Common Notes SSC CGL · CHSL · Railway · Police · State PSC अध्याय

⚛️ आधुनिक भौतिकी व इलेक्ट्रॉनिक्स

विद्युत चुंबकीय स्पेक्ट्रम, X-किरणें, प्रकाश-विद्युत प्रभाव, रेडियोधर्मिता, अर्ध-आयु, नाभिकीय विखंडन व संलयन, नाभिकीय रिएक्टर, अर्धचालक, डायोड, ट्रांजिस्टर व लेज़र।

📑 इस पेज के टॉपिक (Jump to Topic):

1. विद्युत चुंबकीय स्पेक्ट्रम 2. रेडियोधर्मिता 3. नाभिकीय विखंडन, संलयन व रिएक्टर 4. अर्धचालक व इलेक्ट्रॉनिक्स 5. Practice MCQs

📌 1. विद्युत चुंबकीय स्पेक्ट्रम

सभी EM तरंगें निर्वात में 3 × 10⁸ m/s से चलती हैं; तरंगदैर्घ्य घटने पर आवृत्ति व ऊर्जा बढ़ती है (E = hf)। इन्हें माध्यम की आवश्यकता नहीं।

तरंग (बढ़ती ऊर्जा →)	खोज / स्रोत	उपयोग
रेडियो तरंगें	हर्ट्ज़ (प्रयोग)	रेडियो, टीवी, मोबाइल संचार
सूक्ष्म तरंगें (Microwave)	—	रडार, माइक्रोवेव ओवन, उपग्रह संचार
अवरक्त (Infrared)	विलियम हर्शेल	रिमोट कंट्रोल, रात्रि दृष्टि, ऊष्मीय चित्र; ग्रीनहाउस प्रभाव
दृश्य प्रकाश	—	देखना, प्रकाश संश्लेषण
पराबैंगनी (UV)	रिटर	जल शुद्धिकरण, विटामिन D; ओज़ोन रोकती है; त्वचा कैंसर का कारण
X-किरणें	रॉन्टजन (1895)	हड्डी टूटना देखना, सामान जाँच, क्रिस्टल संरचना
गामा किरणें	रेडियोधर्मी नाभिक	कैंसर उपचार, निर्जीवीकरण (sterilisation)

प्रकाश-विद्युत प्रभाव: धातु पर प्रकाश पड़ने से इलेक्ट्रॉन निकलना — आइंस्टीन ने समझाया (नोबेल 1921); सौर सेल, फ़ोटो सेल इसी पर।
आइंस्टीन का द्रव्यमान-ऊर्जा संबंध E = mc² — नाभिकीय ऊर्जा का आधार।

📌 2. रेडियोधर्मिता

खोज: हेनरी बेकरेल (1896, यूरेनियम); मैरी व पियरे क्यूरी ने पोलोनियम व रेडियम खोजे। मात्रक: बेकरेल (SI), क्यूरी (पुराना)।
अर्ध-आयु = आधे नाभिकों के विघटित होने का समय; ताप-दाब से अप्रभावित। कार्बन-14 की अर्ध-आयु ≈ 5730 वर्ष — जीवाश्म/पुरातात्विक काल-निर्धारण।
उपयोग: कोबाल्ट-60 (कैंसर), आयोडीन-131 (थायरॉइड), यूरेनियम/लेड विधि (चट्टानों की आयु), गीगर-मुलर काउंटर से विकिरण का पता।

किरण	प्रकृति	आवेश	भेदन क्षमता
अल्फ़ा (α)	हीलियम नाभिक	+2	सबसे कम (कागज़ रोक दे)
बीटा (β)	इलेक्ट्रॉन	−1	मध्यम (एल्युमीनियम पन्नी)
गामा (γ)	EM तरंग (फ़ोटॉन)	शून्य	सबसे अधिक (सीसे की मोटी परत)

📌 3. नाभिकीय विखंडन, संलयन व रिएक्टर

	विखंडन (Fission)	संलयन (Fusion)
क्या होता है	भारी नाभिक (U-235) टूटता है	हल्के नाभिक (हाइड्रोजन) जुड़कर हीलियम
खोज	ओटो हान व स्ट्रासमान (1938)	—
उदाहरण	परमाणु बम, नाभिकीय रिएक्टर	सूर्य व तारों की ऊर्जा, हाइड्रोजन बम
शर्त	न्यूट्रॉन से शृंखला अभिक्रिया	अत्यधिक ताप (~10⁷ K)

रिएक्टर के भाग: ईंधन (U-235/प्लूटोनियम), मंदक (भारी जल D₂O, ग्रेफ़ाइट — न्यूट्रॉन धीमे करे), नियंत्रक छड़ें (कैडमियम/बोरॉन — न्यूट्रॉन सोखें), शीतलक (पानी, द्रव सोडियम)।
भारत का पहला रिएक्टर अप्सरा (1956, ट्रॉम्बे); पहला परमाणु बिजलीघर तारापुर (1969)। होमी जहाँगीर भाभा — भारतीय परमाणु कार्यक्रम के जनक।

📌 4. अर्धचालक व इलेक्ट्रॉनिक्स

अर्धचालक: सिलिकॉन, जर्मेनियम; ताप बढ़ने पर चालकता बढ़ती है। अशुद्धि मिलाना = डोपिंग: पंचसंयोजी (फ़ॉस्फ़ोरस, आर्सेनिक) → n-प्रकार; त्रिसंयोजी (बोरॉन, गैलियम) → p-प्रकार।
p-n संधि डायोड — एक दिशा में धारा (दिष्टकारी); LED — प्रकाश उत्सर्जक डायोड; ट्रांजिस्टर (1947, बेल लैब्स) — प्रवर्धक व स्विच; IC (चिप) में लाखों ट्रांजिस्टर।
LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation — एकवर्णी, संबद्ध, अत्यंत संकीर्ण किरण; आँख की सर्जरी, बारकोड, CD/DVD, ऑप्टिकल फ़ाइबर संचार। थियोडोर मेमन (1960)।
RADAR = Radio Detection And Ranging — रेडियो/सूक्ष्म तरंगों से विमान आदि की दूरी व दिशा।

⚠️ Exam Traps:

γ-किरणें आवेशरहित हैं — विद्युत/चुंबकीय क्षेत्र में नहीं मुड़तीं।
सूर्य की ऊर्जा संलयन से है, विखंडन से नहीं।
मंदक न्यूट्रॉन धीमे करता है; नियंत्रक छड़ें न्यूट्रॉन सोखती हैं।

📌 5. Practice MCQs

📝 Practice MCQs (SF Prep द्वारा तैयार — PYQ नहीं)

Q1. सूर्य की ऊर्जा का स्रोत है: Practice

(A) गुरुत्वीय संकुचन मात्र

(B) नाभिकीय विखंडन

(C) रासायनिक दहन

(D) नाभिकीय संलयन

सही उत्तर: (D)
हाइड्रोजन नाभिक जुड़कर हीलियम बनाते हैं।

Q2. X-किरणों की खोज किसने की? Practice

(A) मैरी क्यूरी

(B) विल्हेम रॉन्टजन

(C) बेकरेल

(D) रदरफ़ोर्ड

सही उत्तर: (B)
1895 में; पहला भौतिकी नोबेल (1901)।

Q3. रेडियोधर्मिता की खोज किसने की? Practice

(A) बोर

(B) रॉन्टजन

(C) आइंस्टीन

(D) हेनरी बेकरेल

सही उत्तर: (D)
1896 में यूरेनियम लवणों से।

Q4. किसकी भेदन क्षमता सबसे अधिक है? Practice

(A) गामा किरणें

(B) अल्फ़ा कण

(C) बीटा कण

(D) कैथोड किरणें

सही उत्तर: (A)
γ-किरणों को रोकने के लिए सीसे की मोटी परत चाहिए।

Q5. नाभिकीय रिएक्टर में मंदक के रूप में प्रयुक्त होता है: Practice

(A) यूरेनियम

(B) कैडमियम

(C) बोरॉन

(D) भारी जल

सही उत्तर: (D)
भारी जल/ग्रेफ़ाइट न्यूट्रॉनों को धीमा करते हैं; कैडमियम/बोरॉन नियंत्रक हैं।

Q6. कार्बन डेटिंग में किस समस्थानिक का उपयोग होता है? Practice

(A) C-13

(B) C-12

(C) C-14

(D) U-238

सही उत्तर: (C)
C-14 की अर्ध-आयु ≈ 5730 वर्ष।

Q7. टीवी रिमोट कंट्रोल में किन तरंगों का उपयोग होता है? Practice

(A) अवरक्त

(B) पराबैंगनी

(C) X-किरणें

(D) गामा

सही उत्तर: (A)
IR LED अदृश्य अवरक्त स्पंद भेजता है।

Q8. ओज़ोन परत पृथ्वी को किससे बचाती है? Practice

(A) रेडियो तरंगें

(B) अवरक्त किरणें

(C) पराबैंगनी किरणें

(D) दृश्य प्रकाश

सही उत्तर: (C)
ओज़ोन हानिकारक UV-B/UV-C अवशोषित करती है।

Q9. E = mc² किसने दिया? Practice

(A) प्लांक

(B) न्यूटन

(C) मैक्सवेल

(D) आइंस्टीन

सही उत्तर: (D)
विशेष सापेक्षता (1905) से द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता।

Q10. अल्फ़ा कण वास्तव में है: Practice

(A) इलेक्ट्रॉन

(B) हीलियम नाभिक

(C) फ़ोटॉन

(D) न्यूट्रॉन

सही उत्तर: (B)
2 प्रोटॉन + 2 न्यूट्रॉन, आवेश +2।

Q11. परमाणु बम किस सिद्धांत पर आधारित है? Practice

(A) रासायनिक विस्फोट

(B) नाभिकीय संलयन

(C) अनियंत्रित नाभिकीय विखंडन

(D) रेडियोधर्मी क्षय

सही उत्तर: (C)
U-235/Pu-239 की अनियंत्रित शृंखला अभिक्रिया; हाइड्रोजन बम संलयन पर।

Q12. भारत का पहला नाभिकीय रिएक्टर: Practice

(A) ध्रुव

(B) सायरस

(C) अप्सरा

(D) कामिनी

सही उत्तर: (C)
1956 में ट्रॉम्बे (BARC) में चालू हुआ।

Q13. सिलिकॉन में फ़ॉस्फ़ोरस मिलाने पर बनता है: Practice

(A) p-प्रकार अर्धचालक

(B) n-प्रकार अर्धचालक

(C) अतिचालक

(D) कुचालक

सही उत्तर: (B)
पंचसंयोजी अशुद्धि अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन देती है।

Q14. LASER में "S" का अर्थ है: Practice

(A) Stimulated

(B) Spontaneous

(C) Simple

(D) Solar

सही उत्तर: (A)
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation।

Q15. नाभिकीय रिएक्टर में नियंत्रक छड़ें किसकी बनी होती हैं? Practice

(A) यूरेनियम

(B) ग्रेफ़ाइट

(C) भारी जल

(D) कैडमियम या बोरॉन

सही उत्तर: (D)
ये अतिरिक्त न्यूट्रॉन सोखकर अभिक्रिया नियंत्रित करती हैं।

Q16. किसी रेडियोधर्मी पदार्थ की अर्ध-आयु 10 दिन है। 30 दिन बाद कितना शेष रहेगा? Practice

(A) 1/8

(B) 1/3

(C) 1/4

(D) 1/6

सही उत्तर: (A)
तीन अर्ध-आयु: (1/2)³ = 1/8।

Q17. प्रकाश-विद्युत प्रभाव की व्याख्या के लिए नोबेल पुरस्कार किसे मिला? Practice

(A) प्लांक

(B) बोर

(C) आइंस्टीन

(D) रमन

सही उत्तर: (C)
आइंस्टीन को 1921 का भौतिकी नोबेल इसी के लिए।

Q18. कैंसर के उपचार में किस समस्थानिक का उपयोग होता है? Practice

(A) कोबाल्ट-60

(B) कार्बन-14

(C) यूरेनियम-238

(D) सोडियम-23

सही उत्तर: (A)
Co-60 की गामा किरणें कैंसर कोशिकाएँ नष्ट करती हैं।

Q19. विद्युत/चुंबकीय क्षेत्र में कौन विक्षेपित नहीं होता? Practice

(A) अल्फ़ा कण

(B) गामा किरणें

(C) बीटा कण

(D) प्रोटॉन

सही उत्तर: (B)
γ-किरणें आवेशरहित EM तरंगें हैं।

Q20. माइक्रोवेव ओवन में भोजन गर्म होता है क्योंकि सूक्ष्म तरंगें: Practice

(A) भोजन को आयनित करती हैं

(B) भोजन के जल अणुओं को कंपित करती हैं

(C) रेडियोधर्मी बनाती हैं

(D) केवल बर्तन गर्म करती हैं

सही उत्तर: (B)
जल अणु सूक्ष्म तरंग ऊर्जा सोखकर ऊष्मा बनाते हैं।

Practice MCQs SF Prep द्वारा तैयार (PYQ नहीं)। तथ्य मानक पाठ्य-सामग्री (NCERT) व आधिकारिक स्रोतों से जाँचे गए।