Electromagnetic Spectrum Questions in Hindi

(B) इन्फ्रारेड विकिरण एक प्रकार का विद्युत चुम्बकीय विकिरण है जिसकी तरंग दैर्ध्य दृश्य प्रकाश से अधिक होती है।
इसका पता मुख्य रूप से किसी पदार्थ द्वारा अवशोषित होने पर उत्पन्न होने वाली ऊष्मा को मापकर लगाया जाता है।
$Bolometer$ एक ऐसा उपकरण है जिसका उपयोग तापमान पर निर्भर विद्युत प्रतिरोध वाले पदार्थ के गर्म होने के माध्यम से आपतित विद्युत चुम्बकीय विकिरण की शक्ति को मापने के लिए किया जाता है।
इसलिए,इन्फ्रारेड विकिरण का पता $Bolometer$ द्वारा लगाया जा सकता है।

(A) विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम को बढ़ती आवृत्ति और घटती तरंगदैर्ध्य के क्रम में व्यवस्थित किया जाता है।
रेडियो तरंगों की आवृत्ति सबसे कम और तरंगदैर्ध्य सबसे अधिक होती है।
अतः,दिए गए विकल्पों में से रेडियो तरंगों की तरंगदैर्ध्य सबसे अधिक है।

(A) बोलोमीटर एक ऐसा उपकरण है जिसका उपयोग तापमान पर निर्भर विद्युत प्रतिरोध वाले पदार्थ को गर्म करके आपतित विद्युत चुम्बकीय विकिरण की शक्ति को मापने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग मुख्य रूप से इन्फ्रारेड $(IR)$ विकिरण का पता लगाने के लिए किया जाता है। जब इन्फ्रारेड विकिरण बोलोमीटर पर पड़ता है,तो इसके तापमान में परिवर्तन होता है,जिससे विद्युत प्रतिरोध में परिवर्तन होता है,जिससे विकिरण का पता लगाना और मापना संभव हो जाता है।

(C) गामा किरणों में उच्च ऊर्जा और उच्च भेदन क्षमता होती है।
चिकित्सा क्षेत्र में,इनका उपयोग रेडियोथेरेपी में कैंसर कोशिकाओं के $DNA$ को नुकसान पहुँचाकर उन्हें नष्ट करने के लिए किया जाता है।
इस बात का ध्यान रखा जाता है कि किरण पुंज को सटीक रूप से केंद्रित किया जाए ताकि स्वस्थ कोशिकाओं को न्यूनतम नुकसान हो।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(B) संचार उद्देश्यों के लिए विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम को विभिन्न आवृत्ति बैंडों में विभाजित किया गया है।
मानक वर्गीकरण के अनुसार:
$1$. मध्यम आवृत्ति $(MF)$ की सीमा $0.3-3\, MHz$ है।
$2$. उच्च आवृत्ति $(HF)$ की सीमा $3-30\, MHz$ है।
$3$. अति उच्च आवृत्ति $(VHF)$ की सीमा $30-300\, MHz$ है।
अतः,$3\, MHz$ से $30\, MHz$ तक की आवृत्ति सीमा को उच्च आवृत्ति $(HF)$ बैंड के रूप में जाना जाता है।

(A) ग्रीन हाउस प्रभाव मुख्य रूप से पृथ्वी के वायुमंडल में गर्मी के फंस जाने के कारण होता है।
सौर विकिरण पृथ्वी तक पहुँचता है,और पृथ्वी की सतह इस ऊर्जा को अवशोषित करके इसे थर्मल विकिरण के रूप में पुनः उत्सर्जित करती है।
ग्रीन हाउस गैसें (जैसे $CO_2$,$CH_4$ और जल वाष्प) इस बाहर जाने वाले थर्मल विकिरण को अवशोषित करती हैं,जो विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के इन्फ्रारेड क्षेत्र के अनुरूप होता है।
इसलिए,इन्फ्रारेड किरणें ग्रीन हाउस प्रभाव के लिए जिम्मेदार हैं।

(C) विद्युत चुंबकीय स्पेक्ट्रम का आवृत्ति के बढ़ते क्रम (और तरंगदैर्ध्य के घटते क्रम) में क्रम इस प्रकार है: रेडियो तरंगें,माइक्रोवेव,अवरक्त (Infrared),दृश्य प्रकाश,पराबैंगनी (Ultraviolet),एक्स-रे और गामा किरणें।
दिए गए विकल्पों की तुलना करने पर:
$1$. रेडियो तरंगें: सबसे लंबी तरंगदैर्ध्य।
$2$. माइक्रोवेव: रेडियो तरंगों से कम।
$3$. दृश्य प्रकाश: माइक्रोवेव से कम।
$4$. पराबैंगनी किरणें: दृश्य प्रकाश से कम।
अतः,दिए गए विकल्पों में से पराबैंगनी किरणों की तरंगदैर्ध्य सबसे कम है।

(A) विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम तरंगों को उनकी तरंगदैर्ध्य या आवृत्ति के आधार पर वर्गीकृत करता है।
अवरक्त किरणों की तरंगदैर्ध्य लगभग $1 \, mm$ से $700 \, nm$ ($10^{-3} \, m$ से $7 \times 10^{-7} \, m$) के बीच होती है।
इन मानों को सेंटीमीटर में बदलने पर $(1 \, m = 100 \, cm)$:
$10^{-3} \, m = 10^{-1} \, cm$
$7 \times 10^{-7} \, m = 7 \times 10^{-5} \, cm$।
दिए गए विकल्पों की तुलना करने पर,$10^{-4} \, cm$ अवरक्त तरंगदैर्ध्य सीमा के भीतर आता है,जबकि अन्य मान दृश्य प्रकाश या पराबैंगनी क्षेत्रों के करीब हैं।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(A) $AM$ (एम्प्लिट्यूड मॉड्यूलेशन) रेडियो बैंड आमतौर पर $535 \, kHz$ से $1605 \, kHz$ की आवृत्ति सीमा में कार्य करता है।
चूंकि $1 \, MHz = 1000 \, kHz$,यह सीमा $0.535 \, MHz$ से $1.605 \, MHz$ के बराबर है।
दिए गए विकल्पों के साथ तुलना करने पर,यह सीमा स्पष्ट रूप से $30 \, MHz$ से कम है।

(C) विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम को आवृत्ति के बढ़ते क्रम या तरंगदैर्ध्य के घटते क्रम में व्यवस्थित किया जाता है। यह क्रम इस प्रकार है: रेडियो तरंगें,माइक्रोवेव,अवरक्त किरणें,दृश्य प्रकाश,पराबैंगनी किरणें,एक्स-किरणें और गामा किरणें।
विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम में दृश्य प्रकाश,अवरक्त किरणों और पराबैंगनी किरणों के बीच स्थित होता है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(B) दृश्य स्पेक्ट्रम विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम का वह भाग है जो मानव आँख द्वारा देखा जा सकता है।
यह आमतौर पर लगभग $4000 \, \mathring{A}$ (बैंगनी) से $7000 \, \mathring{A}$ (लाल) तक होता है।
यह लगभग $4 \times 10^{14} \, \text{Hz}$ से $7.5 \times 10^{14} \, \text{Hz}$ की आवृत्ति सीमा के अनुरूप है।

(A) विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम को आवृत्ति और तरंग दैर्ध्य के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। माइक्रोवेव विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम का एक हिस्सा है जिसकी आवृत्ति आमतौर पर $0.3 \, GHz$ से $300 \, GHz$ (या $3 \times 10^8 \, Hz$ से $3 \times 10^{11} \, Hz$) के बीच होती है। दिए गए विकल्पों में से,$0.3 \, GHz$ से $300 \, GHz$ का विस्तार माइक्रोवेव के लिए मानक परिभाषा है।

(A) विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम को आवृत्ति के बढ़ते क्रम में इस प्रकार व्यवस्थित किया जाता है: रेडियो तरंगें < माइक्रोवेव < इन्फ्रारेड < दृश्य प्रकाश < पराबैंगनी < एक्स-किरणें < गामा किरणें।
चूंकि रेडियो तरंगें इस क्रम की शुरुआत में आती हैं,इसलिए दिए गए विकल्पों में उनकी आवृत्ति सबसे कम है।

(B) ओजोन परत या ओजोन कवच पृथ्वी के समताप मंडल (stratosphere) के उस क्षेत्र को संदर्भित करता है जो सूर्य के अधिकांश पराबैंगनी $(UV)$ विकिरण को अवशोषित करता है।
इसमें वायुमंडल के अन्य भागों की तुलना में ओजोन $(O_3)$ की उच्च सांद्रता होती है,हालांकि समताप मंडल में मौजूद अन्य गैसों की तुलना में यह अभी भी बहुत कम है।

(A) ओजोन परत पृथ्वी के वायुमंडल के समताप मंडल (stratosphere) में स्थित है। इसका मुख्य कार्य सूर्य के हानिकारक पराबैंगनी $(UV)$ विकिरणों को अवशोषित करना है। इन उच्च-ऊर्जा वाली किरणों को छानकर,यह पृथ्वी पर रहने वाले जीवों को त्वचा कैंसर,मोतियाबिंद और पारिस्थितिक तंत्र को होने वाले नुकसान जैसे संभावित खतरों से बचाता है। इसलिए,सही विकल्प $A$ है।

(B) विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम को आवृत्ति श्रेणियों के आधार पर वर्गीकृत किया गया है।
$3 \times 10^9 \, Hz$ का मान $3 \, GHz$ के बराबर होता है।
$3 \times 10^{10} \, Hz$ का मान $30 \, GHz$ के बराबर होता है।
$3 \, GHz$ से $30 \, GHz$ तक की आवृत्ति सीमा को सुपर हाई फ्रीक्वेंसी $(SHF)$ बैंड के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

(A) विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम में तरंगदैर्ध्य बढ़ने के साथ आवृत्ति घटती जाती है।
दिए गए विकिरणों के लिए आवृत्ति का क्रम इस प्रकार है:
$\gamma$-किरणों की आवृत्ति > $X$-किरणों की आवृत्ति > पराबैंगनी विकिरणों की आवृत्ति।
चूँकि आवृत्तियाँ क्रमशः $B, A$ और $C$ दी गई हैं:
$B$ ($\gamma$-किरणों की आवृत्ति) > $A$ ($X$-किरणों की आवृत्ति) > $C$ (पराबैंगनी विकिरणों की आवृत्ति)।
अतः,सही संबंध $B > A > C$ है।

(B) विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम तरंगदैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करता है।
गामा किरणों की तरंगदैर्ध्य सबसे कम होती है,जो लगभग $10^{-16} \ m$ से $10^{-10} \ m$ तक होती है।
रेडियो तरंगों की तरंगदैर्ध्य सबसे अधिक होती है,जो $10^{8} \ m$ या उससे अधिक तक फैली होती है।
इसलिए,विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम का व्यापक परास लगभग $10^{-16} \ m$ से $10^{8} \ m$ तक है।
दिए गए विकल्पों में से,$10^{-15} \ m$ से $10^{8} \ m$ का परास विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम का सबसे सटीक निरूपण है।

(A) विद्युत चुंबकीय स्पेक्ट्रम को तरंगदैर्ध्य की श्रेणियों के अनुसार वर्गीकृत किया गया है:
$1$. रेडियो तरंगों की तरंगदैर्ध्य बहुत अधिक होती है,जो आमतौर पर $10^3 \ m$ से $10^{-1} \ m$ (या उससे अधिक,$10^7 \ m$ तक) होती है।
$2$. $X$-rays की तरंगदैर्ध्य बहुत कम होती है,जो आमतौर पर $10^{-8} \ m$ से $10^{-12} \ m$ के बीच होती है। अतः,$10^{-10} \ m$ एक $X$-ray है।
$3$. दृश्य प्रकाश की तरंगदैर्ध्य लगभग $4 \times 10^{-7} \ m$ से $7 \times 10^{-7} \ m$ के बीच होती है। अतः,$10^{-7} \ m$ (या $100 \ nm$) दृश्य प्रकाश की श्रेणी में आता है।
अतः,$10^7 \ m$ रेडियो तरंग है,$10^{-10} \ m$ $X$-ray है,और $10^{-7} \ m$ दृश्य प्रकाश है।

(A) अवरक्त किरणें विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं जिनकी तरंग दैर्ध्य दृश्य प्रकाश से अधिक होती है।
इन्हें आमतौर पर स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग करके पता लगाया जाता है,जो विकिरण के वर्णक्रमीय वितरण का विश्लेषण कर सकता है।
थर्मोपाइल्स,बोलोमीटर और इन्फ्रारेड फोटोग्राफिक फिल्म का उपयोग भी पता लगाने के लिए किया जाता है,लेकिन दिए गए विकल्पों में से,स्पेक्ट्रोमीटर इन किरणों के विश्लेषण और पता लगाने के लिए सही उपकरण है।

(B) स्रोत की शक्ति $P = n \cdot E_{photon} = n \cdot \frac{hc}{\lambda}$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $n$ प्रति सेकंड उत्सर्जित फोटॉनों की संख्या है।
इससे,तरंगदैर्ध्य $\lambda = \frac{nhc}{P}$ प्राप्त होता है।
दिए गए मानों को रखने पर: $n = 10^{20}$,$h = 6.625 \times 10^{-34} \, J \cdot s$,$c = 3 \times 10^8 \, m/s$,और $P = 4 \times 10^3 \, W$.
$\lambda = \frac{10^{20} \times 6.625 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{4 \times 10^3} \, m$.
$\lambda = \frac{19.875 \times 10^{-6}}{4 \times 10^3} \, m = 4.96875 \times 10^{-9} \, m \approx 5 \times 10^{-9} \, m$.
यह तरंगदैर्ध्य सीमा ($10^{-8} \, m$ से $10^{-11} \, m$) $X -$ किरणों के अनुरूप है।

(B) दिया गया है: $\lambda_1 = 3 \times 10^{-3} \, m$,$\lambda_2 = 1 \, m$,और $c = 3 \times 10^8 \, m/s$.
आवृत्ति $f$ का सूत्र $f = \frac{c}{\lambda}$ है।
$\lambda_1 = 3 \times 10^{-3} \, m$ के लिए:
$f_1 = \frac{3 \times 10^8}{3 \times 10^{-3}} = 10^{11} \, Hz = 10^5 \, MHz$.
$\lambda_2 = 1 \, m$ के लिए:
$f_2 = \frac{3 \times 10^8}{1} = 3 \times 10^8 \, Hz = 3 \times 10^2 \, MHz$.
अतः,आवृत्ति सीमा $3 \times 10^2 \, MHz$ से $10^5 \, MHz$ है।

(C) फोटॉन की ऊर्जा $E = 14.4 \, keV = 14.4 \times 10^3 \times 1.6 \times 10^{-19} \, J$ दी गई है।
संबंध $\lambda = \frac{hc}{E}$ का उपयोग करते हुए,जहाँ $h = 6.63 \times 10^{-34} \, J \cdot s$ और $c = 3 \times 10^8 \, m/s$ है:
$\lambda = \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{14.4 \times 10^3 \times 1.6 \times 10^{-19}} \approx 0.86 \times 10^{-10} \, m = 0.86 \, \mathring{A}$.
चूंकि तरंगदैर्ध्य $0.01 \, \mathring{A}$ से $100 \, \mathring{A}$ की सीमा में है,इसलिए यह विद्युतचुंबकीय तरंग $X$-किरण क्षेत्र से संबंधित है।

(A) विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम को आवृत्ति और तरंगदैर्ध्य के आधार पर व्यवस्थित किया जाता है। बढ़ती हुई तरंगदैर्ध्य का क्रम इस प्रकार है: $\gamma-$ किरणें < $X-$ किरणें < $UV$ किरणें < दृश्य प्रकाश < इन्फ्रारेड < माइक्रोवेव < रेडियो तरंगें।
चूंकि $\gamma-$ किरणों की आवृत्ति सबसे अधिक होती है,इसलिए दिए गए विकल्पों में उनकी तरंगदैर्ध्य सबसे कम होती है।

(D) आवृत्ति के बढ़ते क्रम में विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम इस प्रकार है: रेडियो तरंगें,माइक्रोवेव,इन्फ्रारेड विकिरण,दृश्य प्रकाश,पराबैंगनी विकिरण,$X$-किरणें और $\gamma$-किरणें।
इनमें $\gamma$-किरणों की आवृत्ति सबसे अधिक होती है,जो आमतौर पर $3 \times 10^{19} \text{ Hz}$ से अधिक होती है।
अतः,विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में $\gamma$-किरणों की आवृत्ति अधिकतम होती है।

(A) दिए गए विद्युत चुम्बकीय तरंगों की तरंगदैर्ध्य का घटता क्रम इस प्रकार है:
माइक्रोवेव > इन्फ्रारेड > पराबैंगनी > गामा किरणें।
अतः,सही घटता क्रम है:
$\lambda_{\text{Microwave}} > \lambda_{\text{Infrared}} > \lambda_{\text{Ultraviolet}} > \lambda_{\text{Gamma rays}}$.

(B) फोटॉन की ऊर्जा $E$ और उसकी तरंगदैर्ध्य $\lambda$ के बीच का संबंध $\lambda = \frac{hc}{E}$ है।
यहाँ,$E = 15\, keV = 15 \times 10^3\, eV$ दिया गया है।
$hc$ का मान लगभग $1240\, eV\, nm$ होता है।
इन मानों को रखने पर,$\lambda = \frac{1240\, eV\, nm}{15 \times 10^3\, eV} \approx 0.083\, nm$ प्राप्त होता है।
$X$-किरणों की तरंगदैर्ध्य सीमा आमतौर पर $1\, nm$ से $10^{-3}\, nm$ तक होती है।
चूंकि $0.083\, nm$ इस सीमा के भीतर आता है,इसलिए ये विद्युतचुंबकीय तरंगें $X$-किरण स्पेक्ट्रम का हिस्सा हैं।

(B) दिया गया है: शक्ति $P = 4 \ kW = 4000 \ W$,फोटॉनों की संख्या $n = 10^{20}$,समय $t = 1 \ s$।
एक फोटॉन की ऊर्जा $E = \frac{P \cdot t}{n}$ द्वारा दी जाती है।
$E = \frac{4000 \times 1}{10^{20}} = 4 \times 10^{-17} \ J$।
आवृत्ति $\nu$ ज्ञात करने के लिए,हम $E = h\nu$ का उपयोग करते हैं,जहाँ $h = 6.63 \times 10^{-34} \ J \cdot s$ है।
$\nu = \frac{E}{h} = \frac{4 \times 10^{-17}}{6.63 \times 10^{-34}} \approx 6.03 \times 10^{16} \ Hz$।
$X$-किरणों के लिए आवृत्ति सीमा आमतौर पर $3 \times 10^{16} \ Hz$ से $3 \times 10^{19} \ Hz$ होती है।
चूंकि गणना की गई आवृत्ति इस सीमा के भीतर आती है,इसलिए उत्सर्जित विकिरण $X$-किरण क्षेत्र में स्थित है।

(B) स्रोत की शक्ति $P$ को $P = n \cdot E_{photon} = n \cdot h \nu$ द्वारा दर्शाया जाता है,जहाँ $n$ प्रति सेकंड फोटॉनों की संख्या है,$h$ प्लांक नियतांक है और $\nu$ आवृत्ति है।
दिया गया है: $P = 4 \ kW = 4 \times 10^3 \ W$ और $n = 10^{20} \ photons/s$.
आवृत्ति के लिए सूत्र: $\nu = \frac{P}{n \cdot h}$.
मान रखने पर: $\nu = \frac{4 \times 10^3}{10^{20} \times 6.63 \times 10^{-34}} \approx 6.03 \times 10^{16} \ Hz$.
यह आवृत्ति $6 \times 10^{16} \ Hz$ विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के $X$-किरण क्षेत्र में आती है।

(C) $(1)$ अवरक्त किरणों का उपयोग मांसपेशियों के खिंचाव के उपचार के लिए किया जाता है क्योंकि ये ऊष्मा किरणें होती हैं।
$(2)$ रेडियो तरंगों का उपयोग प्रसारण के लिए किया जाता है क्योंकि इन तरंगों की तरंगदैर्घ्य बहुत लंबी होती है, जो कुछ सेंटीमीटर से लेकर कुछ सौ किलोमीटर तक होती है।
$(3)$ $X$-किरणों का उपयोग हड्डियों के फ्रैक्चर का पता लगाने के लिए किया जाता है क्योंकि उनकी भेदन क्षमता अधिक होती है लेकिन वे हड्डियों जैसे सघन माध्यमों को भेद नहीं सकती हैं।
$(4)$ पराबैंगनी किरणें वायुमंडल की ओजोन परत द्वारा अवशोषित कर ली जाती हैं।
अतः, सही मिलान $a-i, b-ii, c-iii, d-iv$ है।

(A) फोटॉन की ऊर्जा $E = \frac{hc}{\lambda}$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $h$ प्लांक नियतांक है,$c$ प्रकाश की गति है और $\lambda$ तरंगदैर्ध्य है।
चूंकि $E \propto \frac{1}{\lambda}$,इसलिए कम तरंगदैर्ध्य वाले विकिरणों की ऊर्जा अधिक होती है।
दिए गए विकिरणों के लिए तरंगदैर्ध्य का क्रम है: $\lambda_{\text{Radiowave}} > \lambda_{\text{Yellow}} > \lambda_{\text{Blue}} > \lambda_{\text{X-ray}}$.
अतः,बढ़ती ऊर्जा का क्रम है: $E_{\text{Radiowave}} < E_{\text{Yellow}} < E_{\text{Blue}} < E_{\text{X-ray}}$.
यह क्रम $D, B, A, C$ के अनुरूप है।

(D) तरंगदैर्ध्य के बढ़ते क्रम में विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम इस प्रकार है: गामा किरणें < $X$-किरणें < $UV$-किरणें < दृश्य प्रकाश < $IR$ किरणें < सूक्ष्म तरंगें < रेडियो तरंगें।
कथनों का मूल्यांकन:
$(i)$ सूक्ष्म तरंगों की तरंगदैर्ध्य $UV$-किरणों से अधिक होती है। (सत्य)
$(ii)$ $IR$ किरणों की तरंगदैर्ध्य $UV$-किरणों से अधिक होती है,अतः यह कथन गलत है। (असत्य)
$(iii)$ सूक्ष्म तरंगों की तरंगदैर्ध्य $IR$ किरणों से अधिक होती है,अतः यह कथन गलत है। (असत्य)
$(iv)$ विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में गामा किरणों की तरंगदैर्ध्य सबसे कम होती है। (सत्य)
अतः,कथन $(i)$ और $(iv)$ सही हैं।

(D) एक दोलनशील आवेशित कण उसी आवृत्ति की विद्युतचुंबकीय तरंगें उत्पन्न करता है जिस आवृत्ति पर वह दोलन करता है।
दी गई आवृत्ति $f = 10^9 \ Hz$ है।
अतः,उत्पन्न विद्युतचुंबकीय तरंगों की आवृत्ति $10^9 \ Hz$ होगी।
तरंगदैर्ध्य $\lambda$ को सूत्र $\lambda = \frac{c}{f}$ द्वारा ज्ञात किया जाता है,जहाँ $c = 3 \times 10^8 \ m/s$ प्रकाश की गति है।
$\lambda = \frac{3 \times 10^8 \ m/s}{10^9 \ Hz} = 0.3 \ m$.
$10^9 \ Hz$ (या $1 \ GHz$) आवृत्ति वाली विद्युतचुंबकीय तरंगें माइक्रोवेव क्षेत्र में आती हैं,जो रेडियो तरंग स्पेक्ट्रम का ही एक हिस्सा है।

(D) $RADAR$ का अर्थ $Radio$ $Detection$ $And$ $Ranging$ है।
यह लक्ष्य की ओर विद्युत चुम्बकीय तरंगों,विशेष रूप से माइक्रोवेव्स को भेजकर कार्य करता है।
ये तरंगें वस्तु से परावर्तित होती हैं और वस्तु की दूरी,गति और दिशा निर्धारित करने के लिए रडार रिसीवर द्वारा प्राप्त की जाती हैं।
इसलिए,रडार में उपयोग की जाने वाली तरंगें माइक्रोवेव्स हैं।

(D) तरंगदैर्ध्य के बढ़ते क्रम में विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम इस प्रकार है: गामा किरणें < $X$-किरणें < $UV$ किरणें < दृश्य प्रकाश < $IR$ किरणें < माइक्रोवेव < रेडियो तरंगें।
कथनों का विश्लेषण:
$(A)$ माइक्रोवेव की तरंगदैर्ध्य $UV$ किरणों से अधिक होती है। यह सत्य है।
$(B)$ $IR$ किरणों की तरंगदैर्ध्य $UV$ किरणों से अधिक होती है। यह असत्य है।
$(C)$ माइक्रोवेव की तरंगदैर्ध्य $IR$ किरणों से अधिक होती है। यह असत्य है।
$(D)$ विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम में गामा किरणों की तरंगदैर्ध्य सबसे कम होती है। यह सत्य है।
अतः,कथन $(A)$ और $(D)$ सही हैं।

(B) आवृत्ति के अवरोही क्रम में विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम इस प्रकार है: $X$-किरणें > पराबैंगनी > दृश्य प्रकाश (लाल प्रकाश) > अवरक्त > माइक्रोवेव > रेडियो तरंगें।
दिए गए विकल्पों की तुलना करने पर,आवृत्तियों का सही अवरोही क्रम है: $X$-किरणें > लाल प्रकाश > माइक्रोवेव > रेडियो तरंगें।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(D) सही मिलान इस प्रकार है:
$(1)$ $700\, nm$ से $1\, mm$ इन्फ्रारेड किरणें हैं,जो परमाणुओं और अणुओं के कंपन $(i)$ द्वारा उत्पन्न होती हैं।
$(2)$ $1\, nm$ से $400\, nm$ पराबैंगनी किरणें हैं,जो परमाणुओं में आंतरिक कोश के इलेक्ट्रॉनों के उच्च ऊर्जा स्तर से निम्न ऊर्जा स्तर में संक्रमण $(ii)$ द्वारा उत्पन्न होती हैं।
$(3)$ $< 10^{-3}\, nm$ गामा किरणें हैं,जो नाभिक के रेडियोधर्मी क्षय $(iii)$ द्वारा उत्पन्न होती हैं।
$(4)$ $1\, mm$ से $0.1\, m$ माइक्रोवेव हैं,जो मैग्नेट्रॉन वाल्व $(iv)$ द्वारा उत्पन्न होती हैं।
अतः,सही क्रम $(1)-(i), (2)-(ii), (3)-(iii), (4)-(iv)$ है।

(B) $1$. सोडियम डबलेट ($D$-लाइन्स) की तरंगदैर्ध्य लगभग $589.0 \; nm$ और $589.6 \; nm$ होती है,जो दृश्य स्पेक्ट्रम में आती है। अतः,$I-A$।
$2$. अंतरिक्ष में फैले समदैशिक विकिरण (कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड रेडिएशन) लगभग $2.7 \; K$ तापमान के अनुरूप है,जो माइक्रोवेव क्षेत्र में आता है। अतः,$II-B$।
$3$. अंतरतारकीय अंतरिक्ष में परमाणु हाइड्रोजन द्वारा उत्सर्जित $21 \; cm$ लाइन विकिरण एक रेडियो तरंग है। अतः,$III-C$।
$4$. हाइड्रोजन में लैम्ब शिफ्ट (दो निकटवर्ती ऊर्जा स्तरों) से उत्पन्न विकिरण की तरंगदैर्ध्य लगभग $30 \; cm$ है,जो माइक्रोवेव क्षेत्र में है। अतः,$IV-B$।
इसलिए,सही मिलान $I-A, II-B, III-C, IV-B$ है।

(A) तरंगदैर्ध्य के बढ़ते क्रम में विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम इस प्रकार है:
गामा किरणें $(G)$ < $X$-किरणें $(X)$ < पराबैंगनी $(U)$ < दृश्य प्रकाश $(V)$ < अवरक्त $(I)$ < सूक्ष्म तरंगें $(M)$ < रेडियो तरंगें $(R)$।
अतः,सही बढ़ता क्रम $G, X, U, V, I, M, R$ है।

(A) फोटॉन की ऊर्जा $E = \frac{hc}{\lambda}$ द्वारा दी जाती है।
तरंगदैर्ध्य के लिए सूत्र: $\lambda = \frac{hc}{E}$.
यहाँ $E = 11 \, keV = 11 \times 10^3 \times 1.6 \times 10^{-19} \, J$ दिया गया है।
$hc = 12400 \, eV \cdot \mathring{A}$ का उपयोग करने पर,$\lambda = \frac{12400 \, eV \cdot \mathring{A}}{11000 \, eV} \approx 1.13 \, \mathring{A}$ प्राप्त होता है।
$X-$किरणों की तरंगदैर्ध्य सीमा लगभग $0.1 \, \mathring{A}$ से $100 \, \mathring{A}$ होती है।
चूंकि $1.13 \, \mathring{A}$ इस सीमा के भीतर आता है,इसलिए यह विकिरण $X-$किरण क्षेत्र से संबंधित है।

(A) विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम को आवृत्ति के आधार पर क्रमबद्ध किया जाता है। आवृत्ति की श्रेणियाँ लगभग इस प्रकार हैं:
$1$. $\gamma$-किरणें $(b)$: $10^{19} \, Hz$ से $10^{24} \, Hz$
$2$. $X$-किरणें $(a)$: $10^{16} \, Hz$ से $10^{19} \, Hz$
$3$. पराबैंगनी किरणें $(c)$: $10^{15} \, Hz$ से $10^{16} \, Hz$
इन मानों की तुलना करने पर,हम पाते हैं कि $\gamma$-किरणों $(b)$ की आवृत्ति सबसे अधिक है,उसके बाद $X$-किरणें $(a)$ और फिर पराबैंगनी किरणें $(c)$ आती हैं।
अतः,$b > a > c$।
दिए गए विकल्पों को देखते हुए,$a < b$ और $b > c$ सही संबंध है।

(B) विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम को तरंगदैर्ध्य के बढ़ते क्रम या आवृत्ति के घटते क्रम में व्यवस्थित किया जाता है। विद्युतचुंबकीय तरंगों के लिए आवृत्ति का क्रम इस प्रकार है: $\gamma$-किरणें > $X$-किरणें > पराबैंगनी $(UV)$ किरणें > दृश्य प्रकाश > अवरक्त किरणें > सूक्ष्म तरंगें > रेडियो तरंगें।
दिए गए विकल्पों के अनुसार:
$(a) = \gamma$-किरणें
$(b) = X$-किरणें
$(c) = UV$-किरणें
उनकी आवृत्तियों की तुलना करने पर,हमें प्राप्त होता है: $\gamma$-किरणों की आवृत्ति > $X$-किरणों की आवृत्ति > $UV$-किरणों की आवृत्ति।
अतः,सही क्रम $a > b > c$ है।

(B) दी गई आवृत्ति $f = 1\, GHz = 10^9\, Hz$ है।
विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम के वर्गीकरण के अनुसार:
- रेडियो तरंगों की आवृत्ति $300\, GHz$ से कम और $3\, kHz$ तक होती है।
- माइक्रोवेव की आवृत्ति $300\, MHz$ से $300\, GHz$ के बीच होती है।
- चूंकि $1\, GHz$,$300\, MHz$ से $300\, GHz$ की सीमा में आता है,इसलिए यह एक माइक्रोवेव है,जो रेडियो तरंगों का ही एक उप-भाग है।
- दिए गए विकल्पों में से,$1\, GHz$ रेडियो तरंगों के क्षेत्र में आता है।

(C) विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उपयोग संचार और सूचना के प्रसारण के लिए किया जाता है। संचार प्रणालियों में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली तरंगों में रेडियो तरंगें,सूक्ष्म तरंगें (माइक्रोवेव),अवरक्त विकिरण और दृश्य प्रकाश शामिल हैं। दिए गए विकल्पों में से,दूरसंचार में सूक्ष्म तरंगों (माइक्रोवेव) का उपयोग किया जाता है।

(C) विद्युत चुम्बकीय तरंगें वे तरंगें हैं जो विद्युत क्षेत्र और चुम्बकीय क्षेत्र के बीच कंपन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती हैं। $\beta -$ किरणें रेडियोधर्मी क्षय के दौरान उत्सर्जित होने वाले तेजी से गतिमान इलेक्ट्रॉनों (आवेशित कणों) की एक धारा होती हैं। चूंकि वे द्रव्यमान और आवेश वाले पदार्थ के कणों से बनी होती हैं,इसलिए वे विद्युत चुम्बकीय तरंगें नहीं हैं।

(N/A) फोटॉन की ऊर्जा निम्नलिखित सूत्र द्वारा दी जाती है:
$E = hv = \frac{hc}{\lambda}$
जहाँ:
$h = \text{प्लांक नियतांक} = 6.63 \times 10^{-34} \text{ J s}$
$c = \text{प्रकाश की गति} = 3 \times 10^{8} \text{ m/s}$
$\lambda = \text{विकिरण की तरंगदैर्ध्य}$
ऊर्जा को जूल से $eV$ में बदलने के लिए,हम $1.6 \times 10^{-19} \text{ J/eV}$ से विभाजित करते हैं।
$E (eV) = \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{8}}{\lambda \times 1.6 \times 10^{-19}} \approx \frac{1.24 \times 10^{-6}}{\lambda} \text{ eV}$.

स्पेक्ट्रम का भाग	तरंगदैर्ध्य $\lambda$ $(m)$	ऊर्जा $E$ (eV)
रेडियो तरंगें	$10^{3}$	$1.24 \times 10^{-9}$
माइक्रोवेव	$10^{-2}$	$1.24 \times 10^{-4}$
इन्फ्रारेड	$10^{-5}$	$0.124$
दृश्य प्रकाश	$0.5 \times 10^{-6}$	$2.48$
अल्ट्रावायलेट	$10^{-8}$	$124$
$X$-किरणें	$10^{-10}$	$1.24 \times 10^{4}$
गामा किरणें	$10^{-12}$	$1.24 \times 10^{6}$

फोटॉन ऊर्जा के विभिन्न पैमाने स्रोत के भीतर ऊर्जा स्तर के संक्रमणों से संबंधित हैं। उच्च ऊर्जा वाले फोटॉन (जैसे गामा किरणें) गहरे परमाणु ऊर्जा स्तरों के बीच संक्रमण के अनुरूप होते हैं,जबकि कम ऊर्जा वाले फोटॉन (जैसे रेडियो तरंगें) परमाणु या आणविक ऊर्जा स्तरों के बीच संक्रमण के अनुरूप होते हैं।

$(a)$ रेडियो तरंगें; यह विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के लघु तरंगदैर्ध्य छोर से संबंधित है।
$(b)$ रेडियो तरंगें; यह लघु तरंगदैर्ध्य छोर से संबंधित है।
$(c)$ तापमान, $T = 2.7 \; K$। वीन के विस्थापन नियम के अनुसार, अधिकतम तीव्रता के अनुरूप तरंगदैर्ध्य $\lambda_{m} = \frac{b}{T} \approx \frac{0.29 \; cm \cdot K}{2.7 \; K} \approx 0.11 \; cm$ है। यह तरंगदैर्ध्य सूक्ष्म तरंगों (माइक्रोवेव) के अनुरूप है।
$(d)$ यह दृश्य स्पेक्ट्रम का पीला प्रकाश है।
$(e)$ संक्रमण ऊर्जा $E = h\nu$ द्वारा दी जाती है। $E = 14.4 \; keV = 14.4 \times 10^3 \times 1.6 \times 10^{-19} \; J$ के लिए, आवृत्ति $\nu = \frac{E}{h} \approx 3.5 \times 10^{18} \; Hz$ प्राप्त होती है। यह $X$-किरणों के अनुरूप है।

(N/A) प्रकृति ने मानव आँख (रेटिना) को विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम की एक छोटी सीमा के भीतर विद्युत चुम्बकीय तरंगों का पता लगाने की संवेदनशीलता प्रदान की है।
स्पेक्ट्रम के इस क्षेत्र से संबंधित विद्युत चुम्बकीय विकिरण (लगभग $400 \ nm$ से $750 \ nm$ की तरंगदैर्ध्य) को प्रकाश कहा जाता है।
मुख्य रूप से प्रकाश और दृष्टि की भावना के माध्यम से ही हम अपने आसपास की दुनिया को जानते हैं और उसकी व्याख्या करते हैं।

(B) दृश्य प्रकाश विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम का वह भाग है जिसे मानव आँख द्वारा देखा जा सकता है।
दृश्य प्रकाश के लिए तरंगदैर्ध्य की सीमा सामान्यतः लगभग $380 \ nm$ से $750 \ nm$ तक होती है।
$380 \ nm$ से नीचे पराबैंगनी (ultraviolet) क्षेत्र स्थित है और $750 \ nm$ से ऊपर अवरक्त (infrared) क्षेत्र स्थित है।
अतः,सही सीमा $380 \ nm$ से $750 \ nm$ है।

(N/A) जब मैक्सवेल ने विद्युतचुंबकीय तरंगों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की थी,उस समय केवल दृश्य प्रकाश की तरंगों को ही विद्युतचुंबकीय तरंग माना जाता था। उस समय अवरक्त (infrared) और पराबैंगनी (ultraviolet) किरणों के बारे में कोई जानकारी नहीं थी।
$19$वीं सदी के अंत में $X$-किरणों और गामा किरणों की खोज हुई।
वर्तमान में प्रकाश तरंगें,$X$-किरणें,गामा किरणें,रेडियो तरंगें,सूक्ष्म तरंगें (microwaves),पराबैंगनी तरंगें और अवरक्त तरंगें विद्युतचुंबकीय तरंगों का हिस्सा हैं।
जब विद्युतचुंबकीय तरंगों का वर्गीकरण आवृत्ति (तरंगदैर्ध्य) के आधार पर किया जाता है,तो इसे विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम कहा जाता है। इस स्पेक्ट्रम में विद्युतचुंबकीय तरंगों की तरंगदैर्ध्य के मान निरंतर रूप से फैले होते हैं। विभिन्न प्रकार की तरंगों को अलग करने वाली कोई स्पष्ट सीमा नहीं होती है।
यह वर्गीकरण इस तथ्य पर आधारित है कि ये तरंगें कैसे उत्पन्न होती हैं या इन्हें कैसे पहचाना जा सकता है।