Electromagnetic Spectrum Questions in Gujarati

(B) દોલન કરતા ઇલેક્ટ્રોનની આવૃત્તિ $f = 1 \, GHz = 10^9 \, Hz$ છે.
વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટ મુજબ,$10^9 \, Hz$ થી $10^{11} \, Hz$ ની આવૃત્તિ ધરાવતા તરંગોને માઇક્રોવેવ્સ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
જોકે,એક ચોક્કસ આવૃત્તિ પર દોલન કરતો ઇલેક્ટ્રોન એક દોલિત ડાયપોલ તરીકે કાર્ય કરે છે,જે સમાન આવૃત્તિના વિદ્યુતચુંબકીય તરંગોનું ઉત્સર્જન કરે છે.
$1 \, GHz$ એ માઇક્રોવેવ વિસ્તારમાં આવતું હોવાથી,તે માઇક્રોવેવ્સનું ઉત્સર્જન કરે છે. જો આપેલ વિકલ્પોમાં 'આમાંથી કોઈ નહીં' ને સાચો ગણવામાં આવ્યો હોય,તો તે પરમાણુ ઉત્સર્જનના સંદર્ભમાં હોઈ શકે છે,પરંતુ ભૌતિકશાસ્ત્રની દ્રષ્ટિએ તે માઇક્રોવેવ્સ છે.

(A) $X$-કિરણો અને ગેમા કિરણો બંને વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો છે.
વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટમાં,$X$-કિરણોની સરખામણીમાં ગેમા કિરણોની આવૃત્તિ વધારે અને તરંગલંબાઇ ઓછી હોય છે.
તેથી,સામાન્ય રીતે $X$-કિરણોની તરંગલંબાઇ ગેમા કિરણો કરતા વધારે હોય છે.
આમ,સાચું વિધાન એ છે કે $X$-કિરણોની તરંગલંબાઇ ગેમા કિરણો કરતા વધારે હોય છે.

(D) આપેલ તરંગલંબાઈ $\lambda = 10 \mathring A = 10 \times 10^{-10} \, m = 10^{-9} \, m$ છે.
વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટ તરંગલંબાઈના આધારે તરંગોનું વર્ગીકરણ કરે છે. $X$-કિરણો માટે તરંગલંબાઈનો વિસ્તાર સામાન્ય રીતે $0.01 \mathring A$ થી $100 \mathring A$ સુધીનો હોય છે.
આથી,$10 \mathring A$ આ વિસ્તારમાં આવતું હોવાથી,તે $X$-કિરણોને અનુરૂપ છે.

(A) $VHF$ (વેરી હાઈ ફ્રીક્વન્સી) બેન્ડ,જે $30\, MHz$ થી $300\, MHz$ સુધીની આવૃત્તિ શ્રેણી ધરાવે છે,તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ટેલિવિઝન અને રડાર પ્રસારણ માટે થાય છે.
તેથી,ટેલિવિઝન પ્રસારણ માટે યોગ્ય આવૃત્તિ શ્રેણી $30-300\, MHz$ છે.

(C) $300 \,MHz$ થી $3000 \,MHz$ ની આવૃત્તિ શ્રેણીને અલ્ટ્રા હાઈ ફ્રીક્વન્સી $(UHF)$ બેન્ડ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
- હાઈ ફ્રીક્વન્સી $(HF)$ બેન્ડ: $3 \,MHz$ થી $30 \,MHz$.
- વેરી હાઈ ફ્રીક્વન્સી $(VHF)$ બેન્ડ: $30 \,MHz$ થી $300 \,MHz$.
- અલ્ટ્રા હાઈ ફ્રીક્વન્સી $(UHF)$ બેન્ડ: $300 \,MHz$ થી $3000 \,MHz$.
- સુપર હાઈ ફ્રીક્વન્સી $(SHF)$ બેન્ડ: $3000 \,MHz$ થી $30000 \,MHz$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) $2 \ MHz$ થી $30 \ MHz$ ની આવૃત્તિ ધરાવતા વિદ્યુતચુંબકીય તરંગોને શોર્ટ વેવ અથવા હાઇ-ફ્રિકવન્સી $(HF)$ તરંગો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ તરંગો આયનોસ્ફિયર દ્વારા પૃથ્વી પર પાછા પરાવર્તિત થાય છે.
આયનોસ્ફિયર દ્વારા પરાવર્તનની આ ઘટના લાંબા અંતરના સંદેશાવ્યવહારને શક્ય બનાવે છે,જેને સ્કાય વેવ પ્રસરણ કહેવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(b)$ છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
આધુનિક ટેલિકોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમમાં,માઇક્રોવેવનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે લાંબા અંતરના સંદેશાવ્યવહાર,સેટેલાઇટ કોમ્યુનિકેશન અને મોબાઇલ નેટવર્ક માટે થાય છે,કારણ કે તે વાતાવરણમાં પ્રવેશવાની અને મોટી માત્રામાં ડેટા વહન કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.

(D) ફ્લોરોસન્ટ પદાર્થો ટૂંકી તરંગલંબાઇ ધરાવતા પ્રકાશ (જેમ કે $UV$ પ્રકાશ) ને શોષી લેવાનો અને તેને લાંબી તરંગલંબાઇ ધરાવતા પ્રકાશ (દ્રશ્ય પ્રકાશ) તરીકે ફરીથી ઉત્સર્જિત કરવાનો ગુણધર્મ ધરાવે છે.
જ્યારે આંગળીઓની છાપ પર ફ્લોરોસન્ટ પાવડર છાંટવામાં આવે છે,ત્યારે પાવડર આંગળીઓ દ્વારા છોડવામાં આવેલા તેલ અને અવશેષોને ચોંટી જાય છે.
જ્યારે આ કાગળને $Ultraviolet$ પ્રકાશમાં રાખવામાં આવે છે,ત્યારે પાવડર $UV$ કિરણોત્સર્ગને શોષી લે છે અને ફ્લોરોસેન્સ ઉત્પન્ન કરે છે,જેનાથી પૃષ્ઠભૂમિની સામે આંગળીઓની છાપ સ્પષ્ટ દેખાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) દ્રશ્યમાન પ્રકાશનો વર્ણપટ એ વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટનો તે ભાગ છે જે માનવ આંખ જોઈ શકે છે.
તેની તરંગલંબાઈ આશરે $400 \, nm$ ($4 \times 10^{-7} \, m$,જાંબલી) થી $700 \, nm$ ($7 \times 10^{-7} \, m$,લાલ) સુધીની હોય છે.
તરંગલંબાઈ એ સતત ચલ હોવાથી,આ શ્રેણીમાં કોઈપણ બે મૂલ્યો વચ્ચે અનંત સંખ્યામાં તરંગલંબાઈઓ હોઈ શકે છે.

(A) ફોટોનની ઉર્જાનું સૂત્ર $E = \frac{hc}{\lambda}$ છે,જ્યાં $h$ પ્લાન્કનો અચળાંક છે,$c$ પ્રકાશની ગતિ છે અને $\lambda$ તરંગલંબાઇ છે.
આ સંબંધ પરથી,આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે $E \propto \frac{1}{\lambda}$,એટલે કે ઉર્જા એ તરંગલંબાઇના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ઇન્ફ્રારેડ કિરણોની તરંગલંબાઇ દ્રશ્ય પ્રકાશ કરતા વધારે હોય છે. તેથી,ઇન્ફ્રારેડ ફોટોન પાસે દ્રશ્ય પ્રકાશના ફોટોન કરતા ઓછી ઉર્જા હોય છે.
વિધાન $A$ દાવો કરે છે કે ઇન્ફ્રારેડ ફોટોન પાસે દ્રશ્ય પ્રકાશ કરતા વધુ ઉર્જા હોય છે,જે ખોટું છે.
ફોટોગ્રાફિક પ્લેટોને અલ્ટ્રાવાયોલેટ અને ઇન્ફ્રારેડ બંને કિરણો પ્રત્યે સંવેદનશીલ બનાવી શકાય છે,તેથી વિધાન $B$ અને $C$ સાચા છે.
ઇન્ફ્રારેડ કિરણો,દ્રશ્ય પ્રકાશની જેમ,સીધી રેખામાં ગતિ કરે છે અને અપારદર્શક પદાર્થો દ્વારા અવરોધાય છે,તેથી તેઓ પડછાયો પાડી શકે છે,જે વિધાન $D$ ને સાચું બનાવે છે.

(D) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટને તરંગલંબાઈના આધારે ક્રમબદ્ધ કરવામાં આવે છે. આપેલા વિકિરણો માટે તરંગલંબાઈનો ક્રમ $\lambda_{\gamma} < \lambda_{X-ray} < \lambda_{Blue} < \lambda_{Red}$ છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,લાલ પ્રકાશની તરંગલંબાઈ સૌથી લાંબી છે,જ્યારે $\gamma$-કિરણોની તરંગલંબાઈ સૌથી ટૂંકી છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(d)$ છે.

(B) દ્રશ્ય વર્ણપટ એ વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટનો તે ભાગ છે જે માનવ આંખ દ્વારા જોઈ શકાય છે.
તે સામાન્ય રીતે આશરે $3,900\ \mathring A$ (જાંબલી) થી $7,800\ \mathring A$ (લાલ) સુધીનો હોય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(A) ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમનો ઇન્ફ્રારેડ વિસ્તાર દ્રશ્યમાન પ્રકાશના લાલ છેડા ($700 \ nm$ અથવા $7 \times 10^{-5} \ cm$) થી $1 \ mm$ $(0.1 \ cm)$ સુધી વિસ્તરેલો છે.
વિકલ્પોને સેન્ટિમીટરમાં રૂપાંતરિત કરતા:
$A) 10^{-4} \ cm = 1000 \ nm$
$B) 10^{-5} \ cm = 100 \ nm$
$C) 10^{-6} \ cm = 10 \ nm$
$D) 10^{-7} \ cm = 1 \ nm$
આમ,$10^{-4} \ cm$ એ $7 \times 10^{-5} \ cm$ થી $0.1 \ cm$ ની રેન્જમાં આવે છે,તેથી વિકલ્પ $A$ એ ઇન્ફ્રારેડ તરંગલંબાઇનું સાચું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

(A) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટને તરંગલંબાઈના આધારે ક્રમબદ્ધ કરવામાં આવે છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$\gamma$-કિરણોની આવૃત્તિ સૌથી વધુ હોય છે અને તેથી તેમની તરંગલંબાઈ સૌથી ઓછી હોય છે.
તરંગલંબાઈની સરખામણી: $\lambda_{\gamma\text{-rays}} < \lambda_{X\text{-rays}}$.
નોંધો કે $\alpha$-કિરણો અને $\beta$-કિરણો એ કણ વિકિરણો છે (અનુક્રમે હિલિયમ ન્યુક્લિયસ અને ઇલેક્ટ્રોન) અને તે ફોટોનની જેમ વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટનો ભાગ નથી; જોકે,ઉચ્ચ-ઊર્જા ભૌતિકવિજ્ઞાનના સંદર્ભમાં,આપેલા વિકલ્પોમાં $\gamma$-કિરણો સૌથી ઓછી તરંગલંબાઈ ધરાવે છે.

(C) વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો એવા તરંગો છે જે વિદ્યુત ક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેના કંપનને કારણે ઉત્પન્ન થાય છે. ઉષ્મા કિરણો (ઇન્ફ્રારેડ),$\gamma$-કિરણો અને $X$-કિરણો એ બધા વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટના ભાગો છે.
$\beta$-કિરણો એ અમુક પ્રકારના કિરણોત્સર્ગી ન્યુક્લિયસ દ્વારા ઉત્સર્જિત ઉચ્ચ-ઊર્જા ધરાવતા,ઝડપી ઇલેક્ટ્રોન અથવા પોઝિટ્રોનનો પ્રવાહ છે. તેઓ વીજભારિત કણો (દ્રવ્ય) નો પ્રવાહ હોવાથી,તેઓ વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો નથી.

(A) સ્ટ્રેટોસ્ફિયર અથવા "સારા ઓઝોન" નું સ્તર પૃથ્વીથી લગભગ $6$ થી $30$ માઇલ ઉપર સુધી વિસ્તરેલું છે અને તે સૂર્યના હાનિકારક અલ્ટ્રાવાયોલેટ $(UV)$ કિરણોથી પૃથ્વી પરના જીવનનું રક્ષણ કરે છે.
સ્ટ્રેટોસ્ફેરિક ઓઝોન કુદરતી રીતે સૂર્યના અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ (સૂર્યપ્રકાશ) અને ઓક્સિજનના અણુઓ વચ્ચેની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા બને છે, જે વાતાવરણના $21\%$ ભાગ બનાવે છે.
તેથી, સાચો જવાબ 'સ્ટ્રેટોસ્ફિયર' છે.

(B) પૃથ્વીના સ્ટ્રેટોસ્ફિયર (સમતાપાવરણ) માં આવેલું ઓઝોન સ્તર એક રક્ષણાત્મક કવચ તરીકે કાર્ય કરે છે.
તે સૂર્ય દ્વારા ઉત્સર્જિત હાનિકારક $UV$ (અલ્ટ્રાવાયોલેટ) કિરણોના મોટા ભાગનું શોષણ કરે છે.
આ શોષણ ઉચ્ચ ઉર્જા ધરાવતા $UV$ કિરણોને પૃથ્વીની સપાટી સુધી પહોંચતા અટકાવે છે,જેનાથી સજીવોને ત્વચાના કેન્સર અને મોતિયા જેવી સંભવિત નુકસાનકારક અસરોથી બચાવે છે.

(D) વિદ્યુતચુંબકીય તરંગોની આવૃત્તિ નીચેના ક્રમમાં વધે છે: રેડિયો તરંગો < ઇન્ફ્રારેડ < દ્રશ્ય < અલ્ટ્રાવાયોલેટ < $X$-કિરણો < $\gamma$-કિરણો.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાં $\gamma$-કિરણો સૌથી વધુ આવૃત્તિ ધરાવે છે.
સાચો ક્રમ છે: $\nu_{\gamma\text{-rays}} > \nu_{\text{visible}} > \nu_{\text{infrared}} > \nu_{\text{radio waves}}$.

(D) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટને આવૃત્તિના વધતા ક્રમમાં અને તરંગલંબાઈના ઘટતા ક્રમમાં ગોઠવવામાં આવે છે. આપેલા તરંગો માટે તરંગલંબાઈનો ક્રમ આ મુજબ છે: $\lambda_{\text{Radio waves}} > \lambda_{I.R. \text{ rays}} > \lambda_{UV \text{ rays}} > \lambda_{X\text{-rays}}$.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી રેડિયો તરંગોની તરંગલંબાઈ મહત્તમ છે.

(D) ઓઝોન હોલ એટલે સ્ટ્રેટોસ્ફિયર (સમતાપાવરણ) માં ઓઝોન $(O_3)$ ના સ્તરનું નોંધપાત્ર ઘટાડો અથવા પાતળું થવું. આ ઘટના મુખ્યત્વે ક્લોરોફ્લોરોકાર્બન $(CFCs)$ જેવા વાયુઓના વાતાવરણમાં મુક્ત થવાને કારણે થાય છે.

(C) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટમાં રેડિયો તરંગો,માઇક્રોવેવ્ઝ,ઇન્ફ્રારેડ તરંગો,દ્રશ્ય પ્રકાશ,અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો,$X$-કિરણો અને $\gamma$-કિરણોનો સમાવેશ થાય છે. $\alpha$-કિરણો હિલિયમ ન્યુક્લિયસ (કણો) ના બનેલા હોય છે અને તે વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો નથી. તેથી,$\alpha$-કિરણો વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટનો ભાગ નથી.

(A) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટને વધતી તરંગલંબાઈ અથવા ઘટતી આવૃત્તિના ક્રમમાં ગોઠવવામાં આવે છે. આ વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો માટે આવૃત્તિનો ક્રમ નીચે મુજબ છે: $\nu_{\gamma-rays} > \nu_{X-rays} > \nu_{UV-rays}$.
અહીં $\gamma-$ કિરણો $(b)$ છે,$X-$ કિરણો $(a)$ છે અને $UV-$ કિરણો $(c)$ છે,તેથી આવૃત્તિનો ક્રમ $b > a > c$ થશે.

(A) આવૃત્તિ $(v)$,પ્રકાશની ઝડપ $(c)$ અને તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ વચ્ચેનો સંબંધ $v = \frac{c}{\lambda}$ છે.
અહીં $c = 3 \times 10^8 \, m/s$ આપેલ છે.
જ્યારે $\lambda_1 = 1 \, m$ હોય,ત્યારે આવૃત્તિ $v_1 = \frac{3 \times 10^8}{1} = 3 \times 10^8 \, Hz = 300 \, MHz$ થાય.
જ્યારે $\lambda_2 = 10 \, m$ હોય,ત્યારે આવૃત્તિ $v_2 = \frac{3 \times 10^8}{10} = 3 \times 10^7 \, Hz = 30 \, MHz$ થાય.
આમ,આવૃત્તિનો વિસ્તાર $30-300 \, MHz$ છે.

(C) અણુઓની કંપન ગતિ સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમના ઇન્ફ્રારેડ વિસ્તારમાં ઉર્જા સંક્રમણોને અનુરૂપ હોય છે.
જ્યારે રોટેશનલ (ભ્રમણીય) સંક્રમણો માઇક્રોવેવ વિસ્તાર સાથે સંકળાયેલા હોય છે,ત્યારે વાઇબ્રેશનલ (કંપન) સંક્રમણોમાં ઉર્જાનો ફેરફાર વધારે હોય છે જે ઇન્ફ્રારેડ રેન્જમાં આવે છે.
તેથી,અણુઓ તેમની કંપન ગતિને કારણે ઇન્ફ્રારેડ વિસ્તારમાં વિકિરણનું શોષણ કરે છે.

(A) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટમાં તરંગલંબાઈ વધતી જાય અને આવૃત્તિ ઘટતી જાય તે ક્રમ આ મુજબ છે: ગામા કિરણો,એક્સ-રે,અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો,દ્રશ્ય પ્રકાશ,ઇન્ફ્રારેડ કિરણો,માઇક્રોવેવ્સ અને રેડિયો તરંગો.
આપેલા વિકલ્પોની સરખામણી કરતા,આવૃત્તિનો ક્રમ આ મુજબ છે: $\nu_{\text{Gamma rays}} > \nu_{\text{Ultraviolet rays}} > \nu_{\text{Blue light}} > \nu_{\text{Infrared rays}}$.
તેથી,ગામા કિરણોની આવૃત્તિ મહત્તમ છે.

(A) ઓઝોન સ્તર મુખ્યત્વે સ્ટ્રેટોસ્ફિયર (સમતાપ આવરણ) માં આવેલું છે,જે પૃથ્વીની સપાટીથી આશરે $10 \; km$ થી $50 \; km$ સુધી વિસ્તરેલું છે. ઓઝોનની સાંદ્રતા $15 \; km$ અને $35 \; km$ ની વચ્ચે સૌથી વધુ હોય છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,ઓઝોન સ્તરના સ્થાનને શ્રેષ્ઠ રીતે દર્શાવતી શ્રેણી $10 \; km$ થી $50 \; km$ છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટનું વર્ગીકરણ તરંગલંબાઇ અને આવૃત્તિના આધારે કરવામાં આવે છે. રેડિયો તરંગો $1 \ mm$ થી $100 \ km$ સુધીની વિશાળ તરંગલંબાઇ ધરાવે છે. $21 \ cm$ એ $1 \ mm$ થી $100 \ km$ ની રેન્જમાં આવતું હોવાથી,તેને રેડિયો તરંગ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. ખાસ કરીને,આને $21 \ cm$ હાઇડ્રોજન લાઇન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જે રેડિયો ખગોળશાસ્ત્રમાં એક મહત્વપૂર્ણ સાધન છે.

(C) આપેલ આવૃત્તિ $f = 6 \times 10^{15} \text{ Hz}$ છે.
સંબંધ $\lambda = \frac{c}{f}$ નો ઉપયોગ કરતા,જ્યાં $c = 3 \times 10^8 \text{ m/s}$ એ પ્રકાશની ગતિ છે:
$\lambda = \frac{3 \times 10^8}{6 \times 10^{15}} \text{ m} = 0.5 \times 10^{-7} \text{ m} = 5 \times 10^{-8} \text{ m}$.
$X$-કિરણો માટે તરંગલંબાઇનો વિસ્તાર આશરે $10^{-8} \text{ m}$ થી $10^{-11} \text{ m}$ હોય છે.
આથી $5 \times 10^{-8} \text{ m}$ એ $X$-કિરણોના વર્ણપટમાં આવે છે,તેથી આ તરંગ $X$-રે છે.

(D) પૃથ્વીનું વાતાવરણ ઊંચાઈ સાથે તાપમાનમાં થતા ફેરફારોને આધારે વિવિધ સ્તરોમાં વહેંચાયેલું છે. ટ્રોપોસ્ફિયરની તરત ઉપરના સ્તરને સ્ટ્રેટોસ્ફિયર કહેવામાં આવે છે. આ સ્તર ટ્રોપોસ્ફિયરની ટોચથી પૃથ્વીની સપાટીથી લગભગ $50 \ km$ સુધી વિસ્તરેલું છે.

(D) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટમાં વિવિધ તરંગો તેમની આવૃત્તિ અથવા તરંગલંબાઈના ક્રમમાં ગોઠવાયેલા હોય છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Radiowaves$ (રેડિયો તરંગો) ની તરંગલંબાઈ સૌથી વધુ હોય છે અને પરિણામે તેની આવૃત્તિ લઘુત્તમ હોય છે. નોંધ કરો કે $Audible$ $waves$ (શ્રાવ્ય તરંગો) અને $Ultrasonic$ $waves$ (અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો) એ યાંત્રિક તરંગો છે,વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો નથી. તેથી,આપેલા વિદ્યુતચુંબકીય તરંગોમાં,$Radiowaves$ ની આવૃત્તિ લઘુત્તમ છે. સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટને તરંગલંબાઈના આધારે ક્રમબદ્ધ કરવામાં આવે છે. અંદાજિત તરંગલંબાઈની શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. કોસ્મિક કિરણો: $10^{-14} \ m$ થી $10^{-12} \ m$
$2$. $\gamma$-કિરણો: $10^{-12} \ m$ થી $10^{-10} \ m$
$3$. એક્સ-રે: $10^{-10} \ m$ થી $10^{-8} \ m$
$4$. અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો: $10^{-8} \ m$ થી $4 \times 10^{-7} \ m$
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,કોસ્મિક કિરણોની તરંગલંબાઈ સૌથી ટૂંકી (ન્યૂનતમ) છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(C) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટમાં આવૃત્તિના વધતા ક્રમમાં (અથવા તરંગલંબાઇના ઘટતા ક્રમમાં) ગોઠવણી આ મુજબ છે: ગેમા કિરણો > $X$-કિરણો > અલ્ટ્રાવાયોલેટ > દ્રશ્ય પ્રકાશ > ઇન્ફ્રારેડ > માઇક્રોવેવ > રેડિયો તરંગો.
તેથી,તરંગલંબાઇનો ક્રમ આ મુજબ છે: $\lambda_{\text{microwaves}} > \lambda_{\text{visible}} > \lambda_{X\text{-rays}}$.
આપેલ સંકેતો મુજબ,આ સંબંધ ${\lambda _m} > {\lambda _v} > {\lambda _x}$ થાય છે.

(B) ઇન્ફ્રારેડ વિકિરણની શોધ $1800$ માં વિલિયમ હર્શેલ દ્વારા કરવામાં આવી હતી.
તેમણે આ શોધ ત્યારે કરી જ્યારે સૂર્યપ્રકાશ વિવિધ રંગના ફિલ્ટરોમાંથી પસાર થયો,જેનાથી અલગ-અલગ પ્રમાણમાં ગરમી ઉત્પન્ન થઈ. તેમણે અનુમાન લગાવ્યું કે રંગોનું તાપમાન અલગ-અલગ હોઈ શકે છે. ત્યારબાદ તેમણે કાચના પ્રિઝમમાંથી પ્રકાશ પસાર કરીને રંગીન વર્ણપટ બનાવ્યો અને ત્રણ ખાસ થર્મોમીટરનો ઉપયોગ કરીને દરેક રંગના તાપમાનનું વિશ્લેષણ કર્યું.
દરેક રંગ માટે,એક થર્મોમીટર તેની મર્યાદામાં રાખવામાં આવ્યું હતું જ્યારે બાકીના બે નિયંત્રણ (control) તરીકે બહાર રાખવામાં આવ્યા હતા. રંગમાં રહેલા થર્મોમીટરનું તાપમાન અન્ય કરતા વધારે હતું,અને તેમણે જોયું કે જાંબલીથી લાલ રંગ તરફ જતાં દરેક રંગ અગાઉના રંગ કરતા વધુ ગરમ હતો. ત્યારબાદ તેમણે લાલ પ્રકાશની બાજુમાં એક થર્મોમીટર મૂક્યું,જ્યાં વર્ણપટનો કોઈ રંગ દેખાતો ન હતો. તેમણે જોયું કે તે વિસ્તારનું તાપમાન રંગીન વિભાગો કરતા પણ વધારે હતું. તેમણે સાબિત કર્યું કે આ અદ્રશ્ય પ્રકારનો પ્રકાશ સૂર્યપ્રકાશની જેમ જ વક્રીભવન અને પરાવર્તન પામે છે. આ પ્રકાશને ઇન્ફ્રારેડ વિકિરણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટ એ ઉર્જા અનુસાર વિદ્યુતચુંબકીય વિકિરણોનું વિતરણ છે.
વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટના વિભાગો નીચે મુજબ છે: રેડિયો તરંગો,માઇક્રોવેવ,ઇન્ફ્રારેડ,દ્રશ્ય પ્રકાશ,અલ્ટ્રાવાયોલેટ,$X$-કિરણો અને ગામા કિરણો (તરંગલંબાઇ ઘટતા ક્રમમાં).
ધ્વનિ તરંગો એ યાંત્રિક તરંગો છે,જ્યારે કોસ્મિક કિરણો,બીટા કિરણો અને આલ્ફા કિરણો એ કણ વિકિરણો છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$X$-કિરણો અને પ્રકાશના તરંગો એ વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો છે.

(B) પારરક્ત (Infrared) વિકિરણો એ દ્રશ્ય પ્રકાશ કરતા લાંબી તરંગલંબાઈ ધરાવતા વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો છે.
તે સામાન્ય રીતે પાયરોમીટરનો ઉપયોગ કરીને ડિટેક્ટ કરવામાં આવે છે,જે પદાર્થ દ્વારા ઉત્સર્જિત પારરક્ત વિકિરણોને માપીને ઊંચા તાપમાનને માપવા માટે રચાયેલ સાધન છે.
અન્ય ડિટેક્ટર્સમાં બોલોમીટર અને થર્મોપાઈલ્સનો સમાવેશ થાય છે,પરંતુ આપેલા વિકલ્પોમાંથી,પાયરોમીટર એ પારરક્ત વિકિરણોને ડિટેક્ટ કરવા માટેનું સાચું સાધન છે.

(D) કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સ,જેમ કે સેટેલાઇટ કમ્યુનિકેશન,રડાર અને મોબાઇલ નેટવર્ક,મુખ્યત્વે રેડિયો અને માઇક્રોવેવ ફ્રીક્વન્સી રેન્જના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોનો ઉપયોગ કરે છે.
$X-rays$ અને $\gamma$ કિરણોની આવૃત્તિ અને ઉર્જા ખૂબ જ વધારે હોય છે,જે તેમને લાંબા અંતરના સંદેશાવ્યવહાર માટે અયોગ્ય બનાવે છે કારણ કે તેમની આયનીકરણ પ્રકૃતિ અને મોડ્યુલેશનમાં મુશ્કેલી હોય છે.
ધ્વનિ તરંગો એ યાંત્રિક તરંગો છે અને તેમને પ્રસરણ માટે માધ્યમની જરૂર પડે છે,જે તેમને લાંબા અંતરના વાયરલેસ સંદેશાવ્યવહાર માટે અવ્યવહારુ બનાવે છે.
માઇક્રોવેવ,જે રેડિયો ફ્રીક્વન્સી સ્પેક્ટ્રમમાં આવે છે,તેનો ઉપયોગ પોઈન્ટ-ટુ-પોઈન્ટ કમ્યુનિકેશન,સેટેલાઇટ લિંક્સ અને વાયરલેસ નેટવર્ક્સ માટે વ્યાપકપણે થાય છે કારણ કે તે મોટી માત્રામાં માહિતી લઈ જવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) $X$-કિરણો અને $\gamma$-કિરણો બંને વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો છે જે શૂન્યાવકાશમાં સમાન વેગથી ગતિ કરે છે,જે પ્રકાશનો વેગ $(c \approx 3 \times 10^8 \ m/s)$ છે.
વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટ મુજબ,$\gamma$-કિરણોની આવૃત્તિ $X$-કિરણોની સરખામણીમાં વધારે અને તરંગલંબાઈ ઓછી હોય છે.
તેથી,સામાન્ય રીતે $X$-કિરણોની તરંગલંબાઈ $\gamma$-કિરણોની તરંગલંબાઈ કરતાં વધારે હોય છે.

(A) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટને તેની તરંગલંબાઈના આધારે ક્રમબદ્ધ કરવામાં આવે છે.
દ્રશ્ય પ્રકાશના વર્ણપટમાં,લાલ પ્રકાશની તરંગલંબાઈ સૌથી વધુ અને જાંબલી પ્રકાશની તરંગલંબાઈ સૌથી ઓછી હોય છે.
તેથી,$\lambda_r > \lambda_v$.
$X$-કિરણોની તરંગલંબાઈ દ્રશ્ય પ્રકાશ કરતા ઘણી ઓછી હોય છે.
આમ,તરંગલંબાઈનો સાચો ક્રમ $\lambda_r > \lambda_v > \lambda_x$ છે.

(A) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટમાં તરંગલંબાઈના આધારે ક્રમ નક્કી કરવામાં આવે છે. આપેલા વિકલ્પોમાં,$\gamma$-કિરણો (ગામા કિરણો) ની આવૃત્તિ સૌથી વધુ હોય છે અને પરિણામે તેની તરંગલંબાઈ સૌથી ઓછી હોય છે,જે સામાન્ય રીતે $10^{-11} \ m$ કરતા ઓછી હોય છે. $\alpha$-કિરણો અને $\beta$-કિરણો એ કણો (અનુક્રમે હિલિયમ ન્યુક્લિયસ અને ઇલેક્ટ્રોન) છે,તેથી તેમની તરંગલંબાઈ વિદ્યુતચુંબકીય વિકિરણની જેમ સીધી રીતે સરખાવી શકાતી નથી. $X$-કિરણોની તરંગલંબાઈ $\gamma$-કિરણો કરતા વધારે હોય છે. તેથી,$\gamma$-કિરણોની તરંગલંબાઈ સૌથી ઓછી છે.

(C) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટને તેની આવૃત્તિ અને તરંગલંબાઈના આધારે ગોઠવવામાં આવે છે.
$X$-કિરણોની તરંગલંબાઈ પારજાંબલી કિરણો કરતા ટૂંકી અને ગામા કિરણો કરતા લાંબી હોય છે.
તેથી,$X$-કિરણ પ્રદેશ એ ગામા કિરણો અને પારજાંબલી પ્રદેશની વચ્ચે આવેલો છે.

(A) આવૃત્તિના વધતા ક્રમમાં વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટ નીચે મુજબ છે: રેડિયો તરંગો < માઇક્રોવેવ < ઇન્ફ્રારેડ < દ્રશ્ય પ્રકાશ < પારજાંબલી < ક્ષ-કિરણો < $\gamma$-કિરણો.
આપેલ આવૃત્તિઓ છે:
$a$ (ક્ષ-કિરણો)
$b$ ($\gamma$-કિરણો)
$c$ (પારજાંબલી કિરણો)
વર્ણપટ પરથી,$\gamma$-કિરણોની આવૃત્તિ સૌથી વધુ છે,ત્યારબાદ ક્ષ-કિરણો અને પછી પારજાંબલી કિરણો આવે છે.
તેથી,$b > a > c$.
આનો અર્થ એ થાય કે $b > a$ (અથવા $a < b$) અને $b > c$.
આમ,સાચો સંબંધ $a < b$ અને $b > c$ છે.

(B) સ્ત્રોતનો પાવર $P = n \times E = n \times (hc / \lambda)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ પ્રતિ સેકન્ડ ફોટોનની સંખ્યા છે,$h$ એ પ્લાન્કનો અચળાંક છે અને $c$ એ પ્રકાશની ગતિ છે.
આપેલ છે: $P = 4 \times 10^3 \ W$ અને $n = 10^{20} \ s^{-1}$.
તરંગલંબાઈ માટે સૂત્ર: $\lambda = (n \times h \times c) / P$.
$hc \approx 1.987 \times 10^{-25} \ J \cdot m$ લેતા:
$\lambda = (10^{20} \times 1.987 \times 10^{-25}) / (4 \times 10^3) \approx 0.5 \times 10^{-8} \ m = 50 \ \mathring{A}$.
આ તરંગલંબાઈ $\lambda = 50 \ \mathring{A}$ એ $0.1 \ \mathring{A}$ થી $100 \ \mathring{A}$ ની રેન્જમાં હોવાથી,આ વિકિરણ $X$-કિરણોના વિસ્તારમાં આવે છે.

(A) આવૃત્તિના ચઢતા ક્રમમાં વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટ નીચે મુજબ છે: રેડિયો તરંગો < માઈક્રોવેવ < ઇન્ફ્રારેડ તરંગો < દ્રશ્ય પ્રકાશ < અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો < ક્ષ-કિરણો < ગેમા કિરણો.
આપેલા વિકલ્પોની સરખામણી કરતા:
$A$: માઈક્રોવેવ < અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો < ક્ષ-કિરણો (સાચો ક્રમ)
$B$: ગેમા કિરણો < અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો < રેડિયો તરંગો (ખોટો ક્રમ)
$C$: રેડિયો તરંગો < દ્રશ્ય પ્રકાશ < ઇન્ફ્રારેડ તરંગો (ખોટો ક્રમ,કારણ કે ઇન્ફ્રારેડ < દ્રશ્ય પ્રકાશ)
$D$: ગેમા કિરણો < દ્રશ્ય પ્રકાશ < અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો (ખોટો ક્રમ)
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) સ્ટ્રેટોસ્ફિયરમાં આવેલું ઓઝોન સ્તર પૃથ્વી પરના જીવન માટે અત્યંત મહત્વનું છે કારણ કે તે સૂર્ય દ્વારા ઉત્સર્જિત હાનિકારક પારજાંબલી $(UV)$ કિરણોનું શોષણ કરે છે.
આ ઉચ્ચ ઊર્જા ધરાવતા કિરણોનું શોષણ કરીને,ઓઝોન સ્તર તેમને પૃથ્વીની સપાટી સુધી પહોંચતા અટકાવે છે,જેનાથી સજીવોને ત્વચાનું કેન્સર,મોતિયો અને આનુવંશિક વિકૃતિઓથી બચાવે છે.

(A) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટનું વર્ગીકરણ તેની આવૃત્તિ અને તરંગલંબાઈના આધારે કરવામાં આવે છે.
રેડિયો તરંગો સામાન્ય રીતે $300 \ GHz$ સુધીની આવૃત્તિ ધરાવે છે.
અહીં આપેલી આવૃત્તિ $1057 \ MHz$ (એટલે કે $1.057 \ GHz$) છે,જે રેડિયો તરંગોની શ્રેણીમાં આવે છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,આ આવૃત્તિ હાઈડ્રોજન પરમાણુમાં હાઈપરફાઈન સંક્રમણને અનુરૂપ છે,જે રેડિયો તરંગોના વિસ્તારમાં આવે છે.

(C) માઈક્રોવેવ ઓવન વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટના માઈક્રોવેવ વિસ્તારમાં વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો ઉત્પન્ન કરીને કાર્ય કરે છે.
આ તરંગોની તરંગલંબાઈ સામાન્ય રીતે $0.1 \, m$ થી $1 \, mm$ (અથવા $10 \, cm$ થી $1 \, mm$) ની વચ્ચે હોય છે.
તેથી,સાચો ગાળો $0.1 \, m$ થી $1 \, mm$ છે.

(D) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટને તેની તરંગલંબાઈના આધારે ક્રમબદ્ધ કરવામાં આવે છે. અંદાજિત તરંગલંબાઈની શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. કોસ્મિક કિરણો: $10^{-14} \ m$ થી $10^{-12} \ m$
$2$. $\gamma$-કિરણો: $10^{-12} \ m$ થી $10^{-10} \ m$
$3$. $X$-કિરણો: $10^{-10} \ m$ થી $10^{-8} \ m$
$4$. પારજાંબલી કિરણો: $10^{-8} \ m$ થી $4 \times 10^{-7} \ m$
આ શ્રેણીઓની સરખામણી કરતા,કોસ્મિક કિરણોની તરંગલંબાઈ સૌથી ઓછી (ન્યૂનત્તમ) છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) તરંગલંબાઈના વધતા ક્રમમાં વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટ આ મુજબ છે: $X$-કિરણો < દ્રશ્યપ્રકાશ < માઇક્રોતરંગો.
અહીં $\lambda_v$ એ દ્રશ્યપ્રકાશની તરંગલંબાઈ છે,$\lambda_x$ એ $X$-કિરણોની તરંગલંબાઈ છે અને $\lambda_m$ એ માઇક્રોતરંગોની તરંગલંબાઈ છે.
તેમની શ્રેણીની સરખામણી કરતા: $X$-કિરણોની તરંગલંબાઈ આશરે $10^{-10} \ m$ છે,દ્રશ્યપ્રકાશની આશરે $10^{-7} \ m$ છે અને માઇક્રોતરંગોની આશરે $10^{-2} \ m$ છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $\lambda_m > \lambda_v > \lambda_x$ છે.

(A) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટમાં રેડિયો તરંગો,માઇક્રોવેવ્સ,ઇન્ફ્રારેડ,દ્રશ્ય પ્રકાશ,અલ્ટ્રાવાયોલેટ,એક્સ-રે અને ગામા કિરણોનો સમાવેશ થાય છે,જે આવૃત્તિના વધતા ક્રમમાં હોય છે.
વિદ્યુતચુંબકીય તરંગોમાં રેડિયો તરંગોની આવૃત્તિ સૌથી ઓછી હોય છે.
ધ્વનિ તરંગો અને અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો યાંત્રિક તરંગો છે,વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો નથી.
સામાન્ય રીતે ધ્વનિ તરંગોની આવૃત્તિ $20 \ Hz$ થી $20,000 \ Hz$ ની વચ્ચે હોય છે,જ્યારે અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોની આવૃત્તિ $20,000 \ Hz$ થી વધુ હોય છે.
રેડિયો તરંગોની આવૃત્તિ આશરે $3 \ kHz$ $(3 \times 10^3 \ Hz)$ થી શરૂ થાય છે.
આપેલા વિકલ્પોની સરખામણી કરતા,વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટના ઘટકોમાં રેડિયો તરંગોની આવૃત્તિ સૌથી ઓછી છે,જોકે ધ્વનિ તરંગોની આવૃત્તિ રેડિયો તરંગો કરતા પણ ઓછી હોઈ શકે છે. પરંતુ,વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટના સંદર્ભમાં,રેડિયો તરંગો એ ન્યૂનતમ આવૃત્તિ ધરાવતો સાચો વિકલ્પ છે.