Magnetic Materials (Diamagnetic, Paramagnetic and Ferromagnetic) Questions in Gujarati

(A) સ્ટીલ એ કાયમી ચુંબક બનાવવા માટે સૌથી યોગ્ય દ્રવ્ય છે કારણ કે તે ઉચ્ચ રીટેન્ટિવિટી (ધારણશક્તિ) અને ઉચ્ચ કોર્સિવિટી (બળજબરી ક્ષમતા) ધરાવે છે.
ઉચ્ચ રીટેન્ટિવિટી એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્ર દૂર કર્યા પછી પણ દ્રવ્ય મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્ર જાળવી રાખે છે.
ઉચ્ચ કોર્સિવિટી એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે દ્રવ્ય બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રો,ધ્રુજારી અથવા તાપમાનના ફેરફારો દ્વારા સરળતાથી વિચુંબકિત થતું નથી.
તેનાથી વિપરીત,નરમ લોખંડ ઉચ્ચ રીટેન્ટિવિટી ધરાવે છે પરંતુ તેની કોર્સિવિટી ઓછી હોય છે,જે તેને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ માટે આદર્શ બનાવે છે પરંતુ કાયમી ચુંબક માટે નહીં.

(C) સંવેદનશીલ ચુંબકીય સાધનોના માપન બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.
આ સાધનોને બાહ્ય ચુંબકીય હસ્તક્ષેપથી બચાવવા માટે,તેમને ઉચ્ચ ચુંબકીય પરમીએબિલિટી ધરાવતા પદાર્થ,જેમ કે નરમ લોખંડ (soft iron) માંથી બનાવેલા બોક્સમાં રાખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયાને ચુંબકીય શીલ્ડિંગ (magnetic shielding) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
જ્યારે સાધનને નરમ લોખંડના બોક્સમાં રાખવામાં આવે છે,ત્યારે બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ સાધનની અંદરના ભાગને બદલે બોક્સના ઉચ્ચ પરમીએબિલિટી ધરાવતા પદાર્થમાંથી પસાર થવાનું પસંદ કરે છે.
પરિણામે,ચુંબકીય ફ્લક્સ સાધનની આસપાસથી પસાર થઈ જાય છે,જે તેને બાહ્ય ક્ષેત્રથી અસરકારક રીતે સુરક્ષિત કરે છે.

(B) નરમ લોખંડ એ ઉચ્ચ ચુંબકીય પરમીએબિલિટી ધરાવતો ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થ છે.
જ્યારે કોઈ ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થને બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે પ્રબળ રીતે ચુંબકિત થાય છે.
તેની ઉચ્ચ પરમીએબિલિટીને કારણે,ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ આસપાસની હવાને બદલે નરમ લોખંડમાંથી પસાર થવાનું પસંદ કરે છે.
આના પરિણામે,આકૃતિ $(B)$ માં દર્શાવ્યા મુજબ,નરમ લોખંડના સળિયાની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓનું કેન્દ્રીકરણ થાય છે.

(B) લોખંડ એ ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થ છે,જેની ચુંબકીય પારગમ્યતા (magnetic permeability) ખૂબ ઊંચી હોય છે. જ્યારે તેને બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ અંદરની ખાલી જગ્યાને બદલે લોખંડમાંથી પસાર થવાનું પસંદ કરે છે. આ ઘટનાને મેગ્નેટિક શીલ્ડિંગ કહેવામાં આવે છે. તેથી,સંવેદનશીલ સાધનોને બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રથી બચાવવા માટે,તેને લોખંડના ડબ્બામાં રાખવું જોઈએ.

(C) ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં દોલનો કરતી ચુંબકીય સોયનો આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{I}{MB}}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $I$ એ જડત્વની ચાકમાત્રા છે,$M$ એ ચુંબકીય મોમેન્ટ છે અને $B$ એ ચુંબકીય ક્ષેત્ર છે.
આ સંબંધ પરથી,આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે $T \propto \frac{1}{\sqrt{M}}$.
જ્યારે ચુંબકીય પદાર્થનું તાપમાન વધે છે,ત્યારે ઉષ્મીય આંદોલનને કારણે તેના ચુંબકીય ડાયપોલ્સ અસ્તવ્યસ્ત થઈ જાય છે,જેનાથી ચુંબકીય મોમેન્ટ $M$ માં ઘટાડો થાય છે.
જેમ તાપમાન વધે છે તેમ $M$ ઘટે છે,તેથી આવર્તકાળ $T$ વધવો જોઈએ.

(C) જે પદાર્થો ચુંબક દ્વારા આકર્ષાતા નથી તેમને અચુંબકીય પદાર્થો કહેવામાં આવે છે.
$Iron$ (લોખંડ) અને $Nickel$ (નિકલ) જેવા ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થોને કાયમી અથવા કામચલાઉ ચુંબક બનાવવા માટે સરળતાથી ચુંબકીય બનાવી શકાય છે.
$Copper$ (તાંબુ) એ ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થ છે અને તેને ચુંબક બનાવવા માટે ચુંબકીય કરી શકાતું નથી.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(A) સોફ્ટ આયર્ન અત્યંત ફેરોમેગ્નેટિક છે અને તેની ચુંબકીય પરમિએબિલિટી (magnetic permeability) ઊંચી અને રિટેન્ટિવિટી (retentivity) ઓછી હોય છે.
આનો અર્થ એ છે કે તેને સરળતાથી ચુંબકીય બનાવી શકાય છે અને તેમાંથી ચુંબકત્વ દૂર કરી શકાય છે,જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટના કોર માટે એક આવશ્યક ગુણધર્મ છે.
તેથી,ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટના કોર માટે સોફ્ટ આયર્ન સૌથી યોગ્ય પદાર્થ છે.

(B) જ્યારે ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થને તેના $Curie$ તાપમાનથી ઉપર ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે ઉષ્મીય ઉર્જા એટલી વધી જાય છે કે તે એક્સચેન્જ ઇન્ટરેક્શનને દૂર કરી શકે છે,જે ડોમેન્સની અંદર પરમાણુઓની ચુંબકીય મોમેન્ટ્સને એક દિશામાં જાળવી રાખે છે.
પરિણામે,ચુંબકીય ડોમેન્સની વ્યવસ્થિત ગોઠવણી નાશ પામે છે અને ડોમેન્સ રેન્ડમ (અસ્તવ્યસ્ત) દિશામાં ગોઠવાઈ જાય છે.
આથી,પદાર્થ તેના ફેરોમેગ્નેટિક ગુણધર્મો ગુમાવે છે અને પેરામેગ્નેટિક પદાર્થ તરીકે વર્તે છે.
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે ફેરોમેગ્નેટિક ડોમેન્સ રેન્ડમ બની જાય છે.

(B) ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થો એવા પદાર્થો છે જે લાગુ કરેલા ચુંબકીય ક્ષેત્રની વિરુદ્ધ દિશામાં નિર્બળ ચુંબકત્વ પ્રાપ્ત કરે છે. જ્યારે કોઈ ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થને અસમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં (જેમ કે ગજિયા ચુંબકના ધ્રુવોની નજીક) મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે એક એવું બળ અનુભવે છે જે તેને ક્ષેત્રના મજબૂત ભાગથી નબળા ભાગ તરફ ધકેલે છે. ગજિયા ચુંબકના ધ્રુવો પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર સૌથી વધુ હોવાથી,ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થ ઉત્તર અને દક્ષિણ બંને ધ્રુવો દ્વારા અપાકર્ષાય છે.

(D) કાયમી ચુંબક એવો પદાર્થ છે જે બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર દૂર કર્યા પછી પણ તેનું ચુંબકત્વ જાળવી રાખે છે.
આ પ્રાપ્ત કરવા માટે,પદાર્થમાં ઉચ્ચ રીટેન્ટિવિટી હોવી જોઈએ જેથી તે શૂન્ય બાહ્ય ક્ષેત્ર $(H=0)$ પર પણ મોટી માત્રામાં ચુંબકીય ફ્લક્સ ઘનતા $(B)$ જાળવી શકે.
વધુમાં,તેમાં ઉચ્ચ કોર્સિવિટી હોવી જોઈએ જેથી તે બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રો અથવા તાપમાનના ફેરફારો દ્વારા સરળતાથી વિચુંબકિત ન થાય.
તેથી,કાયમી ચુંબકના પદાર્થમાં ઉચ્ચ રીટેન્ટિવિટી અને ઉચ્ચ કોર્સિવિટી હોવી જોઈએ.

(C) કાયમી ચુંબક ફેરોમેગ્નેટિક (લોહચુંબકીય) પદાર્થોમાંથી બનાવવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ ઉચ્ચ રીટેન્ટિવિટી (ધારણશક્તિ) અને ઉચ્ચ કોર્સિવિટી (નિગ્રાહ્યતા) ધરાવે છે. આ ગુણધર્મોને લીધે,બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર દૂર કર્યા પછી પણ પદાર્થ તેનું ચુંબકત્વ જાળવી રાખે છે. તેથી,કાયમી ચુંબક બનાવવા માટે ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થો શ્રેષ્ઠ પસંદગી છે.

(B) જ્યારે કોઈ ચુંબકીય પદાર્થને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે તેના ચુંબકીય ગુણધર્મો ગુમાવે છે.
આવું એટલા માટે થાય છે કારણ કે ગરમીને લીધે પરમાણ્વીય ચુંબકો (ચુંબકીય ડાયપોલ્સ) અસ્તવ્યસ્ત રીતે ગોઠવાઈ જાય છે,જેનાથી ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરતી ચોખ્ખી ગોઠવણી નાશ પામે છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
પેરામેગ્નેટિઝમ એ એવા પદાર્થો દ્વારા દર્શાવવામાં આવતો ગુણધર્મ છે જેના વ્યક્તિગત પરમાણુઓ પાસે કાયમી,શૂન્ય ન હોય તેવી ચુંબકીય મોમેન્ટ હોય છે.
આ એટલા માટે થાય છે કારણ કે આ પરમાણુઓમાં એક જ દિશામાં ફરતા ઇલેક્ટ્રોનનું પ્રમાણ વધુ હોય છે,જેના પરિણામે દરેક પરમાણુ માટે ચોખ્ખી ચુંબકીય મોમેન્ટ મળે છે.
બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં,આ વ્યક્તિગત ચુંબકીય મોમેન્ટ્સ ઉષ્મીય આંદોલનને કારણે અવ્યવસ્થિત રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે,જેના પરિણામે સમગ્ર પદાર્થ માટે ચોખ્ખું ચુંબકીયકરણ શૂન્ય રહે છે.

(C) ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થો ચુંબક દ્વારા નિર્બળ રીતે અપાકર્ષાય છે.
આવું એટલા માટે થાય છે કારણ કે જ્યારે તેમને બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ લાગુ કરેલા ક્ષેત્રની વિરુદ્ધ દિશામાં પ્રેરિત ચુંબકીય મોમેન્ટ ઉત્પન્ન કરે છે,જેના પરિણામે નિર્બળ અપાકર્ષણ બળ લાગે છે.
ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થો એવા પરમાણુઓથી બનેલા હોય છે જેમાં કોઈ ચોખ્ખી ચુંબકીય મોમેન્ટ હોતી નથી,એટલે કે તમામ ઇલેક્ટ્રોન કક્ષાઓ સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોય છે અને તેમાં કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોતા નથી.
પાણી,તાંબુ અને બિસ્મથ તેના ઉદાહરણો છે.

(C) ક્યુરીના નિયમ મુજબ,પેરામેગ્નેટિક પદાર્થની મેગ્નેટિક સસેપ્ટિબિલિટી ${\chi _m}$ તેના નિરપેક્ષ તાપમાન $T$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે,જે ${\chi _m} = C/T$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે,જ્યાં $C$ એ ક્યુરી અચળાંક છે.
પેરામેગ્નેટિક પદાર્થો માટે $C$ અને $T$ ધન હોવાથી,${\chi _m}$ હંમેશા ધન હોય છે.
તેથી,વિધાન $(a)$ અને $(b)$ બંને સાચા છે.

(B) ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થો એવા પદાર્થો છે જે ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા નબળી રીતે અપાકર્ષાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Aluminium$ પેરામેગ્નેટિક છે,જ્યારે $Iron$ અને $Nickel$ ફેરોમેગ્નેટિક છે.
$Copper$ (તાંબુ) એ ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થનું જાણીતું ઉદાહરણ છે.

(C) કોઈપણ પદાર્થની ચુંબકીય પરમીએબિલિટી $(\mu)$ એટલે કે જ્યારે તેને બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે ત્યારે તેની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓને પસાર થવા દેવાની ક્ષમતા.
ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થો માટે, $\mu < \mu_0$ હોય છે.
પેરામેગ્નેટિક પદાર્થો માટે, $\mu > \mu_0$ હોય છે.
ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થો માટે, $\mu \gg \mu_0$ હોય છે.
તેથી, ચુંબકીય પરમીએબિલિટી ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થો માટે મહત્તમ હોય છે.

(B) ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થો ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા નબળી રીતે અપાકર્ષાય છે.
જ્યારે $U-$ ટ્યુબનો એક છેડો પ્રબળ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્ર ધ્રુવોની વચ્ચે સૌથી પ્રબળ હોય છે.
ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થો પ્રબળ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાંથી નબળા ચુંબકીય ક્ષેત્ર તરફ ગતિ કરવાનું વલણ ધરાવતા હોવાથી,તે છેડામાં રહેલું દ્રાવણ ચુંબકીય ક્ષેત્રથી દૂર ધકેલાશે.
પરિણામે,તે છેડામાં દ્રાવણનું સ્તર નીચે જશે.

(D) પેરામેગ્નેટિક પદાર્થ માટે,પદાર્થ બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા નિર્બળ રીતે આકર્ષાય છે.
$1$. ચુંબકીય સસેપ્ટિબિલિટી $\chi$ ને $M = \chi H$ સંબંધ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. પેરામેગ્નેટિક પદાર્થો માટે,મેગ્નેટાઇઝેશન $M$ એ લાગુ કરેલા ક્ષેત્ર $H$ ની દિશામાં જ હોય છે,જેનો અર્થ છે કે $\chi > 0$.
$2$. સાપેક્ષ પરમીએબિલિટી $\mu_r$ એ સસેપ્ટિબિલિટી સાથે $\mu_r = 1 + \chi$ સૂત્ર દ્વારા સંબંધિત છે.
$3$. પેરામેગ્નેટિક પદાર્થો માટે $\chi > 0$ હોવાથી,તે સાબિત થાય છે કે $\mu_r = 1 + \chi > 1$.
તેથી,પેરામેગ્નેટિક પદાર્થ માટે,$\mu_r > 1$ અને $\chi > 0$ થાય છે.

(B) ક્યુરીના નિયમ મુજબ,પેરામેગ્નેટિક પદાર્થોની મેગ્નેટિક સસેપ્ટિબિલિટી નિરપેક્ષ તાપમાન $(T)$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ગાણિતિક રીતે,$\chi_m \propto \frac{1}{T}$.
જેમ તાપમાન વધે છે,તેમ પરમાણુઓની ઉષ્મીય ગતિ વધે છે,જે ચુંબકીય મોમેન્ટ્સના ગોઠવણને અવરોધે છે,જેનાથી મેગ્નેટિક સસેપ્ટિબિલિટી ઘટે છે.
તેથી,પેરામેગ્નેટિઝમ તાપમાન પર આધારિત છે,જ્યારે ડાયામેગ્નેટિઝમ સામાન્ય રીતે તાપમાનથી સ્વતંત્ર માનવામાં આવે છે.

(C) ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થોની ચુંબકીય સસેપ્ટિબિલિટી $(\chi)$ તાપમાનથી સ્વતંત્ર હોય છે।
પેરામેગ્નેટિક પદાર્થો માટે, $\chi$ એ ક્યુરીના નિયમ $(\chi \propto 1/T)$ ને અનુસરે છે।
ફેરોમેગ્નેટિક અને ફેરીમેગ્નેટિક પદાર્થો માટે, $\chi$ એ ક્યુરી-વેઇસના નિયમ $(\chi \propto 1/(T - T_c))$ મુજબ તાપમાન પર આધાર રાખે છે, જ્યાં $T_c$ એ ક્યુરી તાપમાન છે।
તેથી, આપેલા વિકલ્પોમાંથી માત્ર ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થોની ચુંબકીય સસેપ્ટિબિલિટી તાપમાન પર આધાર રાખતી નથી।

(B) પેરામેગ્નેટિક પદાર્થો એવા પદાર્થો છે જે બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા નિર્બળ રીતે આકર્ષાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી:
$1$. આયર્ન $(Fe)$ એ ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થ છે.
$2$. એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ એ પેરામેગ્નેટિક પદાર્થ છે.
$3$. નિકલ $(Ni)$ એ ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થ છે.
$4$. હાઇડ્રોજન $(H_2)$ એ ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(C) ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થોની ચુંબકીય સસેપ્ટિબિલિટી ઋણ હોય છે. જ્યારે તેમને અસમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ ક્ષેત્રના મજબૂત ભાગથી નબળા ભાગ તરફ અપાકર્ષણનું બળ અનુભવે છે. પરિણામે,તેઓ મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્રવાળા વિસ્તારમાંથી નબળા ચુંબકીય ક્ષેત્રવાળા વિસ્તાર તરફ ગતિ કરે છે,અને અસરકારક રીતે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાંથી 'બહાર ફેંકાય' છે.

(B) ચુંબકીય સસેપ્ટિબિલિટી $(\chi)$ દર્શાવે છે કે પદાર્થ બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કેવી રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થો માટે ચુંબકીય સસેપ્ટિબિલિટી ઋણ હોય છે, જેનો અર્થ છે કે તેઓ ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા નિર્બળ રીતે અપાકર્ષાય છે.
પેરામેગ્નેટિક પદાર્થો માટે ચુંબકીય સસેપ્ટિબિલિટી નાની અને ધન હોય છે.
ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થો માટે ચુંબકીય સસેપ્ટિબિલિટી મોટી અને ધન હોય છે.
તેથી, સાચો વિકલ્પ $(B)$ છે.

(A) ડાયામેગ્નેટિઝમ એ તમામ પદાર્થોનો મૂળભૂત ગુણધર્મ છે. તે પરમાણુમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની કક્ષીય ગતિને કારણે ઉદ્ભવે છે,જે બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની વિરુદ્ધ દિશામાં નાનો ચુંબકીય મોમેન્ટ ઉત્પન્ન કરે છે. જોકે પેરામેગ્નેટિઝમ કે ફેરોમેગ્નેટિઝમ જેવા અન્ય પ્રકારના ચુંબકત્વ અમુક પદાર્થોમાં વધુ પ્રબળ હોવાથી ડાયામેગ્નેટિઝમને છુપાવી શકે છે,પરંતુ ડાયામેગ્નેટિઝમ દરેક પદાર્થમાં કોઈને કોઈ અંશે હાજર હોય જ છે.

(C) ક્યુરીનો નિયમ જણાવે છે કે પેરામેગ્નેટિક પદાર્થની મેગ્નેટિક સસેપ્ટિબિલિટી $\chi$ તેના નિરપેક્ષ તાપમાન $T$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ગાણિતિક રીતે,આને $\chi \propto \frac{1}{T}$ અથવા $\chi = \frac{C}{T}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે,જ્યાં $C$ એ ક્યુરી અચળાંક છે.

(D) સુપરકન્ડક્ટર એ એક એવો પદાર્થ છે જે શૂન્ય વિદ્યુત અવરોધ ધરાવે છે અને જ્યારે તેને તેના લાક્ષણિક ક્રાંતિક તાપમાનથી નીચે ઠંડુ કરવામાં આવે છે ત્યારે તે ચુંબકીય ક્ષેત્રોને બહાર ફેંકી દે છે. આ ઘટનાને માઈસ્નર ઇફેક્ટ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. માઈસ્નર ઇફેક્ટને કારણે,સુપરકન્ડક્ટરની અંદરનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર શૂન્ય $(B = 0)$ થઈ જાય છે. આ વર્તણૂક સંપૂર્ણ ડાયામેગ્નેટની લાક્ષણિકતા છે,જ્યાં પદાર્થ તેના આંતરિક ભાગમાંથી તમામ ચુંબકીય ફ્લક્સ રેખાઓને બહાર કાઢી નાખે છે. તેથી,સુપરકન્ડક્ટર સંપૂર્ણ ડાયામેગ્નેટિઝમ દર્શાવે છે.

(A) જ્યારે ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થને અસમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે ક્ષેત્રના મજબૂત ભાગથી નબળા ભાગ તરફ જવાનું વલણ ધરાવે છે. જ્યારે બિસ્મથ જેવા ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થનો નાનો સળિયો સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મુક્તપણે લટકાવવામાં આવે છે,ત્યારે તે ટોર્કનો અનુભવ કરે છે જે તેને ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશાને લંબ (કાટખૂણે) ગોઠવવા માટે પ્રેરે છે. આ એટલા માટે થાય છે કારણ કે પદાર્થ ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા નબળી રીતે અપાકર્ષાય છે,અને લંબ દિશામાં ગોઠવણી સિસ્ટમની ચુંબકીય સ્થિતિ ઉર્જાને ન્યૂનતમ કરે છે. તેથી,આ અવલોકન સાબિત કરે છે કે બિસ્મથ ડાયામેગ્નેટિક છે.

(C) ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થો ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા નિર્બળ રીતે અપાકર્ષાય છે. જ્યારે તેમને અસમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ એક એવું બળ અનુભવે છે જે તેમને ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઓછી તીવ્રતા ધરાવતા વિસ્તાર તરફ ધકેલે છે. તેથી,ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થ ચુંબકીય ક્ષેત્રના પ્રબળ ભાગથી નિર્બળ ભાગ તરફ ગતિ કરે છે.

(B) ક્યુરી તાપમાન $(T_C)$ એ ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થોનો લાક્ષણિક ગુણધર્મ છે.
$T_C$ થી નીચેના તાપમાને,ચુંબકીય ડોમેન્સના ગોઠવણીને કારણે પદાર્થ ફેરોમેગ્નેટિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
જેમ જેમ તાપમાન વધે છે અને $T_C$ સુધી પહોંચે છે,તેમ ઉષ્મીય આંદોલન એટલું પ્રબળ બની જાય છે કે તે ડોમેન્સની ગોઠવણી જાળવી રાખતા એક્સચેન્જ કપલિંગને દૂર કરી શકે છે.
પરિણામે,ક્યુરી તાપમાનથી ઉપર,પદાર્થ તેનું સ્વયંભૂ ચુંબકત્વ ગુમાવે છે અને પેરામેગ્નેટિક અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(B)$ છે.

(B) પ્રબળ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં દેડકાને અધ્ધર રાખવાની ઘટના એ ડાયામેગ્નેટિઝમનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.
દેડકાના શરીર સહિતના જૈવિક પેશીઓ મુખ્યત્વે પાણી અને કાર્બનિક અણુઓથી બનેલા હોય છે,જે ડાયામેગ્નેટિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થો ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા નબળી રીતે અપાકર્ષાય છે.
જ્યારે પ્રબળ ચુંબકીય ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે,ત્યારે દેડકાના શરીર પર લાગતું ડાયામેગ્નેટિક અપાકર્ષણ બળ ગુરુત્વાકર્ષણ બળને સંતુલિત કરી શકે છે,જેનાથી દેડકો અધ્ધર રહી શકે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(D) ચુંબકીય પદાર્થો એવા પદાર્થો છે જે ચુંબક તરફ આકર્ષાય છે. ચુંબકીય પદાર્થોના કેટલાક ઉદાહરણો $Iron$ (લોખંડ),$Steel$ (સ્ટીલ),$Cobalt$ (કોબાલ્ટ) અને $Nickel$ (નિકલ) છે.
અચુંબકીય પદાર્થો એવા પદાર્થો છે જે ચુંબક દ્વારા આકર્ષાતા નથી. અચુંબકીય પદાર્થોના કેટલાક ઉદાહરણો લાકડું,પ્લાસ્ટિક,તાંબુ,રબર અને $Brass$ (પિત્તળ) છે.
તેથી,$Brass$ (પિત્તળ) એ અચુંબકીય પદાર્થ છે.

(B) પ્રવાહી ઓક્સિજન સ્વભાવે $Paramagnetic$ (અનુચુંબકીય) છે.
અનુચુંબકીય પદાર્થો ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા નિર્બળ રીતે આકર્ષાય છે.
જ્યારે પ્રવાહી ઓક્સિજનને ચુંબકના બે ધ્રુવોની વચ્ચે મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે બંને ધ્રુવો તરફ આકર્ષણ બળ અનુભવે છે.
જો પ્રવાહીને બરાબર કેન્દ્રમાં મૂકવામાં આવે,તો બંને ધ્રુવો દ્વારા લાગતું ચુંબકીય બળ મૂલ્યમાં સમાન અને દિશામાં વિરુદ્ધ હોય છે.
પરિણામે,પ્રવાહી ઓક્સિજન પર લાગતું પરિણામી ચુંબકીય બળ શૂન્ય થઈ જાય છે,જેના કારણે તે ધ્રુવોની વચ્ચે લટકતું રહે છે.

(B) ક્યુરી-વેઇસનો નિયમ પેરામેગ્નેટિક વિસ્તારમાં ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થની મેગ્નેટિક સસેપ્ટિબિલિટી $\chi$ દર્શાવે છે.
લોખંડ જેવા ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થ માટે,ફેરોમેગ્નેટિકમાંથી પેરામેગ્નેટિક અવસ્થામાં રૂપાંતર ક્યુરી તાપમાન $(T_C)$ પર થાય છે.
$T_C$ થી નીચે,પદાર્થ સ્વયંભૂ મેગ્નેટાઇઝેશન દર્શાવે છે.
$T_C$ થી ઉપર,પદાર્થ પેરામેગ્નેટ તરીકે વર્તે છે અને ક્યુરી-વેઇસના નિયમનું પાલન કરે છે,જે $\chi = \frac{C}{T - T_C}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $C$ એ ક્યુરી અચળાંક છે અને $T$ એ નિરપેક્ષ તાપમાન છે.
તેથી,લોખંડ ક્યુરી તાપમાનથી ઉપરના તાપમાને ક્યુરી-વેઇસના નિયમનું પાલન કરે છે.

(C) ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ માટે એવા પદાર્થની જરૂર હોય છે જેનું સરળતાથી ચુંબકીયકરણ અને વિ-ચુંબકીયકરણ થઈ શકે.
આ પ્રાપ્ત કરવા માટે,પદાર્થની રિટેન્ટિવિટી (ધારણશક્તિ) ઓછી હોવી જોઈએ જેથી જ્યારે પ્રવાહ બંધ કરવામાં આવે ત્યારે તે ચુંબકત્વ જાળવી ન રાખે.
વધુમાં,તેની કોર્સિવિટી (કોર્સિવ ફોર્સ) પણ ઓછી હોવી જોઈએ જેથી તેને નાના વિરુદ્ધ ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા સરળતાથી વિ-ચુંબકીય કરી શકાય.
તેથી,સાચો વિકલ્પ ઓછી રિટેન્ટિવિટી અને ઓછી કોર્સિવિટી છે.

(B) આપેલી આકૃતિમાં,ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ પદાર્થની અંદરથી બહારની તરફ ધકેલાય છે.
આ વર્તણૂક ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થની લાક્ષણિકતા છે,જે ચુંબકીય ક્ષેત્રોને નબળી રીતે અપાકર્ષે છે.

(D) ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થો એવા પદાર્થો છે જે ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા નિર્બળ રીતે અપાકર્ષાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Bismuth$ એ જાણીતો ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થ છે.
$Aluminium$ એ પેરામેગ્નેટિક છે,$Nickel$ એ ફેરોમેગ્નેટિક છે,અને $Quartz$ સામાન્ય રીતે અચુંબકીય અથવા નિર્બળ ડાયામેગ્નેટિક માનવામાં આવે છે,પરંતુ ભૌતિકવિજ્ઞાનના પાઠ્યપુસ્તકોમાં $Bismuth$ ને ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થના પ્રમાણભૂત ઉદાહરણ તરીકે લેવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત સોલેનોઇડની અંદરનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B_0 = \mu_0 n I$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જ્યારે સોલેનોઇડમાં ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થ દાખલ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે લાગુ કરેલા ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં પ્રબળ રીતે ચુંબકીય બને છે.
કુલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B = B_0 + B_m$ થાય છે,જ્યાં $B_m$ એ પદાર્થના મેગ્નેટાઇઝેશનને કારણે ઉદ્ભવતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર છે.
ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થની સાપેક્ષ પરમીએબિલિટી $\mu_r$ ખૂબ મોટી ($1$ કરતા ઘણી વધારે) હોવાથી,સોલેનોઇડની અંદરનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર નોંધપાત્ર રીતે (ઘણું) વધે છે.

(C) ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થોમાં,પરમાણુમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની કક્ષીય અને સ્પિન ચુંબકીય મોમેન્ટ એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,જેના પરિણામે દરેક પરમાણુ માટે ચોખ્ખી ચુંબકીય ડાયપોલ મોમેન્ટ $\mu_d = 0$ થાય છે.
પેરામેગ્નેટિક પદાર્થોમાં,દરેક પરમાણુ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનને કારણે કાયમી ચુંબકીય ડાયપોલ મોમેન્ટ ધરાવે છે,તેથી $\mu_p \neq 0$ છે.
ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થોમાં પણ દરેક પરમાણુ કાયમી ચુંબકીય ડાયપોલ મોમેન્ટ ધરાવે છે,તેથી $\mu_f \neq 0$ છે.
આમ,વિકલ્પોની સરખામણી કરતા,વિધાન $\mu_d = 0$ અને $\mu_p \neq 0$ સાચું છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે. ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થોની ચુંબકીય સસેપ્ટિબિલિટી નાની અને ઋણ $( \chi < 0)$ હોય છે, ધન હોતી નથી. ડાયામેગ્નેટિઝમ ઇલેક્ટ્રોનની કક્ષીય ગતિને કારણે ઉદ્ભવે છે, જે બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની વિરુદ્ધ ચુંબકીય મોમેન્ટ ઉત્પન્ન કરે છે, જે લેન્ઝના નિયમ (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન) સાથે સુસંગત છે. વધુમાં, ડાયામેગ્નેટિક અણુઓમાં, વ્યક્તિગત ઇલેક્ટ્રોનની ચુંબકીય મોમેન્ટ એકબીજાને નાબૂદ કરે છે, પરિણામે કોઈ કાયમી ચુંબકીય મોમેન્ટ રહેતી નથી.

(D) ક્યુરી તાપમાન $(T_c)$ એ એવું તાપમાન છે કે જેનાથી ઉપર ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થ તેનું સ્વયંભૂ ચુંબકત્વ ગુમાવે છે અને પેરામેગ્નેટિક અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
જ્યારે ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થને તેના ક્યુરી તાપમાનથી ઉપર ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે અણુઓની ઉષ્મીય ગતિ એટલી પ્રબળ બની જાય છે કે તે ચુંબકીય મોમેન્ટ્સને ગોઠવતા એક્સચેન્જ કપલિંગને દૂર કરી શકે છે.
પરિણામે,પદાર્થ તેના ફેરોમેગ્નેટિક ગુણધર્મો ગુમાવે છે અને પેરામેગ્નેટિક પદાર્થની જેમ વર્તવાનું શરૂ કરે છે.