Atoms MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Atoms - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

गणना:

डिस्क तत्व का आवेश है

dq = ρ2πr²sinθ dθ dr

चक्रण का समय dt = 2π/ω है

आवेश होगा I = dq / dt = ρωr2sinθ dθ dr

चुंबकीय आघूर्ण होगा m = ∫ I da= ∫ ρωr2sinθ dθ dr π(r²sinθ²)

⇒ ρπω ∫r4sin³θ dθ dr

⇒ m = QωR² / 5 (ρ = 4Q / (3πR³))

गोले का कोणीय संवेग है

L= I ω = 2/5 MR²ω

इस प्रकार अनुपात है m/L = Q/ 2M

सही विकल्प: (3) r ∝ n^2/3, v ∝ n^1/3 है। 

दिया गया है, बल नियत है

F = mv² / r

⇒ v² / r = नियतांक

⇒ r ∝ v² ...(1)

L = mvr = nh / 2π ...(2)

समीकरण (1) और समीकरण (2) को हल करने पर:

v ∝ n^1/3 और r ∝ n^2/3

कथन I: परमाणु विद्युत रूप से उदासीन होते हैं क्योंकि उनमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या बराबर होती है।

कथन II: प्रत्येक तत्व के परमाणु स्थिर होते हैं और अपना विशिष्ट स्पेक्ट्रम उत्सर्जित करते हैं।

सही उत्तर विकल्प 3 है। 

स्पष्टीकरण:

कथन I सही है क्योंकि परमाणु विद्युत रूप से उदासीन होते हैं क्योंकि उनमें समान संख्या में प्रोटॉन (धनात्मक आवेश) और इलेक्ट्रॉन (ऋणात्मक आवेश) होते हैं।

कथन II गलत है क्योंकि प्रत्येक तत्व के सभी परमाणु स्वाभाविक रूप से स्थिर नहीं होते हैं; कुछ रेडियोधर्मी और अस्थिर हो सकते हैं।

हालांकि, जब ऊर्जा अवशोषित होती है और फिर से उत्सर्जित होती है तो वे विशिष्ट स्पेक्ट्रम उत्सर्जित करते हैं।

इसलिए, सही विकल्प 3 है, जो बताता है कि कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है।

व्याख्या:

फोटॉन के लिए,

(i) ऊर्जा E = h v ⇒ (कथन A सही है)

(ii) सभी फोटॉन प्रकाश की गति (मुक्त स्थान में c) से यात्रा करते हैं कथन B सही है

(iii) फोटॉन का संवेग। p = hv / c, कथन C सही है।

(iv) फोटॉन-इलेक्ट्रॉन टक्कर में, कुल ऊर्जा और कुल संवेग संरक्षित रहते हैं, कथन D भी सही है।

(v) फोटॉन द्रव्यमान रहित होते हैं और कोई भी आवेश नहीं रखते हैं, कथन E गलत है।

∴ सही विकल्प 2) है

कथन I: परमाणु विद्युत रूप से उदासीन होते हैं क्योंकि उनमें समान संख्या में धनात्मक और ऋणात्मक आवेश होते हैं।

कथन II: प्रत्येक तत्व के परमाणु स्थिर होते हैं और अपना विशिष्ट स्पेक्ट्रम उत्सर्जित करते हैं।

सही उत्तर विकल्प 3 है, स्पष्टीकरण:

कथन I सही है क्योंकि परमाणु विद्युत रूप से उदासीन होते हैं क्योंकि उनमें समान संख्या में प्रोटॉन (धनात्मक आवेश) और इलेक्ट्रॉन (ऋणात्मक आवेश) होते हैं।

कथन II गलत है क्योंकि प्रत्येक तत्व के सभी परमाणु स्वाभाविक रूप से स्थिर नहीं होते हैं; कुछ रेडियोधर्मी और अस्थिर हो सकते हैं।

हालांकि, जब ऊर्जा अवशोषित होती है और फिर से उत्सर्जित होती है तो वे विशिष्ट स्पेक्ट्रम उत्सर्जित करते हैं।

इसलिए, सही विकल्प 3 है, जो बताता है कि कथन I सही है लेकिन कथन II गलत है।

अवधारणा:

• रदरफोर्ड परमाणु मॉडल:
  • उन्होंने बहुत ही पतली सोने की पन्नी पर अल्फा कणों के पुंज की बमबारी की थी।
  • बमबारी करते समय उन्होने कणों के विक्षेपण की संख्या का अवलोकन किया-
    • अधिकांश कण या तो बिना-विचलन से या बहुत कम विचलन के साथ गुजरे
    • कुछ कण बड़े कोणों पर विचलित हुए
    • 8000 में से 1, 90° से अधिक के कोण पर विक्षेपित हुआ

• इस विक्षेपण का निष्कर्ष है:
  • परमाणु का अधिकांश स्थान खाली है।
  • परमाणु के केंद्र में एक छोटा धनात्मक आवेशित कण होता है जिसे नाभिक कहा जाता है।
  • केंद्र नाभिक में एक परमाणु का सारा द्रव्यमान होता हैं।
  • नाभिक में धनात्मक आवेश की मात्रा परमाणु के सभी इलेक्ट्रॉनों पर ऋणात्मक आवेशों की कुल मात्रा के बराबर होती है।
  • सभी इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर घूमते हैं और कूलम्ब बल अभिकेंद्री बल प्रदान करता हैं

व्याख्या:

परमाणु के नाभिक की खोज रदरफोर्ड परमाणु मॉडल द्वारा की गई है। तो विकल्प 3 सही है।

रदरफोर्ड के परमाणु के मॉडल की सीमाएं:

• जैसा कि रदरफोर्ड का मॉडल बताता है कि इलेक्ट्रॉन हमेशा नाभिक के चारों ओर घूमते हैं।
• यांत्रिकी के दृष्टिकोण से यह ठीक है क्योंकि कूलम्ब बल आवश्यक अभिकेंद्री बल प्रदान करता हैं
• लेकिन विद्युतचुम्बकत्व के मैक्सवेल के समीकरण से ज्ञात होता है कि किसी भी त्वरित इलेक्ट्रॉन को लगातार विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उत्सर्जन करना चाहिए।
• यह घूर्णन करने वाला इलेक्ट्रॉन लगातार सभी तापमान पर विकिरण उत्सर्जित करता है।
• इस ऊर्जा खपत के कारण अंततः एक इलेक्ट्रॉन नाभिक पर गिर जाता है।
• लेकिन वास्तविक मामले में हाइड्रोजन बहुत स्थिर है और न ही किसी ऊर्जा का उत्सर्जन करता है।

अवधारणा:

• डी ब्रोगली इलेक्ट्रॉनों की तरंग दैर्ध्य: लुई डी ब्रोगली ने सिद्धांत दिया कि केवल प्रकाश में न तरंग और कण दोनों गुण होते हैं, बल्कि द्रव्यमान वाले कण - जैसे इलेक्ट्रॉन - भी ऐसा करते हैं।
  • भौतिक तरंगों की तरंग दैर्ध्य को डी ब्रोगली तरंगदैर्ध्य के रूप में भी जाना जाता है ।
• इलेक्ट्रॉनों की डी ब्रोगली तरंग दैर्ध्य की गणना कण के संवेग से विभाजित प्लैंक स्थिरांक h से की जा सकती है।

λ = h/p

जहां λ डी ब्रोगली तरंग दैर्ध्य है, h प्लैंक का स्थिरांक है, और p संवेग है।

ऊर्जा के संदर्भ में डी ब्रोगली इलेक्ट्रॉनों की तरंग दैर्ध्य:

$\lambda =\frac{h}{\sqrt{2mE}}$

जहां λ डी ब्रोगली तरंग दैर्ध्य है, h प्लैंक का स्थिरांक है, m एक इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान है, और E इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा है।

• विद्युत स्थितिज ऊर्जा: यदि एक आवेश q को विद्युत विभव V में रखा जाता है तो विद्युत स्थितिज ऊर्जा

U = E = qV

जहाँ U या E विद्युत विभव ऊर्जा है, q आवेश है, और V विद्युत विभव है।

गणना :

$\lambda =\frac{h}{\sqrt{2mE}}$

$\lambda =\frac{h}{\sqrt{2mqV}}$

${\lambda }_1=\frac{h}{\sqrt{2m_p{q}_{p}V}}$

m_p और q_p प्रोटॉन का द्रव्यमान और आवेश है।

${\lambda }_2=\frac{h}{\sqrt{2m_{\alpha }{q}_{\alpha }V}}$

mα और qα अल्फा कण का द्रव्यमान और आवेश है।

$\frac{{\lambda }_1}{{\lambda }_2}=\sqrt{\frac{m_{\alpha }{q}_{\alpha }}{m_p{q}_p}}$

4mp = mα और 2qp = qα

$\frac{{\lambda }_1}{{\lambda }_2}=\sqrt{\frac{4m_{p}2q_p}{m_p{q}_p}}$

$\frac{{\lambda }_1}{{\lambda }_2}=\sqrt{8}$

$\frac{{\lambda }_1}{{\lambda }_2}=2\sqrt{2}$

तो, सही उत्तर विकल्प 1 है।

सही उत्तर परमाणु में उपस्थित खाली जगह है।

संकल्पना:

रदरफोर्ड का परमाणु मॉडल: 

• बौछार करते समय, उन्होने कणों के प्रकीर्णन की संख्या का निरीक्षण किया:
• अधिकांश कण या तो अविचलित होकर या या बहुत छोटे विचलन के साथ और कुछ बहुत कम बड़े कोणों से विचलित हुए।
  • 8000 में से 1 ,90 ° से अधिक विक्षेपित हुए।
• इस विक्षेपण का निष्कर्ष निम्न है:
  • एक परमाणु का अधिकांश स्थान खाली होता है और एक परमाणु के केंद्र में एक छोटा सा धनात्मक आवेशित कण होता है जिसे नाभिक कहते हैं।
  • केंद्र नाभिक में एक परमाणु के सभी द्रव्यमान होते हैं और सभी इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर घूमते हैं और कूलम्ब बल केन्द्राभिमुखी बल प्रदान करते हैं।

स्पष्टीकरण:

• ऊपर से, यह स्पष्ट है कि जब α- कणों को एक पतली धातु की फाॅइल के माध्यम से पारित किया जाता है, तो उनमें से अधिकांश परमाणु में मौजूद खाली स्थान के कारण फाॅइल के माध्यम से सीधे जाते हैं। इसलिए विकल्प 1 सही है।

Additional Information

• रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल की सीमाऐं:
  • जैसा कि रदरफोर्ड का मॉडल बताता है कि इलेक्ट्रॉन हमेशा नाभिक के चारों ओर घूमते हैं।
  • यांत्रिकी के दृष्टिकोण से, यह ठीक है क्योंकि कूलम्ब बल आवश्यक केन्द्राभिमुखी बल प्रदान करता है।
  • लेकिन मैक्सवेल के विद्युत चुंबकत्व के समीकरण के अनुसार, यह परिक्रामी इलेक्ट्रॉन लगातार सभी तापमानों पर विकिरण उत्सर्जित करता है।
  • इस ऊर्जा के कारण अंततः नाभिक पर इलेक्ट्रॉन गिरता है। लेकिन वास्तविक मामले में हाइड्रोजन बहुत स्थिर है और न ही किसी ऊर्जा का उत्सर्जन करता है।

सही उत्‍तर गामा किरणें है।

Key Points 

• गामा किरणें उच्च आवृत्ति वाली विद्युत चुम्बकीय विकिरण हैं।
• अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने उन्हें "गामा किरणें" नाम दिया।
• ये विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र द्वारा विक्षेपित नहीं होते हैं।
• इससे पता चलता है कि उनके पास कोई आवेश नहीं है।
• ये एक्स-रे जैसी विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं।
• इसके फोटॉनों की तरंगदैर्ध्य एक्स-रे से कम होती है।
• यह प्रकाश की चाल से यात्रा करता है।

Additional Information 

• कैथोड किरणें -
  • कैथोड किरणें एक सीधी रेखा में चलती हैं और ये किरणें पदार्थ के छोटे-छोटे कणों से बनी होती हैं।
  • इन किरणों की प्रकृति ऋणात्मक होती है। इसलिए, उन्हें ऋणात्मक कण भी कहा जाता है।
  • ये किरणें चुंबकीय क्षेत्र से प्रभावित होती हैं और ये किरणें फोटोग्राफिक प्लेट को प्रभावित करती हैं।
  • गैसों में से गुजरने पर ये गैसों को आयनित करते हैं।
• अल्फा किरणें -
  • ये धनावेशित कण हैं। इसका प्रतीक 'α' है।
  • यह एक अत्यधिक सक्रिय और ऊर्जावान हीलियम परमाणु है जिसमें दो न्यूट्रॉन और दो प्रोटॉन होते हैं।
  • इसे एक रेडियोसक्रिय परमाणु के नाभिक से छोड़ा जा सकता है।
• बीटा किरणें -
  • ये अत्यंत ऊर्जावान इलेक्ट्रॉन हैं जो आंतरिक नाभिक से निकलते हैं।
  • इनका द्रव्यमान नगण्य होता है तथा आवेश ऋणात्मक होता है।
  • इसे ग्रीक-कैरेक्टर बीटा (β) द्वारा दर्शाया गया है।
  • इन किरणों का उपयोग चिकित्सा अनुप्रयोगों में, जैसे कि नेत्र रोगों के उपचार में किया जाता है।

संकल्पना:

डी ब्रोगली ने यह प्रस्तावित किया कि संवेग p के एक kn के साथ संबंधित तरंगदैर्ध्य λ को निम्न द्वारा ज्ञात किया गया है:

$\lambda =\frac{h}{p}=\frac{h}{mv}$

जहाँ m कण का द्रव्यमान है और c इसकी गति है। प्लैंक स्थिरांक, h = 6.623 × 10^-34 Js,

उपरोक्त समीकरण को डी ब्रोगली संबंध के रूप में जाना जाता है और सामग्री-तरंग के तरंगदैर्ध्य λ को डी ब्रोगली तरंगदैर्ध्य कहा जाता है। 

इसलिए, डी ब्रोगली समीकरण का महत्व इस तथ्य में है कि यह कण की प्रकृति को सामग्री की तरंग प्रकृति से जोड़ता है। 

Important Points

प्लैंक के क्वांटम सिद्धांत के अनुसार फोटॉन की ऊर्जा को E = hν के रूप में वर्णित किया गया है।

आइंस्टीन के द्रव्यमान ऊर्जा संबंध के अनुसार, E = mc²

आवृत्ति v को तरंगदैर्ध्य λ के संदर्भ में निम्न रूप में व्यक्त किया जा सकता है, ν = c/λ 

hν = mc² ⇒ hν/c = mc ⇒ λ = h/mc, (यह समीकरण फोटॉन के लिए लागू होता है।)

गणना:

दिया गया है:

m = 9.11 × 10-31 kg, v = 6 × 107 m/s

$\lambda =\frac{h}{mv}=\frac{6.623\times {10}^{-34}}{9.11\times {10}^{-31}\times 6\times {10}^7}=1.21\times {10}^{-11}m=0.121$ Å

अवधारणा:

डी-ब्रोगली परिकल्पना के अनुसार, कण तरंगों के रूप में व्यवहार करते हैं और इन्हें पदार्थ तरंग कहा जाता है। कण की तरंग दैर्ध्य को डी-ब्रोगली तरंगदैर्ध्य कहा जाता है और इसे निम्न द्वारा दिया जाता है

$\Rightarrow \lambda =\frac{h}{\sqrt{2mKE}}$

जहाँ m = आवेशित कण का द्रव्यमान और KE = गतिज ऊर्जा

गणना:

डी-ब्रोगली तरंग दैर्ध्य को निम्न द्वारा दिया जाता है:

$\Rightarrow \lambda =\frac{h}{\sqrt{2mKE}}$

उपरोक्त समीकरण के दोनों पक्षों का वर्ग करने पर, हमें यह मिलता है:

$\Rightarrow KE=\frac{h^2}{2m{\lambda }^2}$

इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा निम्न द्वारा दी जाती है

$\Rightarrow K{E}_e=\frac{h^2}{2m_e{\lambda }^2}$ -----(1)

प्रोटॉन की गतिज ऊर्जा निम्न द्वारा दी जाती है

$\Rightarrow K{E}_p=\frac{h^2}{2m_p{\lambda }^2}$ -----(2) 

• समीकरण 1 और समीकरण 2 को भाग देने पर:

$\Rightarrow \frac{K{E}_e}{K{E}_p}=\frac{m_p}{m_e}$

जैसा कि हम जानते हैं,

⇒ m_P > m_e

इसलिए, KE_e > KE_p

इसलिए, विकल्प 3 उत्तर है

धारणा:

• जब परमाणुओं में इलेक्ट्रॉन ग्राउंड अवस्था के अलावा अन्य अवस्था में होते हैं तो इसे उत्तेजित अवस्था में परमाणु कहा जाता है।
• उत्तेजित अवस्था में परमाणुओं का जीवनकाल वह अवधि होती है जिसमें इलेक्ट्रॉन अपनी उत्तेजित अवस्था में रहते हैं।
  • एक उत्तेजित अवस्था में परमाणुओं का जीवनकाल क्षय प्रायिकता से व्युत्पन्न एक औसत जीवनकाल है।
• उत्तेजित अवस्था जीवनकाल आमतौर पर कुछ नैनोसेकंड में होता हैं, निकटतम उत्तर 10-8 सेकंड है। तो विकल्प 1 सही है।

ताम्र परमाणु संख्या 29

• आम तौर पर इसमें 29 (2, 8, 18, 1) इलेक्ट्रॉन, 29 प्रोटॉन और 35 न्यूट्रॉन होते हैं।
• यह वर्ग 11 के अंतर्गत आता है।

Important Points

ऑक्सीजन परमाणु संख्या 8

• आम तौर पर इसमें 8 (2, 6) इलेक्ट्रॉन, 8 प्रोटॉन और 8 न्यूट्रॉन होते हैं।
• यह वर्ग 16 (चेल्कोजन समूह) के अंतर्गत आता है।

नाइट्रोजन परमाणु संख्या 7

• आम तौर पर इसमें 7 (2, 5) इलेक्ट्रॉन, 7 प्रोटॉन और 7 न्यूट्रॉन होते हैं।
• यह वर्ग 15 (निक्टोजन समूह) के अंतर्गत आता है।

Additional Informationहाइड्रोजन (H) परमाणु के छोटे से नाभिक में कोई न्यूट्रॉन नहीं होता है।

• इसमें केवल एक इलेक्ट्रॉन (ऋणात्मक आवेश) और एक प्रोटॉन (धनात्मक आवेश) होता है।
• हाइड्रोजन के पहले समस्थानिक जिसे प्रोटियम कहा जाता है उसके परमाणु में कोई न्यूट्रॉन नहीं होते हैं।
• न्यूट्रॉन एक परमाणु में कण होते हैं जिनमें आवेश उदासीन होता है।

सही उत्तर विकल्प 4 है) यानी विच्छेद तरंग दैर्ध्य

अवधारणा:

• X-किरण स्पेक्ट्रम: X-किरण स्पेक्ट्रम को X-किरण विकिरण के ऊर्जा वितरण के रूप में परिभाषित किया गया है।
  • जब X-किरण ट्यूब के अंदर लक्ष्य पदार्थ पर इलेक्ट्रॉनों की घटना विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उत्सर्जन करती है तो X-किरण का उत्पादन होता है।
  • दो प्रकार की X-किरण उत्पन्न होती हैं - अभिलाक्षणिक रेखाएं और निरंतर स्पेक्ट्रम।
  • लक्ष्य पदार्थ के परमाणु के भीतर एक इलेक्ट्रॉन के परिवर्तन के कारण अभिलाक्षणिक रेखाएं उत्पन्न होती हैं।
  • एक सतत स्पेक्ट्रम का उत्पादन इलेक्ट्रॉनों के लक्ष्य से टकराने और अवत्वरित होने के कारण होता है। इसलिए, निरंतर स्पेक्ट्रम में न्यूनतम तरंग दैर्ध्य होता है।
  • X-किरणों का उत्सर्जन तब होता है जब इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा पूरी तरह से फोटॉन ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।

इलेक्ट्रॉन का KE = फोटॉन ऊर्जा

eV = $\frac{hc}{\lambda }$

जहां λ न्यूनतम तरंग दैर्ध्य है।

न्यूनतम तरंग दैर्ध्य एक अत्यधिक ऊर्जावान इलेक्ट्रॉन के कारण उत्सर्जित सबसे ऊर्जावान फोटॉन को इंगित करती है, जो लक्ष्य से टकराता है और टक्कर के तुरंत बाद रुकने के लिए अवत्वरित होता है।

व्याख्या:

• जब लक्ष्य पदार्थ बदलता है

1. X-किरण स्पेक्ट्रा की तीव्रता भिन्न होती है।
2. अभिलाक्षणिक रेखाओं की तरंग दैर्ध्य भिन्न होती है।
3. न्यूनतम तरंग दैर्ध्य या विच्छेद तरंगदैर्ध्य अपरिवर्तित रहता है।

अवधारणा:

द्रव्य तरंगें (डी-ब्रोगली तरंगें ): डी-ब्रोगली के अनुसार एक गतिमान पदार्थ कण कभी तरंग के रूप में और कभी कण के रूप में कार्य करता है।

गतिमान द्रव्य कण के साथ एक तरंग जुड़ी होती है जो इसे हर स्थिति मे नियंत्रित करती है। 

व्याख्या:

डी-ब्रोगली तरंग दैर्ध्य: डी-ब्रोगली सिद्धांत के अनुसार, डे-ब्रोगली तरंग की तरंग दैर्ध्य इस प्रकार होगी-

$\lambda =\frac{h}{p}=\frac{h}{mv}=\frac{h}{\sqrt{2mE}}$

इस प्रकार ,

$\Rightarrow \lambda \propto \frac{1}{p}\propto \frac{1}{v}\propto \frac{1}{\sqrt{E}}$

जहाँ h = प्लांक स्थिरांक, m = कण का द्रव्यमान, v = कण की गति, E = कण की ऊर्जा

ऊपर से यह स्पष्ट है कि इलेक्ट्रॉन की तरंग दैर्ध्य गतिज ऊर्जा के विलोम आनुपातिक है। इसलिए, जब एक इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है, तो संबंधित तरंग की तरंगदैर्घ्य कम हो जाएगी। इसलिए विकल्प 2 सही है।

सबसे छोटी तरंग दैर्ध्य जिसकी माप संभव है वह γ -किरण है।

इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, α -कण, आदि जैसे सूक्ष्म कणों से जुड़ी द्रव्य तरंगों की तरंगदैर्घ्य 10^-10 m के क्रम की है।