NEET भौतिकी: वैद्युतचुंबकीय तरंगें और प्रकाशिकी · Chapter 1

विद्युत चुंबकीय तरंगें

क्या याद रखें

विस्थापन धारा (displacement current) Id = ε₀ dΦE/dt परिवर्ती विद्युत फ्लक्स से उत्पन्न होती है। यह कुल धारा को सतत बनाती है, जिससे ऐम्पियर का नियम ऐम्पियर–मैक्सवेल नियम बन जाता है।
विद्युत चुंबकीय तरंग अनुप्रस्थ होती है। विद्युत क्षेत्र E और चुंबकीय क्षेत्र B परस्पर लंबवत होते हैं, तथा गमन की दिशा के भी लंबवत होते हैं, और ये समान कला में होते हैं।
निर्वात में चाल c = 1/√(μ₀ε₀) = 3 × 10⁸ m s⁻¹ होती है, और E₀/B₀ = c। निर्वात में सभी विद्युत चुंबकीय तरंगें इसी चाल से चलती हैं, चाहे उनकी आवृत्ति कुछ भी हो।
बढ़ती आवृत्ति के क्रम में स्पेक्ट्रम: रेडियो, सूक्ष्म तरंगें, अवरक्त, दृश्य, पराबैंगनी, X-किरणें, गामा किरणें। आवृत्ति बढ़ने पर तरंगदैर्घ्य घटता है, क्योंकि c = fλ।

विस्थापन धारा

ऐम्पियर का परिपथीय नियम कहता है कि किसी बंद पाश के अनुदिश B का रेखा-समाकल, उस पाश से घिरे किसी भी पृष्ठ से गुजरने वाली चालन धारा i का μ₀ गुना होता है। यह तार में बहने वाली स्थायी धारा के लिए सही है।

अब एक समांतर पट्टिका संधारित्र लें जो आवेशित हो रहा है। संयोजक तारों में चालन धारा i बहती है, परंतु पट्टिकाओं के बीच के अंतराल में कोई आवेश नहीं जाता। तार के चारों ओर एक वृत्ताकार पाश लें। पृष्ठ 1 एक समतल चकती है जिसे तार भेदता है। पृष्ठ 2 कटोरे के आकार का पृष्ठ है जो पट्टिकाओं के बीच से गुजरता है और जिसे तार नहीं भेदता।

पृष्ठ 1 से चालन धारा i है, अतः नियम से पाश पर B = μ₀ i।
पृष्ठ 2 से चालन धारा शून्य है, अतः नियम से B = 0 आता।

दोनों पृष्ठ एक ही पाश से घिरे हैं, इसलिए दोनों परिणाम एक साथ सही नहीं हो सकते। मैक्सवेल ने एक नया पद जोड़कर, जिसे विस्थापन धारा कहते हैं, इस विरोधाभास को दूर किया।

पट्टिकाओं के बीच विद्युत क्षेत्र E = q/(ε₀A), जहाँ A पट्टिका का क्षेत्रफल है। विद्युत फ्लक्स ΦE = EA = q/ε₀। संधारित्र के आवेशित होने पर q बदलता है, इसलिए ΦE समय के साथ बदलता है:

Id = ε₀ dΦE/dt = ε₀ A dE/dt = dq/dt = i

अतः पट्टिकाओं के बीच विस्थापन धारा तारों में बहने वाली चालन धारा के बराबर होती है। कुल धारा i + Id हर जगह सतत रहती है।

ऐम्पियर–मैक्सवेल नियम है: ∮ B·dl = μ₀ (i + Id) = μ₀ i + μ₀ ε₀ dΦE/dt।

विस्थापन धारा के मुख्य बिंदु:

यह आवेश का प्रवाह नहीं है। यह परिवर्ती विद्युत क्षेत्र है जिसका चुंबकीय प्रभाव धारा के समान होता है।
यह निर्वात में भी होती है और पदार्थ में भी।
स्थायी (dc) अवस्था में विद्युत क्षेत्र नियत रहता है, अतः Id = 0।
एकसमान क्षेत्र वाले वृत्ताकार पट्टिका संधारित्र में, त्रिज्या r (r पट्टिका की त्रिज्या से कम) के वृत्त से गुजरने वाली Id = Id × (r²/R²), जहाँ R पट्टिका की त्रिज्या है।
परिवर्ती विद्युत क्षेत्र चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, और (फैराडे के नियम से) परिवर्ती चुंबकीय क्षेत्र विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है। यही परस्पर उत्पादन विद्युत चुंबकीय तरंगों का मूल है।

विद्युत चुंबकीय तरंगों के स्रोत और प्रकृति

विराम में स्थित विद्युत आवेश केवल विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है। नियत वेग से गतिशील आवेश एक स्थायी चुंबकीय क्षेत्र भी उत्पन्न करता है। त्वरित आवेश समय के साथ बदलते विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, जो विद्युत चुंबकीय तरंगों के रूप में विकिरित होते हैं। अतः दोलन करता आवेश (उदाहरण के लिए LC परिपथ या एंटीना में दोलन करता आवेश) मूल स्रोत है। तरंग की आवृत्ति आवेश के दोलन की आवृत्ति के बराबर होती है।

मैक्सवेल ने दिखाया कि विद्युत और चुंबकत्व के समीकरण ऐसी तरंगों की भविष्यवाणी करते हैं जिनकी चाल

c = 1/√(μ₀ε₀)

μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T m A⁻¹ और ε₀ = 8.85 × 10⁻¹² C² N⁻¹ m⁻² लेने पर c ≈ 3 × 10⁸ m s⁻¹ आता है, जो प्रकाश की मापी गई चाल है। इससे सिद्ध हुआ कि प्रकाश एक विद्युत चुंबकीय तरंग है। हर्ट्ज़ ने 1887 में प्रयोगशाला में ऐसी तरंगें उत्पन्न कीं और संसूचित कीं।

विद्युत चुंबकीय तरंगों के गुण:

गुण	कथन
प्रकार	अनुप्रस्थ तरंग
E की दिशा	गमन की दिशा के लंबवत
B की दिशा	E और गमन की दिशा दोनों के लंबवत
गमन की दिशा	E × B के अनुदिश
कला	E और B अपने अधिकतम और शून्य मान एक ही समय और स्थान पर प्राप्त करते हैं
आयाम अनुपात	E₀/B₀ = c (तथा प्रत्येक क्षण E/B = c)
निर्वात में चाल	c = 1/√(μ₀ε₀) = 3 × 10⁸ m s⁻¹
माध्यम की आवश्यकता	कोई नहीं; तरंगें निर्वात में चलती हैं
संबंध	c = fλ (f आवृत्ति है, λ तरंगदैर्घ्य है)
आवेश का विक्षेपण	विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र से विक्षेपित नहीं होतीं, क्योंकि तरंगें आवेश नहीं ले जातीं

x-अक्ष के अनुदिश चलने वाली तरंग के लिए, जिसमें E y-अक्ष के अनुदिश है, B z-अक्ष के अनुदिश होता है। क्षेत्रों को इस प्रकार लिखा जा सकता है

Ey = E₀ sin(kx − ωt), Bz = B₀ sin(kx − ωt)

यहाँ k = 2π/λ तरंग संख्या (rad m⁻¹) है, ω = 2πf कोणीय आवृत्ति (rad s⁻¹) है, और तरंग की चाल ω/k = c है।

विद्युतशीलता ε और चुंबकशीलता μ वाले पदार्थ माध्यम में चाल v = 1/√(με) होती है, जो c से कम है। माध्यम का अपवर्तनांक (refractive index) n = c/v = √(μᵣεᵣ), जहाँ μᵣ और εᵣ क्रमशः आपेक्षिक चुंबकशीलता और आपेक्षिक विद्युतशीलता हैं।

तरंगों द्वारा ले जाई गई ऊर्जा और संवेग

विद्युत चुंबकीय तरंगें ऊर्जा ले जाती हैं। विद्युत क्षेत्र का ऊर्जा घनत्व (प्रति इकाई आयतन ऊर्जा) uE = ½ ε₀ E² है, और चुंबकीय क्षेत्र का uB = B²/(2μ₀)। E = cB और c² = 1/(μ₀ε₀) का उपयोग करने पर ये दोनों हर बिंदु पर बराबर होते हैं: uE = uB। औसत कुल ऊर्जा घनत्व है

u = ½ ε₀ E₀² (यह B₀²/(2μ₀) के बराबर है)

तीव्रता (प्रति इकाई क्षेत्रफल शक्ति, W m⁻² में) ऊर्जा घनत्व और चाल का गुणनफल है:

I = u c = ½ ε₀ c E₀²

तरंगें संवेग भी ले जाती हैं। यदि कोई तरंग किसी पृष्ठ को, जो उसे पूर्णतः अवशोषित कर लेता है, कुल ऊर्जा U स्थानांतरित करती है, तो दिया गया संवेग है

p = U/c

तरंगें संवेग ले जाती हैं, इसलिए वे पृष्ठ पर बल (विकिरण दाब) लगाती हैं। इसी कारण धूमकेतुओं की पूँछ सूर्य से दूर की ओर होती है, और यह दर्शाता है कि तरंगें केवल गणितीय विचार नहीं, बल्कि ऊर्जा और संवेग वाली भौतिक सत्ता हैं।

विद्युत चुंबकीय स्पेक्ट्रम

स्पेक्ट्रम की कोई स्पष्ट सीमाएँ नहीं हैं। पास के क्षेत्र परस्पर अतिव्यापित होते हैं। नीचे दिए गए परिसर लगभग हैं।

क्षेत्र	लगभग तरंगदैर्घ्य	उत्पादन की विधि	मुख्य उपयोग
रेडियो तरंगें	0.1 m से अधिक (आवृत्ति लगभग 500 kHz से 1000 MHz)	दोलायमान विद्युत परिपथ, एरियल में त्वरित आवेश	रेडियो और टेलीविज़न प्रसारण, मोबाइल संचार
सूक्ष्म तरंगें	0.1 m से 1 mm (आवृत्ति लगभग 1 GHz से 300 GHz)	विशेष निर्वात नलिकाएँ: क्लाइस्ट्रॉन, मैग्नेट्रॉन; गन डायोड	रडार, विमान नौचालन, माइक्रोवेव ओवन, स्पीड गन
अवरक्त	1 mm से 700 nm	तप्त वस्तुएँ; परमाणुओं और अणुओं के कंपन	रिमोट कंट्रोल, रात्रि दृष्टि, भौतिक चिकित्सा, ग्रीनहाउस प्रभाव, पृथ्वी का तप्त होना
दृश्य प्रकाश	700 nm से 400 nm	परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों का ऊर्जा स्तर बदलना; तप्त तंतु	दृष्टि, फोटोग्राफी, प्रकाशिक यंत्र
पराबैंगनी	400 nm से 1 nm	अत्यंत तप्त वस्तुएँ, सूर्य, विशेष लैंप, विद्युत विसर्जन	जल का विसंक्रमण, जीवाणुओं को मारना, नेत्र शल्य चिकित्सा (LASIK), जाली नोटों की पहचान
X-किरणें	1 nm से 10⁻³ nm	X-किरण नलिका में उच्च ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों का धातु लक्ष्य से टकराना	चिकित्सीय निदान (हड्डियाँ), कैंसर का उपचार, सामान की जाँच
गामा किरणें	10⁻³ nm से कम	नाभिकों का रेडियोएक्टिव क्षय, नाभिकीय अभिक्रियाएँ	कैंसर का उपचार, उपकरणों का विसंक्रमण, नाभिकीय अध्ययन

प्रत्येक क्षेत्र के बारे में और तथ्य:

रेडियो तरंगें: ये चालक तारों में त्वरित आवेशों से उत्पन्न होती हैं। AM प्रसारण लगभग 530 kHz से 1710 kHz का उपयोग करता है। टेलीविज़न और FM उच्चतर आवृत्तियों (दसियों से सैकड़ों MHz) का उपयोग करते हैं। सेलफ़ोन अति उच्च आवृत्ति बैंड, लगभग 800 MHz से 950 MHz, का उपयोग करते हैं।
सूक्ष्म तरंगें: इनका छोटा तरंगदैर्घ्य रडार के लिए उपयुक्त है। माइक्रोवेव ओवन में आवृत्ति जल अणुओं की प्राकृतिक आवृत्ति के बराबर चुनी जाती है, इसलिए अणु अनुनाद द्वारा ऊर्जा अवशोषित करते हैं और भोजन गर्म हो जाता है।
अवरक्त: इसे प्रायः ऊष्मा विकिरण कहते हैं क्योंकि अधिकांश पदार्थ इसे अवशोषित करके गर्म हो जाते हैं। अवरक्त को जल के अणु अवशोषित करते हैं, इसलिए यह वस्तुओं को गर्म करता है। ग्रीनहाउस प्रभाव पृथ्वी की सतह से पुनः उत्सर्जित अवरक्त विकिरण को रोककर पृथ्वी को गर्म रखता है।
दृश्य प्रकाश: यह वह भाग है जिसे मानव नेत्र संसूचित करता है, लगभग 400 nm से 700 nm। बैंगनी का तरंगदैर्घ्य सबसे कम और लाल का सबसे अधिक होता है।
पराबैंगनी: सूर्य इसका प्रबल स्रोत है, परंतु इसका अधिकांश भाग ओज़ोन परत द्वारा अवशोषित हो जाता है। सामान्य काँच UV को अवशोषित करता है, इसलिए वेल्डर सुरक्षा के लिए विशेष चश्मे पहनते हैं।
X-किरणें: ये कोमल ऊतकों के आर-पार चली जाती हैं और हड्डी द्वारा अधिक रोकी जाती हैं, जिससे हड्डियों के चित्र बनते हैं।
गामा किरणें: स्पेक्ट्रम में इनकी आवृत्ति और ऊर्जा सबसे अधिक होती है, और भेदन क्षमता सबसे अधिक होती है।

रेडियो से गामा तक गुणों का क्रम:

राशि	रेडियो से गामा की ओर प्रवृत्ति
तरंगदैर्घ्य	घटता है
आवृत्ति	बढ़ती है
फोटॉन ऊर्जा (आवृत्ति के समानुपाती)	बढ़ती है
निर्वात में चाल	सबकी समान (3 × 10⁸ m s⁻¹)

सूत्र सारांश

राशि	सूत्र	प्रतीक और मात्रक
विस्थापन धारा	Id = ε₀ dΦE/dt	ΦE विद्युत फ्लक्स (V m) है; Id, A में
ऐम्पियर–मैक्सवेल नियम	∮ B·dl = μ₀(i + Id)	i चालन धारा है, A में
निर्वात में चाल	c = 1/√(μ₀ε₀)	μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T m A⁻¹; ε₀ = 8.85 × 10⁻¹² C² N⁻¹ m⁻²
क्षेत्र अनुपात	E₀/B₀ = c	E₀, V m⁻¹ में; B₀, T में
तरंग संबंध	c = fλ, ω = 2πf, k = 2π/λ	f, Hz में; λ, m में
माध्यम में चाल	v = 1/√(με) = c/n	n अपवर्तनांक है
ऊर्जा घनत्व	u = ½ ε₀ E₀² = B₀²/(2μ₀)	J m⁻³
तीव्रता	I = u c = ½ ε₀ c E₀²	W m⁻²
संवेग	p = U/c	U, J में; p, kg m s⁻¹ में

हल किए गए उदाहरण

उदाहरण 1. निर्वात में एक विद्युत चुंबकीय तरंग के विद्युत क्षेत्र का आयाम 45 V m⁻¹ है। चुंबकीय क्षेत्र का आयाम ज्ञात कीजिए।

B₀ = E₀/c = 45 / (3 × 10⁸) = 1.5 × 10⁻⁷ T।

उदाहरण 2. वृत्ताकार पट्टिकाओं वाला एक समांतर पट्टिका संधारित्र 3 A की धारा से आवेशित हो रहा है। पट्टिकाओं के बीच, उनके समाक्षीय, पट्टिका की त्रिज्या के एक-तिहाई त्रिज्या वाले वृत्त से गुजरने वाली विस्थापन धारा ज्ञात कीजिए।

पूरे पट्टिका क्षेत्रफल से गुजरने वाली विस्थापन धारा चालन धारा 3 A के बराबर है। क्षेत्र एकसमान है, इसलिए वृत्त से गुजरने वाली धारा उसके क्षेत्रफल के समानुपाती है, जो त्रिज्या के वर्ग के समानुपाती है। त्रिज्या के एक-तिहाई के लिए क्षेत्रफल 1/9 है।

Id = 3 × (1/3)² = 3/9 = 0.33 A।

उदाहरण 3. निर्वात में एक समतल विद्युत चुंबकीय तरंग का E₀ = 60 V m⁻¹ है। औसत तीव्रता ज्ञात कीजिए। ε₀ = 8.85 × 10⁻¹² C² N⁻¹ m⁻² और c = 3 × 10⁸ m s⁻¹ लीजिए।

I = ½ ε₀ c E₀² = 0.5 × 8.85 × 10⁻¹² × 3 × 10⁸ × 3600 = 4.78 W m⁻², लगभग 4.8 W m⁻²।

उदाहरण 4. एक पृष्ठ 1.5 × 10⁻⁶ J विकिरण ऊर्जा को पूर्णतः अवशोषित करता है। उसे दिया गया संवेग ज्ञात कीजिए।

p = U/c = 1.5 × 10⁻⁶ / (3 × 10⁸) = 5 × 10⁻¹⁵ kg m s⁻¹।

उदाहरण 5. एक रेडियो स्टेशन 1.2 MHz पर प्रसारण करता है। तरंगदैर्घ्य ज्ञात कीजिए।

λ = c/f = 3 × 10⁸ / (1.2 × 10⁶) = 250 m।

NEET के जाल

विस्थापन धारा आवेश की गति नहीं है। यह परिवर्ती विद्युत क्षेत्र से उत्पन्न होती है, और निर्वात में भी हो सकती है।
पट्टिकाओं के बीच विस्थापन धारा तारों में चालन धारा के बराबर होती है, परंतु संधारित्र पूर्णतः आवेशित होने और क्षेत्र स्थायी होने पर यह शून्य होती है।
विद्युत चुंबकीय तरंग में E और B समान कला में हैं, 90° के अंतर पर नहीं। यह LC परिपथ से भिन्न है, जहाँ ऊर्जा विद्युत और चुंबकीय रूपों के बीच बदलती रहती है।
विद्युत चुंबकीय तरंगें अनुप्रस्थ हैं, परंतु उन्हें माध्यम की आवश्यकता नहीं होती। वायु में ध्वनि अनुदैर्ध्य है और उसे माध्यम चाहिए।
अनुपात E₀/B₀ = c होता है, 1/c नहीं। मात्रक जाँचिए: V m⁻¹ को T से भाग देने पर m s⁻¹ मिलता है।
निर्वात में सभी विद्युत चुंबकीय तरंगों की चाल समान है। गामा किरणें रेडियो तरंगों से तेज़ नहीं हैं।
विद्युत चुंबकीय तरंगें आवेश नहीं ले जातीं, इसलिए विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र से विक्षेपित नहीं होतीं। कैथोड किरणें और बीटा किरणें विक्षेपित होती हैं।
अवरक्त को ऊष्मा विकिरण कहते हैं, परंतु तापन प्रभाव केवल उसी का नहीं है। सूर्य की UV भी वस्तुओं को गर्म करती है, और स्पेक्ट्रम का हर भाग ऐसा कर सकता है।
माइक्रोवेव ओवन जल अणुओं के साथ अनुनाद का उपयोग करते हैं। सूक्ष्म तरंगें बर्तन को सीधे गर्म नहीं करतीं।
पराबैंगनी का तरंगदैर्घ्य X-किरणों से अधिक होता है। बढ़ते तरंगदैर्घ्य के क्रम में X-किरणों को UV से पहले रखना एक सामान्य भूल है।

एक-पंक्ति सार

Id = ε₀ dΦE/dt।
आवेशित होते संधारित्र में कुल धारा i + Id सतत है।
मैक्सवेल ने ऐम्पियर के नियम में विस्थापन धारा जोड़ी।
त्वरित आवेश विद्युत चुंबकीय तरंगें विकिरित करते हैं।
हर्ट्ज़ ने सबसे पहले प्रयोगशाला में रेडियो तरंगें उत्पन्न कीं।
c = 1/√(μ₀ε₀) ≈ 3 × 10⁸ m s⁻¹।
E₀/B₀ = c।
गमन की दिशा E × B के अनुदिश होती है।
विद्युत चुंबकीय तरंगें अनुप्रस्थ हैं और उन्हें माध्यम की आवश्यकता नहीं होती।
तरंग में E का ऊर्जा घनत्व B के ऊर्जा घनत्व के बराबर होता है।
तीव्रता I = ½ ε₀ c E₀²।
अवशोषित विकिरण का संवेग p = U/c।
स्पेक्ट्रम में रेडियो तरंगों का तरंगदैर्घ्य सबसे अधिक होता है।
गामा किरणों का तरंगदैर्घ्य सबसे कम और आवृत्ति सबसे अधिक होती है।
दृश्य प्रकाश लगभग 400 nm से 700 nm तक फैला है; लाल का तरंगदैर्घ्य सबसे अधिक है।

अभ्यास प्रश्न

सूची I को सूची II से सुमेलित कीजिए। सूची I: a. विस्थापन धारा b. निर्वात में विद्युत चुंबकीय तरंगों की चाल c. तरंग की औसत तीव्रता d. अवशोषित विकिरण का संवेग सूची II: i. U/c ii. ε₀ dΦE/dt iii. 1/√(μ₀ε₀) iv. ½ε₀cE₀²
1. a-iv, b-iii, c-ii, d-i
2. a-ii, b-iii, c-i, d-iv
3. a-ii, b-iii, c-iv, d-i
4. a-i, b-iii, c-ii, d-iv
उत्तर
C. a-ii, b-iii, c-iv, d-i
a-ii, b-iii, c-iv, d-i.
Match List I with List II. List I: a. Displacement current b. Speed of electromagnetic waves in vacuum c. Average intensity of a wave d. Momentum of absorbed radiation List II: i. U/c ii. ε₀ dΦE/dt iii. 1/√(μ₀ε₀) iv. ½ε₀cE₀²
1. a-iv, b-iii, c-ii, d-i
2. a-ii, b-iii, c-i, d-iv
3. a-ii, b-iii, c-iv, d-i
4. a-i, b-iii, c-ii, d-iv
सूची I को सूची II से सुमेलित कीजिए। सूची I: a. अवरक्त b. पराबैंगनी c. सूक्ष्म तरंगें d. X-किरणें सूची II: i. रडार और माइक्रोवेव ओवन ii. जल शोधन iii. रिमोट कंट्रोल और रात्रि दृष्टि iv. हड्डी के फ्रैक्चर का चिकित्सीय निदान
1. a-iii, b-ii, c-i, d-iv
2. a-ii, b-iii, c-i, d-iv
3. a-iii, b-ii, c-iv, d-i
4. a-i, b-ii, c-iii, d-iv
उत्तर
A. a-iii, b-ii, c-i, d-iv
अवरक्त: रिमोट कंट्रोल (a-iii)। UV: जल शोधक (b-ii)। सूक्ष्म तरंगें: रडार और ओवन (c-i)। X-किरणें: हड्डी का निदान (d-iv)।
Match List I with List II. List I: a. Infrared b. Ultraviolet c. Microwaves d. X-rays List II: i. Radar and microwave ovens ii. Water purification iii. Remote controls and night vision iv. Medical diagnosis of bone fractures
1. a-iii, b-ii, c-i, d-iv
2. a-ii, b-iii, c-i, d-iv
3. a-iii, b-ii, c-iv, d-i
4. a-i, b-ii, c-iii, d-iv
एक समांतर पट्टिका संधारित्र संयोजक तारों में 2 A की स्थायी चालन धारा से आवेशित हो रहा है। पट्टिकाओं के बीच विस्थापन धारा है
1. 4 A
2. 2 A
3. शून्य
4. 0.5 A
उत्तर
B. 2 A
पट्टिकाओं के बीच विस्थापन धारा तारों में चालन धारा के बराबर होती है, अतः Id = 2 A।
A parallel plate capacitor is being charged by a steady conduction current of 2 A in the connecting wires. The displacement current between the plates is
1. 4 A
2. 2 A
3. Zero
4. 0.5 A
जल युक्त भोजन माइक्रोवेव ओवन में शीघ्र गर्म हो जाता है, मुख्यतः क्योंकि
1. सूक्ष्म तरंगें पहले सूखे बर्तन को गर्म करती हैं और बर्तन भोजन को ऊष्मा देता है
2. सूक्ष्म तरंगों की जल में चाल अन्य विद्युत चुंबकीय तरंगों से अधिक होती है
3. सूक्ष्म तरंगें जल अणुओं से परावर्तित होकर भोजन में फँस जाती हैं
4. सूक्ष्म तरंगों की आवृत्ति जल अणुओं की प्राकृतिक आवृत्ति के बराबर होती है, जो अनुनाद द्वारा ऊर्जा अवशोषित करते हैं
उत्तर
D. सूक्ष्म तरंगों की आवृत्ति जल अणुओं की प्राकृतिक आवृत्ति के बराबर होती है, जो अनुनाद द्वारा ऊर्जा अवशोषित करते हैं
जल के अणु अनुनाद द्वारा सूक्ष्म तरंगों को प्रबलता से अवशोषित करते हैं, इसलिए भोजन भीतर से गर्म होता है।
Food containing water becomes hot in a microwave oven quickly mainly because
1. microwaves heat the dry container first and the container passes heat to the food
2. microwaves have a greater speed than other electromagnetic waves in water
3. microwaves are reflected by water molecules and trapped in the food
4. the microwave frequency matches the natural frequency of water molecules, which absorb the energy by resonance
एक पृष्ठ 9 J विद्युत चुंबकीय विकिरण ऊर्जा को पूर्णतः अवशोषित करता है। पृष्ठ को दिया गया संवेग (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹) है
1. 6 × 10⁻⁸ kg m s⁻¹
2. 3 × 10⁻⁸ kg m s⁻¹
3. 3 × 10⁻⁷ kg m s⁻¹
4. 2.7 × 10⁹ kg m s⁻¹
उत्तर
B. 3 × 10⁻⁸ kg m s⁻¹
p = U/c = 9 / (3 × 10⁸) = 3 × 10⁻⁸ kg m s⁻¹। 2U/c लेना गलत होगा, क्योंकि वह पूर्ण परावर्तन के लिए है।
A surface completely absorbs 9 J of electromagnetic radiation energy. The momentum delivered to the surface (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹) is
1. 6 × 10⁻⁸ kg m s⁻¹
2. 3 × 10⁻⁸ kg m s⁻¹
3. 3 × 10⁻⁷ kg m s⁻¹
4. 2.7 × 10⁹ kg m s⁻¹
निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं? 1. दृश्य क्षेत्र लगभग 400 nm से 700 nm तक फैला है। 2. X-किरणों का तरंगदैर्घ्य पराबैंगनी किरणों से अधिक होता है। 3. स्पेक्ट्रम में गामा किरणों की आवृत्ति सबसे अधिक होती है।
1. 1 और 2 केवल
2. 2 और 3 केवल
3. 1 और 3 केवल
4. 1, 2 और 3
उत्तर
C. 1 और 3 केवल
X-किरणों (1 nm से 10⁻³ nm) का तरंगदैर्घ्य UV से कम होता है।
Which of the following statements are correct? 1. The visible region extends from about 400 nm to 700 nm. 2. X-rays have a longer wavelength than ultraviolet rays. 3. Gamma rays have the highest frequency in the spectrum.
1. 1 and 2 only
2. 2 and 3 only
3. 1 and 3 only
4. 1, 2 and 3
वृत्ताकार पट्टिकाओं वाला एक संधारित्र 4 A की धारा से आवेशित किया जाता है। पट्टिकाओं के बीच स्थित, पट्टिका की त्रिज्या की आधी त्रिज्या वाले समाक्षीय वृत्त से गुजरने वाली विस्थापन धारा है
1. 4 A
2. 2 A
3. 0.5 A
4. 1 A
उत्तर
D. 1 A
क्षेत्र एकसमान है, इसलिए वृत्त से गुजरने वाली धारा उसके क्षेत्रफल के समानुपाती है, जो r² के समानुपाती है। Id = 4 × (1/2)² = 1 A।
A capacitor with circular plates is charged by a current of 4 A. The displacement current through a coaxial circle of half the plate radius, lying between the plates, is
1. 4 A
2. 2 A
3. 0.5 A
4. 1 A
आपेक्षिक चुंबकशीलता 1 और आपेक्षिक विद्युतशीलता 4 वाले माध्यम में विद्युत चुंबकीय तरंग की चाल (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹) है
1. 1.5 × 10⁸ m s⁻¹
2. 3 × 10⁸ m s⁻¹
3. 6 × 10⁸ m s⁻¹
4. 7.5 × 10⁷ m s⁻¹
उत्तर
A. 1.5 × 10⁸ m s⁻¹
v = 1/√(μ₀μᵣε₀εᵣ) = c/√(μᵣεᵣ) = c/√4 = 1.5 × 10⁸ m s⁻¹।
In a medium of relative permeability 1 and relative permittivity 4, the speed of an electromagnetic wave (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹) is
1. 1.5 × 10⁸ m s⁻¹
2. 3 × 10⁸ m s⁻¹
3. 6 × 10⁸ m s⁻¹
4. 7.5 × 10⁷ m s⁻¹
निर्वात में एक समतल विद्युत चुंबकीय तरंग के विद्युत क्षेत्र का आयाम 200 V m⁻¹ है। ε₀ = 9 × 10⁻¹² C² N⁻¹ m⁻² और c = 3 × 10⁸ m s⁻¹ लेने पर औसत तीव्रता है
1. 108 W m⁻²
2. 27 W m⁻²
3. 5.4 W m⁻²
4. 54 W m⁻²
उत्तर
D. 54 W m⁻²
I = ½ ε₀ c E₀² = 0.5 × 9 × 10⁻¹² × 3 × 10⁸ × (200)² = 54 W m⁻²। गुणक ½ छोड़ देने पर 108 आता है।
The amplitude of the electric field in a plane electromagnetic wave in vacuum is 200 V m⁻¹. Taking ε₀ = 9 × 10⁻¹² C² N⁻¹ m⁻² and c = 3 × 10⁸ m s⁻¹, the average intensity is
1. 108 W m⁻²
2. 27 W m⁻²
3. 5.4 W m⁻²
4. 54 W m⁻²
अभिकथन (A): निर्वात में विद्युत चुंबकीय तरंग में विद्युत क्षेत्र चुंबकीय क्षेत्र से 90° आगे रहता है। कारण (R): अनुपात E₀/B₀ का मान c है।
1. A और R दोनों सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है
2. A और R दोनों सत्य हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है
3. A सत्य है लेकिन R असत्य है
4. A असत्य है लेकिन R सत्य है
उत्तर
D. A असत्य है लेकिन R सत्य है
E और B समान कला में होते हैं। कथन R सत्य है।
Assertion (A): In an electromagnetic wave in vacuum, the electric field leads the magnetic field by 90°. Reason (R): The ratio E₀/B₀ equals c.
1. Both A and R are true and R is the correct explanation of A
2. Both A and R are true but R is not the correct explanation of A
3. A is true but R is false
4. A is false but R is true
सूची I को सूची II से सुमेलित कीजिए। सूची I: a. 3 × 10⁸ Hz b. 3 × 10¹⁰ Hz c. 6 × 10¹⁴ Hz d. 3 × 10¹⁸ Hz सूची II: i. 10⁻¹⁰ m ii. 1 m iii. 5 × 10⁻⁷ m iv. 1 cm
1. a-i, b-ii, c-iii, d-iv
2. a-iv, b-ii, c-iii, d-i
3. a-ii, b-iv, c-iii, d-i
4. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
उत्तर
C. a-ii, b-iv, c-iii, d-i
λ = c/f: 1 m (a-ii), 1 cm (b-iv), 5 × 10⁻⁷ m (c-iii), 10⁻¹⁰ m (d-i)। यहाँ c = 3 × 10⁸ m s⁻¹।
Match List I with List II. List I: a. 3 × 10⁸ Hz b. 3 × 10¹⁰ Hz c. 6 × 10¹⁴ Hz d. 3 × 10¹⁸ Hz List II: i. 10⁻¹⁰ m ii. 1 m iii. 5 × 10⁻⁷ m iv. 1 cm
1. a-i, b-ii, c-iii, d-iv
2. a-iv, b-ii, c-iii, d-i
3. a-ii, b-iv, c-iii, d-i
4. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
सूची I को सूची II से सुमेलित कीजिए। सूची I: a. रेडियो तरंगें b. सूक्ष्म तरंगें c. दृश्य प्रकाश d. गामा किरणें सूची II: i. 400 nm से 700 nm ii. 0.1 m से अधिक iii. 0.1 m से 1 mm iv. 10⁻³ nm से कम
1. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
2. a-ii, b-iii, c-i, d-iv
3. a-i, b-ii, c-iii, d-iv
4. a-iii, b-ii, c-i, d-iv
उत्तर
B. a-ii, b-iii, c-i, d-iv
रेडियो: 0.1 m से ऊपर (a-ii)। सूक्ष्म तरंगें: 0.1 m से 1 mm (b-iii)। दृश्य: 400-700 nm (c-i)। गामा: 10⁻³ nm से नीचे (d-iv)।
Match List I with List II. List I: a. Radio waves b. Microwaves c. Visible light d. Gamma rays List II: i. 400 nm to 700 nm ii. greater than 0.1 m iii. 0.1 m to 1 mm iv. less than 10⁻³ nm
1. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
2. a-ii, b-iii, c-i, d-iv
3. a-i, b-ii, c-iii, d-iv
4. a-iii, b-ii, c-i, d-iv
निर्वात में एक विद्युत चुंबकीय तरंग का तरंगदैर्घ्य 3 m है। उसकी आवृत्ति (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹) है
1. 100 MHz
2. 1 GHz
3. 10 MHz
4. 900 MHz
उत्तर
A. 100 MHz
f = c/λ = 3 × 10⁸ / 3 = 10⁸ Hz = 100 MHz।
An electromagnetic wave in vacuum has wavelength 3 m. Its frequency (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹) is
1. 100 MHz
2. 1 GHz
3. 10 MHz
4. 900 MHz
भूमि से 3.6 × 10⁷ m ऊँचाई पर स्थित भूस्थैतिक उपग्रह को एक रेडियो संकेत भेजा जाता है और परावर्तन के बाद संकेत भूमि पर वापस प्राप्त होता है (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹)। ऊपर और नीचे के पथ में लगा समय है
1. 0.24 s
2. 2.4 s
3. 0.48 s
4. 0.12 s
उत्तर
A. 0.24 s
दूरी = 2 × 3.6 × 10⁷ = 7.2 × 10⁷ m। t = 7.2 × 10⁷ / 3 × 10⁸ = 0.24 s।
A radio signal is sent from the ground to a geostationary satellite at a height of 3.6 × 10⁷ m and the signal is received back on the ground after reflection (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹). The time taken, for the path up and down, is
1. 0.24 s
2. 2.4 s
3. 0.48 s
4. 0.12 s
LASIK नेत्र शल्य चिकित्सा में कौन-सा विकिरण प्रयुक्त होता है?
1. अवरक्त किरणें
2. पराबैंगनी किरणें
3. X-किरणें
4. सूक्ष्म तरंगें
उत्तर
B. पराबैंगनी किरणें
LASIK शल्य चिकित्सा में कॉर्निया का आकार ठीक करने के लिए पराबैंगनी विकिरण प्रयुक्त होता है।
Which radiation is used in LASIK eye surgery?
1. Infrared rays
2. Ultraviolet rays
3. X-rays
4. Microwaves
निर्वात में एक समतल विद्युत चुंबकीय तरंग की तीव्रता 2 W m⁻² है। उसके विद्युत क्षेत्र का आयाम 3 गुना कर दिया जाता है। नई तीव्रता है
1. 54 W m⁻²
2. 9 W m⁻²
3. 18 W m⁻²
4. 6 W m⁻²
उत्तर
C. 18 W m⁻²
I = ½ε₀cE₀² ∝ E₀²। I′ = 2 × 3² = 18 W m⁻²।
The intensity of a plane electromagnetic wave in vacuum is 2 W m⁻². The amplitude of its electric field is made 3 times larger. The new intensity is
1. 54 W m⁻²
2. 9 W m⁻²
3. 18 W m⁻²
4. 6 W m⁻²
2 m² क्षेत्रफल की एक पूर्णतः अवशोषक पट्टिका 300 W m⁻² तीव्रता के किरण पुंज के अभिलंबवत रखी है। 10 s में उसे दिया गया संवेग (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹) है
1. 1.8 × 10¹² kg m s⁻¹
2. 2 × 10⁻⁶ kg m s⁻¹
3. 4 × 10⁻⁵ kg m s⁻¹
4. 2 × 10⁻⁵ kg m s⁻¹
उत्तर
D. 2 × 10⁻⁵ kg m s⁻¹
ऊर्जा U = 300 × 2 × 10 = 6000 J। p = U/c = 6000 / 3 × 10⁸ = 2 × 10⁻⁵ kg m s⁻¹। परावर्तन होने पर यह 4 × 10⁻⁵ होता, परंतु यह पट्टिका अवशोषित करती है।
A perfectly absorbing plate of area 2 m² is placed normal to a beam of intensity 300 W m⁻². The momentum delivered to it in 10 s (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹) is
1. 1.8 × 10¹² kg m s⁻¹
2. 2 × 10⁻⁶ kg m s⁻¹
3. 4 × 10⁻⁵ kg m s⁻¹
4. 2 × 10⁻⁵ kg m s⁻¹
निर्वात में विद्युत चुंबकीय तरंग में विद्युत क्षेत्र से संबद्ध ऊर्जा घनत्व, चुंबकीय क्षेत्र के ऊर्जा घनत्व की तुलना में है
1. दोगुना
2. c गुना
3. बराबर
4. आधा
उत्तर
C. बराबर
E = cB और c² = 1/(μ₀ε₀) का उपयोग करने पर ½ε₀E² = B²/(2μ₀)। दोनों ऊर्जा घनत्व बराबर हैं।
In an electromagnetic wave in vacuum, the energy density associated with the electric field, compared with that of the magnetic field, is
1. twice as large
2. c times as large
3. equal
4. half as large
एक विद्युत चुंबकीय तरंग में विद्युत क्षेत्र +y के अनुदिश और चुंबकीय क्षेत्र +z के अनुदिश है। तरंग किसके अनुदिश गमन करती है?
1. +z
2. +x
3. +y
4. −x
उत्तर
B. +x
गमन की दिशा E × B के अनुदिश होती है। ŷ × ẑ = +x̂।
In an electromagnetic wave, the electric field is along +y and the magnetic field is along +z. The wave travels along
1. +z
2. +x
3. +y
4. −x
निर्वात में 6 × 10¹⁴ Hz आवृत्ति की विद्युत चुंबकीय तरंग का तरंगदैर्घ्य (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹) है
1. 5 × 10⁻⁷ m
2. 5 × 10⁻⁶ m
3. 2 × 10⁶ m
4. 1.8 × 10²³ m
उत्तर
A. 5 × 10⁻⁷ m
λ = c/f = 3 × 10⁸ / 6 × 10¹⁴ = 5 × 10⁻⁷ m = 500 nm, जो हरा प्रकाश है।
The wavelength of an electromagnetic wave of frequency 6 × 10¹⁴ Hz in vacuum (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹) is
1. 5 × 10⁻⁷ m
2. 5 × 10⁻⁶ m
3. 2 × 10⁶ m
4. 1.8 × 10²³ m
यदि दूरी 1.5 × 10¹¹ m है (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹), तो सूर्य का प्रकाश पृथ्वी तक पहुँचने में लगभग कितना समय लेता है?
1. 1500 s
2. 5000 s
3. 50 s
4. 500 s
उत्तर
D. 500 s
t = d/c = 1.5 × 10¹¹ / 3 × 10⁸ = 500 s, लगभग 8 मिनट 20 सेकंड।
Light from the Sun takes about how long to reach the Earth, if the distance is 1.5 × 10¹¹ m (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹)?
1. 1500 s
2. 5000 s
3. 50 s
4. 500 s
विद्युत चुंबकीय स्पेक्ट्रम के किस भाग का तरंगदैर्घ्य सबसे कम है?
1. गामा किरणें
2. सूक्ष्म तरंगें
3. पराबैंगनी किरणें
4. X-किरणें
उत्तर
A. गामा किरणें
आवृत्ति बढ़ने पर तरंगदैर्घ्य घटता है। गामा किरणों की आवृत्ति सबसे अधिक है, अतः तरंगदैर्घ्य सबसे कम।
Which part of the electromagnetic spectrum has the shortest wavelength?
1. Gamma rays
2. Microwaves
3. Ultraviolet rays
4. X-rays
अभिकथन (A): आवेशित होते संधारित्र की पट्टिकाओं के बीच विस्थापन धारा होती है, यद्यपि अंतराल में कोई आवेश नहीं जाता। कारण (R): परिवर्ती विद्युत फ्लक्स चालन धारा की भाँति ही चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है।
1. A और R दोनों सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है
2. A और R दोनों सत्य हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है
3. A सत्य है लेकिन R असत्य है
4. A असत्य है लेकिन R सत्य है
उत्तर
A. A और R दोनों सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है
Id = ε₀dΦE/dt का चुंबकीय प्रभाव धारा के समान होता है।
Assertion (A): A displacement current exists between the plates of a charging capacitor although no charge crosses the gap. Reason (R): A changing electric flux produces a magnetic field in the same way as a conduction current.
1. Both A and R are true and R is the correct explanation of A
2. Both A and R are true but R is not the correct explanation of A
3. A is true but R is false
4. A is false but R is true
नीचे दो कथन दिए गए हैं: कथन I: निर्वात में विद्युत चुंबकीय तरंग के विद्युत क्षेत्र का ऊर्जा घनत्व चुंबकीय क्षेत्र के ऊर्जा घनत्व के बराबर होता है। कथन II: तरंग का औसत कुल ऊर्जा घनत्व ½ε₀E₀² है।
1. कथन I और कथन II दोनों सही हैं
2. कथन I और कथन II दोनों गलत हैं
3. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है
4. कथन I गलत है लेकिन कथन II सही है
उत्तर
A. कथन I और कथन II दोनों सही हैं
uE = uB, E = cB से प्राप्त होता है। समय पर औसत लेने पर इनका योग ½ε₀E₀² होता है।
Given below are two statements: Statement I: In vacuum, the energy density of the electric field of an electromagnetic wave equals that of the magnetic field. Statement II: The average total energy density of the wave is ½ε₀E₀².
1. Both Statement I and Statement II are correct
2. Both Statement I and Statement II are incorrect
3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
4. Statement I is incorrect but Statement II is correct
निर्वात में एक विद्युत चुंबकीय तरंग के चुंबकीय क्षेत्र का आयाम 1.5 × 10⁻⁸ T है। विद्युत क्षेत्र का आयाम (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹) है
1. 45 V m⁻¹
2. 4.5 V m⁻¹
3. 0.45 V m⁻¹
4. 5 × 10⁻¹⁷ V m⁻¹
उत्तर
B. 4.5 V m⁻¹
E₀ = cB₀ = 3 × 10⁸ × 1.5 × 10⁻⁸ = 4.5 V m⁻¹।
The magnetic field amplitude of an electromagnetic wave in vacuum is 1.5 × 10⁻⁸ T. The electric field amplitude (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹) is
1. 45 V m⁻¹
2. 4.5 V m⁻¹
3. 0.45 V m⁻¹
4. 5 × 10⁻¹⁷ V m⁻¹
निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं? 1. विद्युत चुंबकीय तरंगें चुंबकीय क्षेत्र से विक्षेपित होती हैं। 2. प्रकाश एक विद्युत चुंबकीय तरंग है। 3. विद्युत चुंबकीय तरंगें संवेग ले जाती हैं।
1. 1 और 2 केवल
2. 2 और 3 केवल
3. 1 और 3 केवल
4. 1, 2 और 3
उत्तर
B. 2 और 3 केवल
तरंगें आवेश नहीं ले जातीं और विक्षेपित नहीं होतीं। प्रकाश विद्युत चुंबकीय तरंग है और संवेग p = U/c है।
Which of the following statements are correct? 1. Electromagnetic waves are deflected by a magnetic field. 2. Light is an electromagnetic wave. 3. Electromagnetic waves carry momentum.
1. 1 and 2 only
2. 2 and 3 only
3. 1 and 3 only
4. 1, 2 and 3
निर्वात में एक तरंग का विद्युत क्षेत्र Ey = 90 sin(2πx − 6π × 10⁸ t) V m⁻¹ है (x मीटर में, t सेकंड में; c = 3 × 10⁸ m s⁻¹)। उसका तरंगदैर्घ्य और चुंबकीय क्षेत्र का आयाम हैं
1. 0.5 m और 6 × 10⁻⁷ T
2. 2π m और 3 × 10⁻⁷ T
3. 1 m और 3 × 10⁻⁷ T
4. 1 m और 2.7 × 10¹⁰ T
उत्तर
C. 1 m और 3 × 10⁻⁷ T
k = 2π से λ = 2π/k = 1 m। B₀ = E₀/c = 90/(3 × 10⁸) = 3 × 10⁻⁷ T। जाँच: ω/k = 6π × 10⁸/2π = 3 × 10⁸ m s⁻¹ = c।
The electric field of a wave in vacuum is Ey = 90 sin(2πx − 6π × 10⁸ t) V m⁻¹ (x in metre, t in second; c = 3 × 10⁸ m s⁻¹). Its wavelength and the amplitude of its magnetic field are
1. 0.5 m and 6 × 10⁻⁷ T
2. 2π m and 3 × 10⁻⁷ T
3. 1 m and 3 × 10⁻⁷ T
4. 1 m and 2.7 × 10¹⁰ T
नीचे दो कथन दिए गए हैं: कथन I: विस्थापन धारा परिवर्ती विद्युत क्षेत्र से उत्पन्न होती है। कथन II: विस्थापन धारा केवल चालक तारों में होती है।
1. कथन I और कथन II दोनों सही हैं
2. कथन I और कथन II दोनों गलत हैं
3. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है
4. कथन I गलत है लेकिन कथन II सही है
उत्तर
C. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है
Id = ε₀dΦE/dt वहाँ होती है जहाँ भी विद्युत फ्लक्स बदलता है, निर्वात में भी।
Given below are two statements: Statement I: Displacement current is produced by a changing electric field. Statement II: Displacement current exists only in conducting wires.
1. Both Statement I and Statement II are correct
2. Both Statement I and Statement II are incorrect
3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
4. Statement I is incorrect but Statement II is correct
नीचे दो कथन दिए गए हैं: कथन I: सूक्ष्म तरंगें रडार प्रणालियों में प्रयुक्त होती हैं। कथन II: सूक्ष्म तरंगों का तरंगदैर्घ्य दृश्य प्रकाश से कम होता है।
1. कथन I और कथन II दोनों सही हैं
2. कथन I और कथन II दोनों गलत हैं
3. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है
4. कथन I गलत है लेकिन कथन II सही है
उत्तर
C. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है
सूक्ष्म तरंगों (1 mm से 0.1 m) का तरंगदैर्घ्य दृश्य प्रकाश (400–700 nm) से अधिक होता है, अतः कथन II गलत है।
Given below are two statements: Statement I: Microwaves are used in radar systems. Statement II: Microwaves have shorter wavelength than visible light.
1. Both Statement I and Statement II are correct
2. Both Statement I and Statement II are incorrect
3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
4. Statement I is incorrect but Statement II is correct
सूची I को सूची II से सुमेलित कीजिए। सूची I: a. रेडियो तरंगें b. सूक्ष्म तरंगें c. X-किरणें d. गामा किरणें सूची II: i. क्लाइस्ट्रॉन या मैग्नेट्रॉन वाल्व ii. दोलायमान विद्युत परिपथ iii. धातु लक्ष्य से टकराते उच्च ऊर्जा इलेक्ट्रॉन iv. रेडियोएक्टिव नाभिक
1. a-ii, b-i, c-iv, d-iii
2. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
3. a-iii, b-i, c-ii, d-iv
4. a-i, b-ii, c-iii, d-iv
उत्तर
B. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
रेडियो तरंगें: दोलायमान परिपथ (a-ii)। सूक्ष्म तरंगें: क्लाइस्ट्रॉन/मैग्नेट्रॉन (b-i)। X-किरणें: धातु लक्ष्य पर इलेक्ट्रॉन (c-iii)। गामा: नाभिक (d-iv)।
Match List I with List II. List I: a. Radio waves b. Microwaves c. X-rays d. Gamma rays List II: i. Klystron or magnetron valve ii. Oscillating electric circuits iii. High-energy electrons striking a metal target iv. Radioactive nuclei
1. a-ii, b-i, c-iv, d-iii
2. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
3. a-iii, b-i, c-ii, d-iv
4. a-i, b-ii, c-iii, d-iv
नीचे दो कथन दिए गए हैं: कथन I: जब उच्च ऊर्जा इलेक्ट्रॉन धातु लक्ष्य से टकराते हैं तो X-किरणें उत्पन्न होती हैं। कथन II: गामा किरणें रेडियोएक्टिव नाभिकों द्वारा उत्सर्जित होती हैं।
1. कथन I और कथन II दोनों सही हैं
2. कथन I और कथन II दोनों गलत हैं
3. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है
4. कथन I गलत है लेकिन कथन II सही है
उत्तर
A. कथन I और कथन II दोनों सही हैं
दोनों उत्पादन की मानक विधियाँ हैं।
Given below are two statements: Statement I: X-rays are produced when high-energy electrons strike a metal target. Statement II: Gamma rays are emitted by radioactive nuclei.
1. Both Statement I and Statement II are correct
2. Both Statement I and Statement II are incorrect
3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
4. Statement I is incorrect but Statement II is correct
सूची I को सूची II से सुमेलित कीजिए। सूची I: a. विद्युत क्षेत्र का ऊर्जा घनत्व b. अनुपात E₀/B₀ c. गमन की दिशा d. E और B के बीच कलांतर सूची II: i. E × B के अनुदिश ii. c iii. ½ε₀E² iv. शून्य
1. a-iii, b-i, c-ii, d-iv
2. a-i, b-ii, c-iii, d-iv
3. a-ii, b-iii, c-i, d-iv
4. a-iii, b-ii, c-i, d-iv
उत्तर
D. a-iii, b-ii, c-i, d-iv
a-iii, b-ii, c-i, d-iv।
Match List I with List II. List I: a. Energy density of the electric field b. Ratio E₀/B₀ c. Direction of travel d. Phase difference between E and B List II: i. Along E × B ii. c iii. ½ε₀E² iv. Zero
1. a-iii, b-i, c-ii, d-iv
2. a-i, b-ii, c-iii, d-iv
3. a-ii, b-iii, c-i, d-iv
4. a-iii, b-ii, c-i, d-iv
2 μF के एक संधारित्र को इस प्रकार आवेशित किया जाता है कि उसके सिरों के बीच वोल्टता 5 V s⁻¹ की नियत दर से बढ़ती है। पट्टिकाओं के बीच विस्थापन धारा है
1. 2.5 μA
2. 0.4 μA
3. 10 mA
4. 10 μA
उत्तर
D. 10 μA
Id = i = dq/dt = C dV/dt = 2 × 10⁻⁶ × 5 = 10 × 10⁻⁶ A = 10 μA।
A 2 μF capacitor is charged so that the voltage across it rises at a steady rate of 5 V s⁻¹. The displacement current between the plates is
1. 2.5 μA
2. 0.4 μA
3. 10 mA
4. 10 μA
निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं? 1. पराबैंगनी किरणों का उपयोग जल में जीवाणुओं को मारने के लिए किया जा सकता है। 2. अवरक्त विकिरण तप्त वस्तुओं द्वारा उत्सर्जित होता है। 3. जब तीव्र इलेक्ट्रॉन धातु लक्ष्य से टकराते हैं तो रेडियो तरंगें उत्पन्न होती हैं।
1. 1 और 2 केवल
2. 2 और 3 केवल
3. 1 और 3 केवल
4. 1, 2 और 3
उत्तर
A. 1 और 2 केवल
रेडियो तरंगें दोलायमान परिपथों से आती हैं। X-किरणें धातु लक्ष्य से टकराते इलेक्ट्रॉनों से उत्पन्न होती हैं।
Which of the following statements are correct? 1. Ultraviolet rays can be used to kill germs in water. 2. Infrared radiation is emitted by hot bodies. 3. Radio waves are produced when fast electrons strike a metal target.
1. 1 and 2 only
2. 2 and 3 only
3. 1 and 3 only
4. 1, 2 and 3
अभिकथन (A): जल युक्त भोजन माइक्रोवेव ओवन में गर्म होता है। कारण (R): काँच और चीनी मिट्टी के बर्तन सूक्ष्म तरंगों को प्रबलता से अवशोषित करते हैं और ऊष्मा भोजन को देते हैं।
1. A और R दोनों सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है
2. A और R दोनों सत्य हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है
3. A सत्य है लेकिन R असत्य है
4. A असत्य है लेकिन R सत्य है
उत्तर
C. A सत्य है लेकिन R असत्य है
बर्तन सामान्यतः बहुत कम अवशोषित करता है; जल के अणु अनुनाद द्वारा अवशोषित करते हैं।
Assertion (A): Food containing water is heated in a microwave oven. Reason (R): Glass and ceramic containers absorb microwaves strongly and pass the heat to the food.
1. Both A and R are true and R is the correct explanation of A
2. Both A and R are true but R is not the correct explanation of A
3. A is true but R is false
4. A is false but R is true
अभिकथन (A): विद्युत चुंबकीय तरंगें विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र से विक्षेपित नहीं होतीं। कारण (R): विद्युत चुंबकीय तरंगें कोई विद्युत आवेश नहीं ले जातीं।
1. A और R दोनों सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है
2. A और R दोनों सत्य हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है
3. A सत्य है लेकिन R असत्य है
4. A असत्य है लेकिन R सत्य है
उत्तर
A. A और R दोनों सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है
तरंग पर बल लगने के लिए आवेश आवश्यक है। तरंगों में आवेश नहीं होता।
Assertion (A): Electromagnetic waves are not deflected by electric or magnetic fields. Reason (R): Electromagnetic waves carry no electric charge.
1. Both A and R are true and R is the correct explanation of A
2. Both A and R are true but R is not the correct explanation of A
3. A is true but R is false
4. A is false but R is true
निर्वात में एक तरंग के विद्युत क्षेत्र का आयाम 100 V m⁻¹ है। ε₀ = 9 × 10⁻¹² C² N⁻¹ m⁻² लेने पर तरंग का औसत कुल ऊर्जा घनत्व है
1. 2.25 × 10⁻⁸ J m⁻³
2. 4.5 × 10⁻⁸ J m⁻³
3. 9 × 10⁻⁸ J m⁻³
4. 4.5 × 10⁻⁶ J m⁻³
उत्तर
B. 4.5 × 10⁻⁸ J m⁻³
u = ½ε₀E₀² = 0.5 × 9 × 10⁻¹² × 10⁴ = 4.5 × 10⁻⁸ J m⁻³। इसका आधा E में और आधा B में होता है।
The electric field amplitude of a wave in vacuum is 100 V m⁻¹. Taking ε₀ = 9 × 10⁻¹² C² N⁻¹ m⁻², the average total energy density of the wave is
1. 2.25 × 10⁻⁸ J m⁻³
2. 4.5 × 10⁻⁸ J m⁻³
3. 9 × 10⁻⁸ J m⁻³
4. 4.5 × 10⁻⁶ J m⁻³
निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं? 1. त्वरित आवेश विद्युत चुंबकीय तरंगें विकिरित करता है। 2. तरंग के गमन की दिशा E × B के अनुदिश होती है। 3. निर्वात में c = 1/√(μ₀ε₀)।
1. 1 और 2 केवल
2. 2 और 3 केवल
3. 1 और 3 केवल
4. 1, 2 और 3
उत्तर
D. 1, 2 और 3
तीनों मानक परिणाम हैं।
Which of the following statements are correct? 1. An accelerated charge radiates electromagnetic waves. 2. The direction of travel of the wave is along E × B. 3. In vacuum c = 1/√(μ₀ε₀).
1. 1 and 2 only
2. 2 and 3 only
3. 1 and 3 only
4. 1, 2 and 3
नीचे दो कथन दिए गए हैं: कथन I: पराबैंगनी विकिरण का तरंगदैर्घ्य अवरक्त विकिरण से अधिक होता है। कथन II: ओज़ोन परत सूर्य के अवरक्त विकिरण के अधिकांश भाग को अवशोषित करती है।
1. कथन I और कथन II दोनों सही हैं
2. कथन I और कथन II दोनों गलत हैं
3. कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है
4. कथन I गलत है लेकिन कथन II सही है
उत्तर
B. कथन I और कथन II दोनों गलत हैं
UV का तरंगदैर्घ्य IR से कम होता है। ओज़ोन परत पराबैंगनी को अवशोषित करती है, अवरक्त को नहीं।
Given below are two statements: Statement I: The wavelength of ultraviolet radiation is longer than that of infrared radiation. Statement II: The ozone layer absorbs most of the infrared radiation from the Sun.
1. Both Statement I and Statement II are correct
2. Both Statement I and Statement II are incorrect
3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
4. Statement I is incorrect but Statement II is correct
ग्रीनहाउस प्रभाव के लिए मुख्य रूप से उत्तरदायी विकिरण है
1. X-किरणें
2. पराबैंगनी विकिरण
3. अवरक्त विकिरण
4. सूक्ष्म तरंगें
उत्तर
C. अवरक्त विकिरण
पृथ्वी अवशोषित ऊर्जा को अवरक्त विकिरण के रूप में पुनः उत्सर्जित करती है। ग्रीनहाउस गैसें और वायुमंडल उसे रोक लेते हैं और पृथ्वी को गर्म रखते हैं।
The radiation that is mainly responsible for the greenhouse effect is
1. X-rays
2. ultraviolet radiation
3. infrared radiation
4. microwaves
अभिकथन (A): विद्युत चुंबकीय तरंगें निर्वात में गमन कर सकती हैं। कारण (R): विद्युत चुंबकीय तरंगें अनुप्रस्थ होती हैं।
1. A और R दोनों सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है
2. A और R दोनों सत्य हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है
3. A सत्य है लेकिन R असत्य है
4. A असत्य है लेकिन R सत्य है
उत्तर
B. A और R दोनों सत्य हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है
वे निर्वात में इसलिए चलती हैं क्योंकि परिवर्ती E और B एक-दूसरे को बनाए रखते हैं। अनुप्रस्थ होना इसकी व्याख्या नहीं करता, क्योंकि डोरी पर अनुप्रस्थ तरंगों को माध्यम चाहिए।
Assertion (A): Electromagnetic waves can travel through vacuum. Reason (R): Electromagnetic waves are transverse.
1. Both A and R are true and R is the correct explanation of A
2. Both A and R are true but R is not the correct explanation of A
3. A is true but R is false
4. A is false but R is true
अभिकथन (A): विद्युत चुंबकीय स्पेक्ट्रम में गामा किरणों की भेदन क्षमता सबसे अधिक होती है। कारण (R): गामा किरणें रेडियोएक्टिव नाभिकों द्वारा उत्सर्जित होती हैं।
1. A और R दोनों सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है
2. A और R दोनों सत्य हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है
3. A सत्य है लेकिन R असत्य है
4. A असत्य है लेकिन R सत्य है
उत्तर
B. A और R दोनों सत्य हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है
भेदन क्षमता उनकी अत्यंत उच्च आवृत्ति और ऊर्जा पर निर्भर करती है, इस पर नहीं कि नाभिक उन्हें उत्सर्जित करते हैं।
Assertion (A): Gamma rays are the most penetrating part of the electromagnetic spectrum. Reason (R): Gamma rays are emitted by radioactive nuclei.
1. Both A and R are true and R is the correct explanation of A
2. Both A and R are true but R is not the correct explanation of A
3. A is true but R is false
4. A is false but R is true
प्रयोगशाला में विद्युत चुंबकीय तरंगें सबसे पहले किसने उत्पन्न और संसूचित कीं?
1. मैक्सवेल
2. ऑर्स्टेड
3. हर्ट्ज़
4. फैराडे
उत्तर
C. हर्ट्ज़
मैक्सवेल ने तरंगों की भविष्यवाणी की। हर्ट्ज़ ने 1887 में उन्हें उत्पन्न और संसूचित किया।
Who first produced and detected electromagnetic waves in the laboratory?
1. Maxwell
2. Oersted
3. Hertz
4. Faraday
जब विद्युत क्षेत्र का आयाम 60 V m⁻¹ है, तब निर्वात में विद्युत चुंबकीय तरंग के चुंबकीय क्षेत्र का आयाम (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹) है
1. 1.8 × 10¹⁰ T
2. 2 × 10⁷ T
3. 5 × 10⁶ T
4. 2 × 10⁻⁷ T
उत्तर
D. 2 × 10⁻⁷ T
B₀ = E₀/c = 60/(3 × 10⁸) = 2 × 10⁻⁷ T। मात्रक से जाँच: V m⁻¹ को m s⁻¹ से भाग देने पर T मिलता है।
A magnetic field amplitude of an electromagnetic wave in vacuum when the electric field amplitude is 60 V m⁻¹ (c = 3 × 10⁸ m s⁻¹) is
1. 1.8 × 10¹⁰ T
2. 2 × 10⁷ T
3. 5 × 10⁶ T
4. 2 × 10⁻⁷ T

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