा किरणों का आवेश कितना होता है?
(A) धनात्मक
(B) ऋणात्मक
(C) कोई आवेश नहीं
(D) दोनों (A) और (B)
उत्तर: (C) कोई आवेश नहीं - बोहर मॉडल के अनुसार परमाणु में ऊर्जा का उत्सर्जन कब होता है?
(A) जब इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा कक्षा से निम्न ऊर्जा कक्षा में जाता है
(B) जब इलेक्ट्रॉन निम्न ऊर्जा कक्षा से उच्च ऊर्जा कक्षा में जाता है
(C) जब इलेक्ट्रॉन स्थिर रहता है
(D) जब नाभिक टूटता है
उत्तर: (A) जब इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा कक्षा से निम्न ऊर्जा कक्षा में जाता है - रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल में परमाणु का आकार कैसा होता है?
(A) ठोस
(B) ज्यादातर रिक्त स्थान वाला
(C) द्रव
(D) गैस
उत्तर: (B) ज्यादातर रिक्त स्थान वाला - नाभिकीय संलयन किसका संलयन है?
(A) भारी तत्वों का
(B) हल्के तत्वों का
(C) धातुओं का
(D) अधातुओं का
उत्तर: (B) हल्के तत्वों का - गामा किरणें किससे उत्पन्न होती हैं?
(A) इलेक्ट्रॉन
(B) प्रोटॉन
(C) नाभिकीय प्रतिक्रियाओं से
(D) ट्रांजिस्टर से
उत्तर: (C) नाभिकीय प्रतिक्रियाओं से
- सबसे अधिक प्रयुक्त अर्धचालक कौन सा है?
(A) सिलिकॉन
(B) जर्मेनियम
(C) एलुमिनियम
(D) तांबा
उत्तर: (A) सिलिकॉन - एन-टाइप अर्धचालक में प्रमुख वाहक होते हैं?
(A) इलेक्ट्रॉन
(B) होल
(C) आयन
(D) प्रोटॉन
उत्तर: (A) इलेक्ट्रॉन - P-टाइप अर्धचालक किसे कहते हैं?
(A) जिसमें इलेक्ट्रॉनों की अधिकता हो
(B) जिसमें होल्स की अधिकता हो
(C) जिसमें कोई आवेश न हो
(D) जिसमें केवल धनात्मक आयन हों
उत्तर: (B) जिसमें होल्स की अधिकता हो - पी-एन संधि में कौन से चार्ज कैरियर मिलते हैं?
(A) इलेक्ट्रॉन और होल
(B) केवल इलेक्ट्रॉन
(C) केवल होल
(D) कोई नहीं
उत्तर: (A) इलेक्ट्रॉन और होल - जेनर डायोड का मुख्य उपयोग क्या है?
(A) वोल्टेज नियमन
(B) करंट बढ़ाने के लिए
(C) ऊर्जा उत्पादन
(D) कोई नहीं
उत्तर: (A) वोल्टेज नियमन - LED का पूरा नाम क्या है?
(A) लाइट एमिटिंग डायोड
(B) लेजर एमिटिंग डायोड
(C) लाइट एनर्जी डायोड
(D) लाइट एनालॉग डायोड
उत्तर: (A) लाइट एमिटिंग डायोड - फोटो डायोड का उपयोग किसमें किया जाता है?
(A) प्रकाश पहचानने में
(B) ध्वनि पहचानने में
(C) गर्मी पहचानने में
(D) चुंबकीय क्षेत्र पहचानने में
उत्तर: (A) प्रकाश पहचानने में - ट्रांजिस्टर में कितने टर्मिनल होते हैं?
(A) 2
(B) 3
(C) 4
(D) 5
उत्तर: (B) 3 - NPN ट्रांजिस्टर में कौन प्रमुख चार्ज कैरियर होते हैं?
(A) इलेक्ट्रॉन
(B) होल
(C) न्यूट्रॉन
(D) प्रोटॉन
उत्तर: (A) इलेक्ट्रॉन - PNP ट्रांजिस्टर में प्रमुख चार्ज कैरियर होते हैं?
(A) इलेक्ट्रॉन
(B) होल
(C) न्यूट्रॉन
(D) प्रोटॉन
उत्तर: (B) होल
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