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Magnetic Materials (Diamagnetic, Paramagnetic and Ferromagnetic) Questions in Hindi
Class 12 Physics · Magnetism and Matter · Magnetic Materials (Diamagnetic, Paramagnetic and Ferromagnetic)
222+
Questions
Hindi
Language
100%
With Solutions
Showing 46 of 222 questions in Hindi
151
AdvancedMCQ
सुपरकंडक्टर के रूप में ज्ञात कुछ सामग्रियों का विद्युत प्रतिरोध,जैसे ही उनका तापमान एक क्रांतिक तापमान $T_c(0)$ से नीचे गिरता है,अचानक एक गैर-शून्य मान से शून्य हो जाता है। सुपरकंडक्टर का एक दिलचस्प गुण यह है कि यदि उन्हें चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाए तो उनका क्रांतिक तापमान $T_c(0)$ से कम हो जाता है,अर्थात क्रांतिक तापमान $T_c(B)$ चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता $B$ का एक फलन है। $T_c(B)$ की $B$ पर निर्भरता आकृति में दिखाई गई है।
$1.$ नीचे दिए गए ग्राफ में,एक सुपरकंडक्टर का प्रतिरोध $R$ दो अलग-अलग चुंबकीय क्षेत्रों $B_1$ (ठोस रेखा) और $B_2$ (डैश वाली रेखा) के लिए उसके तापमान $T$ के फलन के रूप में दिखाया गया है। यदि $B_2 > B_1$ है,तो निम्नलिखित में से कौन सा ग्राफ इन क्षेत्रों में $R$ का $T$ के साथ सही परिवर्तन दिखाता है?
$2.$ एक सुपरकंडक्टर का $T_c(0) = 100 \ K$ है। जब $7.5 \ T$ का चुंबकीय क्षेत्र लगाया जाता है,तो इसका $T_c$ घटकर $75 \ K$ हो जाता है। इस सामग्री के लिए,हम निश्चित रूप से कह सकते हैं कि जब:
$(A)$ $B = 5 \ T, T_c(B) = 80 \ K$
$(B)$ $B = 5 \ T, 75 \ K < T_c(B) < 100 \ K$
$(C)$ $B = 10 \ T, 75 \ K < T_c < 100 \ K$
$(D)$ $B = 10 \ T, T_c = 70 \ K$
प्रश्न $1$ और $2$ के उत्तर दें।
$1.$ नीचे दिए गए ग्राफ में,एक सुपरकंडक्टर का प्रतिरोध $R$ दो अलग-अलग चुंबकीय क्षेत्रों $B_1$ (ठोस रेखा) और $B_2$ (डैश वाली रेखा) के लिए उसके तापमान $T$ के फलन के रूप में दिखाया गया है। यदि $B_2 > B_1$ है,तो निम्नलिखित में से कौन सा ग्राफ इन क्षेत्रों में $R$ का $T$ के साथ सही परिवर्तन दिखाता है?
$2.$ एक सुपरकंडक्टर का $T_c(0) = 100 \ K$ है। जब $7.5 \ T$ का चुंबकीय क्षेत्र लगाया जाता है,तो इसका $T_c$ घटकर $75 \ K$ हो जाता है। इस सामग्री के लिए,हम निश्चित रूप से कह सकते हैं कि जब:
$(A)$ $B = 5 \ T, T_c(B) = 80 \ K$
$(B)$ $B = 5 \ T, 75 \ K < T_c(B) < 100 \ K$
$(C)$ $B = 10 \ T, 75 \ K < T_c < 100 \ K$
$(D)$ $B = 10 \ T, T_c = 70 \ K$
प्रश्न $1$ और $2$ के उत्तर दें।
A
$(A, B)$
B
$(B, C)$
C
$(A, D)$
D
$(B, D)$
Solution
(A) $1.$ $T_c(B)$ बनाम $B$ के दिए गए ग्राफ से यह स्पष्ट है कि जैसे-जैसे चुंबकीय क्षेत्र $B$ बढ़ता है,क्रांतिक तापमान $T_c(B)$ घटता जाता है। चूंकि $B_2 > B_1$,इसलिए $B_2$ के लिए क्रांतिक तापमान $B_1$ की तुलना में कम होना चाहिए। इसलिए,शून्य प्रतिरोध की ओर संक्रमण $B_2$ के लिए $B_1$ की तुलना में कम तापमान पर होता है। ग्राफ $A$ इस व्यवहार को सही ढंग से दिखाता है,जहाँ डैश वाली रेखा $(B_2)$ ठोस रेखा $(B_1)$ की तुलना में कम तापमान पर शून्य प्रतिरोध की ओर जाती है।
$2.$ $T_c(B)$ बनाम $B$ का ग्राफ एक घटता हुआ फलन है। हमें $T_c(0) = 100 \ K$ और $T_c(7.5 \ T) = 75 \ K$ दिया गया है।
$B = 5 \ T$ के लिए (जहाँ $0 < 5 < 7.5$),क्रांतिक तापमान $T_c(5 \ T)$ को $T_c(7.5 \ T)$ और $T_c(0)$ के बीच होना चाहिए,अर्थात $75 \ K < T_c(5 \ T) < 100 \ K$। यह कथन $(B)$ से मेल खाता है।
$B = 10 \ T$ के लिए (जहाँ $10 > 7.5$),क्रांतिक तापमान $T_c(10 \ T)$ को $T_c(7.5 \ T)$ से कम होना चाहिए,अर्थात $T_c(10 \ T) < 75 \ K$। यह कथन $(C)$ को गलत बनाता है और कथन $(D)$ एक संभावना है,लेकिन मोनोटोनिक गिरावट के आधार पर $(B)$ निश्चित रूप से सत्य है।
$2.$ $T_c(B)$ बनाम $B$ का ग्राफ एक घटता हुआ फलन है। हमें $T_c(0) = 100 \ K$ और $T_c(7.5 \ T) = 75 \ K$ दिया गया है।
$B = 5 \ T$ के लिए (जहाँ $0 < 5 < 7.5$),क्रांतिक तापमान $T_c(5 \ T)$ को $T_c(7.5 \ T)$ और $T_c(0)$ के बीच होना चाहिए,अर्थात $75 \ K < T_c(5 \ T) < 100 \ K$। यह कथन $(B)$ से मेल खाता है।
$B = 10 \ T$ के लिए (जहाँ $10 > 7.5$),क्रांतिक तापमान $T_c(10 \ T)$ को $T_c(7.5 \ T)$ से कम होना चाहिए,अर्थात $T_c(10 \ T) < 75 \ K$। यह कथन $(C)$ को गलत बनाता है और कथन $(D)$ एक संभावना है,लेकिन मोनोटोनिक गिरावट के आधार पर $(B)$ निश्चित रूप से सत्य है।
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EasyMCQ
प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति (susceptibility):
A
$a, c$
B
$b$
C
$b, d$
D
$a, c, d$
Solution
(C) प्रतिचुंबकीय पदार्थ के लिए,चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ छोटी और ऋणात्मक होती है। यह तापमान $T$ से स्वतंत्र होती है क्योंकि इलेक्ट्रॉनों की कक्षीय गति तापीय विक्षोभ से महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं होती है। अतः,सही कथन यह है कि यह तापमान से स्वतंत्र है और यह ऋणात्मक है। इसलिए,सही विकल्प $(b, d)$ है।
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EasyMCQ
एक प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) पदार्थ के लिए चुंबकीय प्रवृत्ति $(\chi)$ का तापमान $(T)$ के साथ परिवर्तन किस ग्राफ द्वारा सही ढंग से दर्शाया गया है?
A
ग्राफ $(A)$
B
ग्राफ $(B)$
C
ग्राफ $(C)$
D
ग्राफ $(D)$
Solution
(C) एक प्रतिचुंबकीय पदार्थ के लिए,चुंबकीय प्रवृत्ति $(\chi)$ छोटी और ऋणात्मक होती है।
यह पदार्थ के तापमान $(T)$ से स्वतंत्र होती है।
इसलिए,$(\chi)$ बनाम $(T)$ का ग्राफ तापमान अक्ष के समानांतर एक सीधी रेखा है,जो $(\chi)$ अक्ष के ऋणात्मक क्षेत्र में स्थित है।
दिए गए विकल्पों को देखने पर,ग्राफ $(A)$ इस व्यवहार को सही ढंग से दर्शाता है।
यह पदार्थ के तापमान $(T)$ से स्वतंत्र होती है।
इसलिए,$(\chi)$ बनाम $(T)$ का ग्राफ तापमान अक्ष के समानांतर एक सीधी रेखा है,जो $(\chi)$ अक्ष के ऋणात्मक क्षेत्र में स्थित है।
दिए गए विकल्पों को देखने पर,ग्राफ $(A)$ इस व्यवहार को सही ढंग से दर्शाता है।
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EasyMCQ
किसी उपकरण को चुंबकीय क्षेत्र से बचाने के लिए,उसे पूरी तरह से किससे घेर दिया जाता है?
A
नरम फेरोमैग्नेटिक पदार्थ।
B
केवल डायमैग्नेटिक पदार्थ।
C
केवल पैरामैग्नेटिक पदार्थ।
D
डायमैग्नेटिक और पैरामैग्नेटिक दोनों पदार्थ।
Solution
(A) किसी उपकरण को बाहरी चुंबकीय क्षेत्र से बचाने के लिए,चुंबकीय परिरक्षण (magnetic shielding) की घटना का उपयोग किया जाता है।
चुंबकीय परिरक्षण उच्च चुंबकीय पारगम्यता (permeability) वाली सामग्री,जैसे कि नरम लोहा (एक नरम फेरोमैग्नेटिक पदार्थ),से उपकरण को घेरकर प्राप्त किया जाता है।
जब इसे बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है,तो चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं हवा या उपकरण के अंदर की जगह के बजाय उच्च पारगम्यता वाली सामग्री से गुजरना पसंद करती हैं।
परिणामस्वरूप,आंतरिक क्षेत्र बाहरी चुंबकीय क्षेत्र से मुक्त रहता है,जो उपकरण को प्रभावी ढंग से सुरक्षित करता है।
चुंबकीय परिरक्षण उच्च चुंबकीय पारगम्यता (permeability) वाली सामग्री,जैसे कि नरम लोहा (एक नरम फेरोमैग्नेटिक पदार्थ),से उपकरण को घेरकर प्राप्त किया जाता है।
जब इसे बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है,तो चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं हवा या उपकरण के अंदर की जगह के बजाय उच्च पारगम्यता वाली सामग्री से गुजरना पसंद करती हैं।
परिणामस्वरूप,आंतरिक क्षेत्र बाहरी चुंबकीय क्षेत्र से मुक्त रहता है,जो उपकरण को प्रभावी ढंग से सुरक्षित करता है।
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EasyMCQ
एक फेरोमैग्नेटिक पदार्थ को उसके $Curie$ तापमान से ऊपर गर्म किया जाता है। निम्नलिखित में से सही कथन है कि
A
फेरोमैग्नेटिक डोमेन पूरी तरह से व्यवस्थित होते हैं।
B
फेरोमैग्नेटिक डोमेन यादृच्छिक (random) हो जाते हैं।
C
फेरोमैग्नेटिक डोमेन प्रभावित नहीं होते हैं।
D
फेरोमैग्नेटिक पदार्थ खुद को डायमैग्नेटिक पदार्थ में बदल लेता है।
Solution
(B) जब किसी फेरोमैग्नेटिक पदार्थ को उसके $Curie$ तापमान $(T_C)$ से ऊपर गर्म किया जाता है,तो परमाणुओं की ऊष्मीय ऊर्जा इतनी अधिक हो जाती है कि वह उन एक्सचेंज कपलिंग बलों को पार कर लेती है जो चुंबकीय आघूर्णों को डोमेन के भीतर संरेखित रखते हैं।
परिणामस्वरूप,व्यवस्थित चुंबकीय डोमेन नष्ट हो जाते हैं और ऊष्मीय हलचल के कारण चुंबकीय आघूर्ण यादृच्छिक (random) रूप से उन्मुख हो जाते हैं।
अतः,पदार्थ अपने फेरोमैग्नेटिक गुणों को खो देता है और एक पैरामैग्नेटिक पदार्थ में परिवर्तित हो जाता है।
इसलिए,सही कथन यह है कि फेरोमैग्नेटिक डोमेन यादृच्छिक हो जाते हैं।
परिणामस्वरूप,व्यवस्थित चुंबकीय डोमेन नष्ट हो जाते हैं और ऊष्मीय हलचल के कारण चुंबकीय आघूर्ण यादृच्छिक (random) रूप से उन्मुख हो जाते हैं।
अतः,पदार्थ अपने फेरोमैग्नेटिक गुणों को खो देता है और एक पैरामैग्नेटिक पदार्थ में परिवर्तित हो जाता है।
इसलिए,सही कथन यह है कि फेरोमैग्नेटिक डोमेन यादृच्छिक हो जाते हैं।
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MediumMCQ
चुंबकत्व में क्यूरी के नियम के अनुसार,सही संबंध क्या है? $(M=$ अनुचुंबकीय नमूने में चुंबकन,$B=$ आरोपित चुंबकीय क्षेत्र,$T=$ पदार्थ का परम ताप,$C=$ क्यूरी नियतांक $)$
A
$M=\frac{T}{CB}$
B
$M=\frac{CB}{T}$
C
$C=\frac{MB}{T}$
D
$C=\frac{T^2}{MB}$
Solution
(B) क्यूरी के नियम के अनुसार,किसी अनुचुंबकीय पदार्थ का चुंबकन $M$,आरोपित चुंबकीय क्षेत्र $B$ के सीधे आनुपातिक और परम ताप $T$ के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
गणितीय रूप से,इसे $M \propto \frac{B}{T}$ के रूप में व्यक्त किया जाता है।
क्यूरी नियतांक $C$ को शामिल करने पर,हमें संबंध $M = C \frac{B}{T}$ प्राप्त होता है,जिसे $M = \frac{CB}{T}$ के रूप में लिखा जा सकता है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।
गणितीय रूप से,इसे $M \propto \frac{B}{T}$ के रूप में व्यक्त किया जाता है।
क्यूरी नियतांक $C$ को शामिल करने पर,हमें संबंध $M = C \frac{B}{T}$ प्राप्त होता है,जिसे $M = \frac{CB}{T}$ के रूप में लिखा जा सकता है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।
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EasyMCQ
क्यूरी तापमान के ऊपर,एक लौह-चुंबकीय (ferromagnetic) पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति (susceptibility) कैसे बदलती है?
A
परम तापमान के सीधे समानुपाती होती है।
B
परम तापमान के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
C
परम तापमान के वर्गमूल के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
D
परम तापमान के वर्गमूल के सीधे समानुपाती होती है।
Solution
(B) क्यूरी-वाइस नियम के अनुसार,एक लौह-चुंबकीय पदार्थ के लिए क्यूरी तापमान $T_C$ के ऊपर चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ को इस संबंध द्वारा दिया जाता है: $\chi = \frac{C}{T - T_C}$,जहाँ $C$ क्यूरी स्थिरांक है और $T$ परम तापमान है।
$T > T_C$ के लिए,चुंबकीय प्रवृत्ति परम तापमान और क्यूरी तापमान के अंतर के व्युत्क्रमानुपाती होती है। कई सरल संदर्भों में,यह कहा जाता है कि चुंबकीय प्रवृत्ति परम तापमान $(T)$ के व्युत्क्रमानुपाती होती है क्योंकि पदार्थ अनुचुंबकीय (paramagnetic) रूप में व्यवहार करता है।
$T > T_C$ के लिए,चुंबकीय प्रवृत्ति परम तापमान और क्यूरी तापमान के अंतर के व्युत्क्रमानुपाती होती है। कई सरल संदर्भों में,यह कहा जाता है कि चुंबकीय प्रवृत्ति परम तापमान $(T)$ के व्युत्क्रमानुपाती होती है क्योंकि पदार्थ अनुचुंबकीय (paramagnetic) रूप में व्यवहार करता है।
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EasyMCQ
ऋणात्मक चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) वाले पदार्थ हैं
A
अनुचुंबकीय (paramagnetic).
B
प्रतिचुंबकीय (diamagnetic).
C
लौहचुंबकीय (ferromagnetic).
D
अनुचुंबकीय और लौहचुंबकीय दोनों।
Solution
(B) चुंबकीय प्रवृत्ति $(\chi)$ यह मापती है कि कोई पदार्थ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में कितना चुम्बकित होगा।
प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) पदार्थों के लिए, चुंबकीय प्रवृत्ति $(\chi)$ छोटी और ऋणात्मक $(-1 \le \chi < 0)$ होती है।
अनुचुंबकीय (paramagnetic) पदार्थों के लिए, चुंबकीय प्रवृत्ति $(\chi)$ छोटी और धनात्मक $(\chi > 0)$ होती है।
लौहचुंबकीय (ferromagnetic) पदार्थों के लिए, चुंबकीय प्रवृत्ति $(\chi)$ बड़ी और धनात्मक $(\chi \gg 0)$ होती है।
अतः, ऋणात्मक चुंबकीय प्रवृत्ति वाले पदार्थ प्रतिचुंबकीय होते हैं।
प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) पदार्थों के लिए, चुंबकीय प्रवृत्ति $(\chi)$ छोटी और ऋणात्मक $(-1 \le \chi < 0)$ होती है।
अनुचुंबकीय (paramagnetic) पदार्थों के लिए, चुंबकीय प्रवृत्ति $(\chi)$ छोटी और धनात्मक $(\chi > 0)$ होती है।
लौहचुंबकीय (ferromagnetic) पदार्थों के लिए, चुंबकीय प्रवृत्ति $(\chi)$ बड़ी और धनात्मक $(\chi \gg 0)$ होती है।
अतः, ऋणात्मक चुंबकीय प्रवृत्ति वाले पदार्थ प्रतिचुंबकीय होते हैं।
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EasyMCQ
चांदी जैसे प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) पदार्थ की एक पतली,हल्की छड़ को एक समान बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में लटकाया जाता है। यह अपनी लंबाई के साथ कैसे संरेखित (align) होगी?
A
चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत।
B
चुंबकीय क्षेत्र के साथ $120^{\circ}$ के कोण पर झुकी हुई।
C
चुंबकीय क्षेत्र के साथ $45^{\circ}$ के कोण पर झुकी हुई।
D
चुंबकीय क्षेत्र के समानांतर।
Solution
(A) एक प्रतिचुंबकीय पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र द्वारा दुर्बल रूप से प्रतिकर्षित होता है।
जब एक प्रतिचुंबकीय पदार्थ की पतली छड़ को एक समान बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है,तो यह एक टॉर्क का अनुभव करती है जो छड़ को न्यूनतम स्थितिज ऊर्जा की स्थिति में संरेखित करने की प्रवृत्ति रखता है।
एक प्रतिचुंबकीय छड़ के लिए,स्थितिज ऊर्जा तब न्यूनतम होती है जब छड़ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के लंबवत होती है।
इसलिए,छड़ अपनी चुंबकीय स्थितिज ऊर्जा को कम करने के लिए चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत संरेखित हो जाएगी।
जब एक प्रतिचुंबकीय पदार्थ की पतली छड़ को एक समान बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है,तो यह एक टॉर्क का अनुभव करती है जो छड़ को न्यूनतम स्थितिज ऊर्जा की स्थिति में संरेखित करने की प्रवृत्ति रखता है।
एक प्रतिचुंबकीय छड़ के लिए,स्थितिज ऊर्जा तब न्यूनतम होती है जब छड़ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के लंबवत होती है।
इसलिए,छड़ अपनी चुंबकीय स्थितिज ऊर्जा को कम करने के लिए चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत संरेखित हो जाएगी।
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EasyMCQ
अनुचुंबकीय (paramagnetic) पदार्थ के लिए, चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) होती है
A
छोटी और ऋणात्मक
B
बड़ी और ऋणात्मक
C
छोटी और धनात्मक
D
बड़ी और धनात्मक
Solution
(C) किसी पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति $(\chi)$ यह मापती है कि बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखे जाने पर वह कितनी आसानी से चुंबकित हो सकता है।
अनुचुंबकीय पदार्थों के लिए, परमाणुओं या अणुओं में स्थायी चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्ण होता है।
जब इन्हें बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो ये द्विध्रुव क्षेत्र की दिशा में दुर्बल रूप से संरेखित हो जाते हैं।
परिणामस्वरूप, अनुचुंबकीय पदार्थ छोटी और धनात्मक चुंबकीय प्रवृत्ति ($0 < \chi < \epsilon$, जहाँ $\epsilon$ एक छोटा धनात्मक मान है) प्रदर्शित करते हैं।
अतः, सही विकल्प $C$ है।
अनुचुंबकीय पदार्थों के लिए, परमाणुओं या अणुओं में स्थायी चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्ण होता है।
जब इन्हें बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो ये द्विध्रुव क्षेत्र की दिशा में दुर्बल रूप से संरेखित हो जाते हैं।
परिणामस्वरूप, अनुचुंबकीय पदार्थ छोटी और धनात्मक चुंबकीय प्रवृत्ति ($0 < \chi < \epsilon$, जहाँ $\epsilon$ एक छोटा धनात्मक मान है) प्रदर्शित करते हैं।
अतः, सही विकल्प $C$ है।
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EasyMCQ
चुंबकीय पदार्थ का चुंबकीय गुण किसके साथ जुड़ा होता है?
A
नाभिक की चक्रण (स्पिन) गति।
B
इलेक्ट्रॉनों की कक्षीय और चक्रण गति।
C
केवल इलेक्ट्रॉनों की कक्षीय गति।
D
केवल इलेक्ट्रॉनों की चक्रण गति।
Solution
(B) पदार्थों के चुंबकीय गुण परमाणुओं में मौजूद इलेक्ट्रॉनों से जुड़े चुंबकीय आघूर्ण (magnetic moments) से उत्पन्न होते हैं।
ये चुंबकीय आघूर्ण मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनों की दो प्रकार की गतियों के कारण होते हैं:
$1$. नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉन की कक्षीय गति,जो एक कक्षीय चुंबकीय आघूर्ण बनाती है।
$2$. इलेक्ट्रॉन की अपनी धुरी पर आंतरिक चक्रण (स्पिन) गति,जो एक चक्रण चुंबकीय आघूर्ण बनाती है।
इसलिए,एक परमाणु का कुल चुंबकीय आघूर्ण उसके सभी इलेक्ट्रॉनों के कक्षीय और चक्रण चुंबकीय आघूर्णों का सदिश योग होता है।
ये चुंबकीय आघूर्ण मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनों की दो प्रकार की गतियों के कारण होते हैं:
$1$. नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉन की कक्षीय गति,जो एक कक्षीय चुंबकीय आघूर्ण बनाती है।
$2$. इलेक्ट्रॉन की अपनी धुरी पर आंतरिक चक्रण (स्पिन) गति,जो एक चक्रण चुंबकीय आघूर्ण बनाती है।
इसलिए,एक परमाणु का कुल चुंबकीय आघूर्ण उसके सभी इलेक्ट्रॉनों के कक्षीय और चक्रण चुंबकीय आघूर्णों का सदिश योग होता है।
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EasyMCQ
यदि $M_z$ एक अनुचुंबकीय (paramagnetic) नमूने का चुंबकन (magnetization) है,$B$ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र है,$T$ परम तापमान है और $C$ क्यूरी स्थिरांक है,तो चुंबकत्व में क्यूरी के नियम के अनुसार,सही संबंध है:
A
$M_Z = \frac{T}{C B}$
B
$M_Z = \frac{C B}{T}$
C
$C = \frac{M_Z B}{T}$
D
$C = \frac{T^2}{M_z B}$
Solution
(B) अनुचुंबकीय पदार्थों के लिए क्यूरी के नियम के अनुसार,चुंबकन $M_z$ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र $B$ के सीधे आनुपातिक और परम तापमान $T$ के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
गणितीय रूप से,इसे $M_z \propto \frac{B}{T}$ के रूप में व्यक्त किया जाता है।
क्यूरी स्थिरांक $C$ को शामिल करने पर,हमें संबंध $M_z = C \frac{B}{T}$ या $M_z = \frac{C B}{T}$ प्राप्त होता है।
अतः,सही संबंध $M_z = \frac{C B}{T}$ है।
गणितीय रूप से,इसे $M_z \propto \frac{B}{T}$ के रूप में व्यक्त किया जाता है।
क्यूरी स्थिरांक $C$ को शामिल करने पर,हमें संबंध $M_z = C \frac{B}{T}$ या $M_z = \frac{C B}{T}$ प्राप्त होता है।
अतः,सही संबंध $M_z = \frac{C B}{T}$ है।
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EasyMCQ
किसी फेरोमैग्नेटिक पदार्थ पर बाहरी चुंबकीय क्षेत्र लगाने पर,उसके डोमेन:
A
चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में संरेखित हो जाते हैं
B
चुंबकीय क्षेत्र की विपरीत दिशा में संरेखित हो जाते हैं
C
अप्रभावित रहते हैं
D
उपरोक्त में से कोई नहीं
Solution
(A) एक फेरोमैग्नेटिक पदार्थ में,परमाणु छोटे क्षेत्रों में समूहित होते हैं जिन्हें डोमेन कहा जाता है,जिनमें से प्रत्येक एक छोटे चुंबक के रूप में कार्य करता है।
जब एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र लगाया जाता है,तो ये डोमेन बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में संरेखित हो जाते हैं।
इस संरेखण के परिणामस्वरूप लगाए गए क्षेत्र की दिशा में एक मजबूत नेट चुंबकत्व (net magnetization) उत्पन्न होता है।
जब एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र लगाया जाता है,तो ये डोमेन बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में संरेखित हो जाते हैं।
इस संरेखण के परिणामस्वरूप लगाए गए क्षेत्र की दिशा में एक मजबूत नेट चुंबकत्व (net magnetization) उत्पन्न होता है।
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EasyMCQ
निकल कमरे के तापमान पर फेरोमैग्नेटिक गुण प्रदर्शित करता है। यदि तापमान को क्यूरी तापमान से अधिक बढ़ा दिया जाए,तो यह क्या प्रदर्शित करेगा?
A
पैरामैग्नेटिज्म
B
एंटी-फेरोमैग्नेटिज्म
C
कोई चुंबकीय गुण नहीं
D
डायमैग्नेटिज्म
Solution
(A) निकल 'एक्सचेंज कपलिंग' नामक एक क्वांटम भौतिक प्रभाव के कारण फेरोमैग्नेटिज्म प्रदर्शित करता है,जिसमें एक परमाणु के इलेक्ट्रॉन स्पिन अपने पड़ोसी परमाणुओं के स्पिन के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।
यह परस्पर क्रिया परमाणुओं के चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्णों (magnetic dipole moments) के संरेखण का कारण बनती है,जो तापीय टक्करों की यादृच्छिक प्रवृत्ति पर हावी हो जाती है।
यह निरंतर संरेखण ही फेरोमैग्नेटिक पदार्थों में स्थायी चुंबकत्व के लिए जिम्मेदार है।
जब किसी फेरोमैग्नेटिक पदार्थ का तापमान एक निश्चित क्रांतिक मान से ऊपर उठाया जाता है,जिसे क्यूरी तापमान $(T_C)$ कहा जाता है,तो एक्सचेंज कपलिंग प्रभावी नहीं रह जाती है।
परिणामस्वरूप,पदार्थ फेरोमैग्नेटिक से पैरामैग्नेटिक अवस्था में परिवर्तित हो जाता है।
पैरामैग्नेटिक अवस्था में,द्विध्रुव अभी भी बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के साथ संरेखित होने की प्रवृत्ति रखते हैं,लेकिन यह संरेखण बहुत कमजोर होता है और तापीय हलचल इसे आसानी से बाधित कर सकती है।
यह परस्पर क्रिया परमाणुओं के चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्णों (magnetic dipole moments) के संरेखण का कारण बनती है,जो तापीय टक्करों की यादृच्छिक प्रवृत्ति पर हावी हो जाती है।
यह निरंतर संरेखण ही फेरोमैग्नेटिक पदार्थों में स्थायी चुंबकत्व के लिए जिम्मेदार है।
जब किसी फेरोमैग्नेटिक पदार्थ का तापमान एक निश्चित क्रांतिक मान से ऊपर उठाया जाता है,जिसे क्यूरी तापमान $(T_C)$ कहा जाता है,तो एक्सचेंज कपलिंग प्रभावी नहीं रह जाती है।
परिणामस्वरूप,पदार्थ फेरोमैग्नेटिक से पैरामैग्नेटिक अवस्था में परिवर्तित हो जाता है।
पैरामैग्नेटिक अवस्था में,द्विध्रुव अभी भी बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के साथ संरेखित होने की प्रवृत्ति रखते हैं,लेकिन यह संरेखण बहुत कमजोर होता है और तापीय हलचल इसे आसानी से बाधित कर सकती है।
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EasyMCQ
अनुचुंबकीय (paramagnetic) पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) होती है:
A
ऋणात्मक और बड़ी।
B
ऋणात्मक और छोटी।
C
धनात्मक और बड़ी।
D
धनात्मक और छोटी।
Solution
(D) चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ यह मापती है कि कोई पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र में कितनी आसानी से चुंबकित हो सकता है।
अनुचुंबकीय पदार्थों के लिए, परमाणुओं में स्थायी चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्ण होता है।
जब इन्हें बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो ये द्विध्रुव क्षेत्र की दिशा में संरेखित हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप क्षेत्र की दिशा में एक कमजोर चुंबकन उत्पन्न होता है।
इसलिए, अनुचुंबकीय पदार्थों के लिए चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ धनात्मक और छोटी होती है (आमतौर पर $10^{-5}$ से $10^{-3}$ की सीमा में)।
अतः, सही विकल्प $D$ है।
अनुचुंबकीय पदार्थों के लिए, परमाणुओं में स्थायी चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्ण होता है।
जब इन्हें बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो ये द्विध्रुव क्षेत्र की दिशा में संरेखित हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप क्षेत्र की दिशा में एक कमजोर चुंबकन उत्पन्न होता है।
इसलिए, अनुचुंबकीय पदार्थों के लिए चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ धनात्मक और छोटी होती है (आमतौर पर $10^{-5}$ से $10^{-3}$ की सीमा में)।
अतः, सही विकल्प $D$ है।
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EasyMCQ
यदि $\chi_1$,$\chi_2$ और $\chi_3$ क्रमशः $T_1 \ K$,$T_2 \ K$ और $T_3 \ K$ तापमान पर एक अनुचुंबकीय (paramagnetic) पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) हैं,तो निम्नलिखित में से कौन सा संबंध सही है?
A
$\chi_1 : \chi_2 = T_1 : T_2, \chi_2 : \chi_3 = T_3 : T_2$
B
$\chi_1 : \chi_2 = T_1 : T_2, \chi_2 : \chi_3 = T_2 : T_3$
C
$\chi_1 : \chi_2 = T_2 : T_1, \chi_2 : \chi_3 = T_3 : T_2$
D
$\chi_1 : \chi_2 = T_2 : T_1, \chi_2 : \chi_3 = T_2 : T_3$
Solution
(C) क्यूरी के नियम के अनुसार,एक अनुचुंबकीय पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ उसके परम तापमान $T$ के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
गणितीय रूप से,$\chi \propto \frac{1}{T}$ या $\chi T = \text{स्थिरांक}$.
इसलिए,तापमान $T_1, T_2$ और $T_3$ के लिए,हमारे पास $\chi_1 T_1 = \chi_2 T_2 = \chi_3 T_3$ है।
$\chi_1 T_1 = \chi_2 T_2$ से,हमें $\frac{\chi_1}{\chi_2} = \frac{T_2}{T_1}$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है $\chi_1 : \chi_2 = T_2 : T_1$.
$\chi_2 T_2 = \chi_3 T_3$ से,हमें $\frac{\chi_2}{\chi_3} = \frac{T_3}{T_2}$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है $\chi_2 : \chi_3 = T_3 : T_2$.
अतः,सही संबंध $\chi_1 : \chi_2 = T_2 : T_1$ और $\chi_2 : \chi_3 = T_3 : T_2$ है।
गणितीय रूप से,$\chi \propto \frac{1}{T}$ या $\chi T = \text{स्थिरांक}$.
इसलिए,तापमान $T_1, T_2$ और $T_3$ के लिए,हमारे पास $\chi_1 T_1 = \chi_2 T_2 = \chi_3 T_3$ है।
$\chi_1 T_1 = \chi_2 T_2$ से,हमें $\frac{\chi_1}{\chi_2} = \frac{T_2}{T_1}$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है $\chi_1 : \chi_2 = T_2 : T_1$.
$\chi_2 T_2 = \chi_3 T_3$ से,हमें $\frac{\chi_2}{\chi_3} = \frac{T_3}{T_2}$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है $\chi_2 : \chi_3 = T_3 : T_2$.
अतः,सही संबंध $\chi_1 : \chi_2 = T_2 : T_1$ और $\chi_2 : \chi_3 = T_3 : T_2$ है।
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EasyMCQ
निम्नलिखित में से किस पदार्थ के लिए, चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) तापमान से स्वतंत्र होती है?
A
केवल प्रतिचुंबकीय (Diamagnetic).
B
केवल अनुचुंबकीय (Paramagnetic).
C
केवल लौहचुंबकीय (Ferromagnetic).
D
प्रतिचुंबकीय और अनुचुंबकीय दोनों।
Solution
(A) प्रतिचुंबकीय पदार्थों की चुंबकीय प्रवृत्ति $(\chi)$ छोटी और ऋणात्मक होती है। यह इलेक्ट्रॉनों की कक्षीय गति के कारण उत्पन्न होती है और अनिवार्य रूप से तापमान से स्वतंत्र होती है। इसके विपरीत, अनुचुंबकीय और लौहचुंबकीय पदार्थों की चुंबकीय प्रवृत्ति क्रमशः क्यूरी के नियम और क्यूरी-वाइस नियम के अनुसार तापमान पर निर्भर करती है।
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EasyMCQ
चुंबकीय क्षेत्र से सुरक्षित रखने के लिए उपकरण को किसके द्वारा घेरकर चुंबकीय परिरक्षण (Magnetic shielding) किया जाता है?
A
नरम फेरोमैग्नेटिक पदार्थ (नरम लोहा)।
B
डायमैग्नेटिक पदार्थ (फाइन कॉपर गेज)।
C
पैरामैग्नेटिक पदार्थ (एल्युमीनियम)।
D
पैरामैग्नेटिक पदार्थ (टैंटलम)।
Solution
(A) चुंबकीय परिरक्षण (Magnetic shielding) संवेदनशील उपकरण को उच्च चुंबकीय पारगम्यता (magnetic permeability) वाले पदार्थ,जैसे कि नरम लोहे,के खोल में रखकर प्राप्त किया जाता है।
जब एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र लगाया जाता है,तो चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं हवा या आंतरिक स्थान के बजाय उच्च पारगम्यता वाले पदार्थ से गुजरना पसंद करती हैं।
यह प्रभावी रूप से चुंबकीय फ्लक्स को संरक्षित क्षेत्र के चारों ओर मोड़ देता है,जिससे उपकरण बाहरी चुंबकीय क्षेत्र से सुरक्षित हो जाता है।
जब एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र लगाया जाता है,तो चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं हवा या आंतरिक स्थान के बजाय उच्च पारगम्यता वाले पदार्थ से गुजरना पसंद करती हैं।
यह प्रभावी रूप से चुंबकीय फ्लक्स को संरक्षित क्षेत्र के चारों ओर मोड़ देता है,जिससे उपकरण बाहरी चुंबकीय क्षेत्र से सुरक्षित हो जाता है।
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EasyMCQ
$300 \ K$ तापमान पर टंगस्टन की चुंबकीय प्रवृत्ति (susceptibility) $6.8 \times 10^{-5}$ है। $400 \ K$ तापमान पर इसकी चुंबकीय प्रवृत्ति क्या होगी?
A
$5.1 \times 10^{-5}$
B
$6.8 \times 10^{-5}$
C
$3.4 \times 10^{-5}$
D
$4.8 \times 10^{-5}$
Solution
(A) टंगस्टन एक अनुचुंबकीय (paramagnetic) पदार्थ है। क्यूरी के नियम के अनुसार,किसी अनुचुंबकीय पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ उसके परम तापमान $T$ के व्युत्क्रमानुपाती होती है,अर्थात $\chi \propto \frac{1}{T}$।
इसलिए,$\chi_1 T_1 = \chi_2 T_2$।
दिया गया है: $\chi_1 = 6.8 \times 10^{-5}$,$T_1 = 300 \ K$,$T_2 = 400 \ K$।
मान रखने पर: $(6.8 \times 10^{-5}) \times 300 = \chi_2 \times 400$।
$\chi_2 = \frac{6.8 \times 10^{-5} \times 300}{400} = 6.8 \times 10^{-5} \times 0.75 = 5.1 \times 10^{-5}$।
इसलिए,$\chi_1 T_1 = \chi_2 T_2$।
दिया गया है: $\chi_1 = 6.8 \times 10^{-5}$,$T_1 = 300 \ K$,$T_2 = 400 \ K$।
मान रखने पर: $(6.8 \times 10^{-5}) \times 300 = \chi_2 \times 400$।
$\chi_2 = \frac{6.8 \times 10^{-5} \times 300}{400} = 6.8 \times 10^{-5} \times 0.75 = 5.1 \times 10^{-5}$।
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EasyMCQ
एक अनुचुंबकीय (paramagnetic) पदार्थ की $-73^{\circ} C$ पर चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) $0.0075$ है। $-173^{\circ} C$ पर इसका मान क्या होगा?
A
$0.0075$
B
$0.0045$
C
$0.0150$
D
$0.0030$
Solution
(C) क्यूरी के नियम के अनुसार,एक अनुचुंबकीय पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ उसके परम ताप $T$ के व्युत्क्रमानुपाती होती है,अर्थात $\chi \propto \frac{1}{T}$।
इसलिए,$\frac{\chi_1}{\chi_2} = \frac{T_2}{T_1}$।
दिया गया है:
$T_1 = -73^{\circ} C = 273 - 73 = 200 \ K$
$T_2 = -173^{\circ} C = 273 - 173 = 100 \ K$
$\chi_1 = 0.0075$
मान रखने पर:
$\chi_2 = \chi_1 \times \frac{T_1}{T_2} = 0.0075 \times \frac{200}{100} = 0.0075 \times 2 = 0.0150$।
अतः,सही विकल्प $C$ है।
इसलिए,$\frac{\chi_1}{\chi_2} = \frac{T_2}{T_1}$।
दिया गया है:
$T_1 = -73^{\circ} C = 273 - 73 = 200 \ K$
$T_2 = -173^{\circ} C = 273 - 173 = 100 \ K$
$\chi_1 = 0.0075$
मान रखने पर:
$\chi_2 = \chi_1 \times \frac{T_1}{T_2} = 0.0075 \times \frac{200}{100} = 0.0075 \times 2 = 0.0150$।
अतः,सही विकल्प $C$ है।
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EasyMCQ
जब सोने के एक गोले को एक शक्तिशाली चुंबक के पास लाया जाता है,तो वह अनुभव करता है:
A
आकर्षण बल।
B
प्रतिकर्षण बल।
C
शून्य बल।
D
नाभिकीय बल।
Solution
(B) सोना एक प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) पदार्थ है।
प्रतिचुंबकीय पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र द्वारा दुर्बल रूप से प्रतिकर्षित होते हैं।
इसलिए,जब सोने के गोले को एक शक्तिशाली चुंबक के पास लाया जाता है,तो वह एक दुर्बल प्रतिकर्षण बल का अनुभव करता है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।
प्रतिचुंबकीय पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र द्वारा दुर्बल रूप से प्रतिकर्षित होते हैं।
इसलिए,जब सोने के गोले को एक शक्तिशाली चुंबक के पास लाया जाता है,तो वह एक दुर्बल प्रतिकर्षण बल का अनुभव करता है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।
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EasyMCQ
तीन चुंबकीय पदार्थों $X$,$Y$ और $Z$ के लिए चुंबकन की तीव्रता $(I)$ और लागू चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता $(H)$ में परिवर्तन को ग्राफ में क्रमशः $OX$,$OY$ और $OZ$ के रूप में दिखाया गया है। पदार्थ $X$,$Y$ और $Z$ क्रमशः हैं:
A
अनुचुंबकीय (paramagnetic),प्रतिचुंबकीय (diamagnetic),लौहचुंबकीय (ferromagnetic)
B
प्रतिचुंबकीय (diamagnetic),अनुचुंबकीय (paramagnetic),लौहचुंबकीय (ferromagnetic)
C
लौहचुंबकीय (ferromagnetic),प्रतिचुंबकीय (diamagnetic),अनुचुंबकीय (paramagnetic)
D
प्रतिचुंबकीय (diamagnetic),लौहचुंबकीय (ferromagnetic),अनुचुंबकीय (paramagnetic)
Solution
(D) चुंबकन की तीव्रता $(I)$ चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता $(H)$ से $I = \chi H$ संबंध द्वारा संबंधित है,जहाँ $\chi$ चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) है।
प्रतिचुंबकीय पदार्थों के लिए,$\chi$ छोटा और ऋणात्मक होता है,इसलिए धनात्मक $H$ के लिए $I$ ऋणात्मक होता है। यह रेखा $OX$ के अनुरूप है।
अनुचुंबकीय पदार्थों के लिए,$\chi$ छोटा और धनात्मक होता है,इसलिए दिए गए $H$ के लिए $I$ धनात्मक और छोटा होता है। यह रेखा $OZ$ के अनुरूप है।
लौहचुंबकीय पदार्थों के लिए,$\chi$ बड़ा और धनात्मक होता है,इसलिए दिए गए $H$ के लिए $I$ धनात्मक और बड़ा होता है। यह रेखा $OY$ के अनुरूप है।
अतः,$X$ प्रतिचुंबकीय है,$Y$ लौहचुंबकीय है,और $Z$ अनुचुंबकीय है।
प्रतिचुंबकीय पदार्थों के लिए,$\chi$ छोटा और ऋणात्मक होता है,इसलिए धनात्मक $H$ के लिए $I$ ऋणात्मक होता है। यह रेखा $OX$ के अनुरूप है।
अनुचुंबकीय पदार्थों के लिए,$\chi$ छोटा और धनात्मक होता है,इसलिए दिए गए $H$ के लिए $I$ धनात्मक और छोटा होता है। यह रेखा $OZ$ के अनुरूप है।
लौहचुंबकीय पदार्थों के लिए,$\chi$ बड़ा और धनात्मक होता है,इसलिए दिए गए $H$ के लिए $I$ धनात्मक और बड़ा होता है। यह रेखा $OY$ के अनुरूप है।
अतः,$X$ प्रतिचुंबकीय है,$Y$ लौहचुंबकीय है,और $Z$ अनुचुंबकीय है।
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EasyMCQ
एक चुंबकीय पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति (susceptibility) धनात्मक और छोटी है। वह पदार्थ है
A
प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) और लौहचुंबकीय (ferromagnetic)।
B
अनुचुंबकीय (paramagnetic)।
C
लौहचुंबकीय (ferromagnetic)।
D
प्रतिचुंबकीय (diamagnetic)।
Solution
(B) किसी पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ उसके चुंबकीय व्यवहार को परिभाषित करती है।
प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) पदार्थों के लिए, $\chi$ ऋणात्मक और छोटी होती है $(-1 \le \chi < 0)$।
अनुचुंबकीय (paramagnetic) पदार्थों के लिए, $\chi$ धनात्मक और छोटी होती है $(\chi > 0)$।
लौहचुंबकीय (ferromagnetic) पदार्थों के लिए, $\chi$ धनात्मक और बहुत बड़ी होती है $(\chi \gg 1)$।
चूंकि दिए गए पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति धनात्मक और छोटी है, इसलिए यह अनुचुंबकीय (paramagnetic) है।
प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) पदार्थों के लिए, $\chi$ ऋणात्मक और छोटी होती है $(-1 \le \chi < 0)$।
अनुचुंबकीय (paramagnetic) पदार्थों के लिए, $\chi$ धनात्मक और छोटी होती है $(\chi > 0)$।
लौहचुंबकीय (ferromagnetic) पदार्थों के लिए, $\chi$ धनात्मक और बहुत बड़ी होती है $(\chi \gg 1)$।
चूंकि दिए गए पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति धनात्मक और छोटी है, इसलिए यह अनुचुंबकीय (paramagnetic) है।
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EasyMCQ
अनुचुंबकीय (paramagnetic) पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) होती है
A
बड़ी और धनात्मक
B
छोटी और धनात्मक
C
छोटी और ऋणात्मक
D
बड़ी और ऋणात्मक
Solution
(B) मुख्य विचार: अनुचुंबकीय पदार्थ के लिए,चुंबकीय प्रवृत्ति छोटी और धनात्मक होती है,क्योंकि जब उन्हें बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है तो वे दुर्बल रूप से चुंबकित हो जाते हैं।
किसी पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति,जिसे $\chi_m$ द्वारा दर्शाया जाता है,यह दर्शाती है कि कोई पदार्थ कितनी आसानी से चुंबकित हो सकता है। इसे चुंबकन की तीव्रता $(I)$ और लागू क्षेत्र की चुंबकीय तीव्रता $(H)$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है:
$\chi_m = \frac{I}{H}$
अनुचुंबकीय पदार्थों के लिए,$I$ का मान छोटा होता है और यह $H$ की दिशा में ही होता है,जिसके परिणामस्वरूप $\chi_m$ का मान छोटा और धनात्मक प्राप्त होता है।
किसी पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति,जिसे $\chi_m$ द्वारा दर्शाया जाता है,यह दर्शाती है कि कोई पदार्थ कितनी आसानी से चुंबकित हो सकता है। इसे चुंबकन की तीव्रता $(I)$ और लागू क्षेत्र की चुंबकीय तीव्रता $(H)$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है:
$\chi_m = \frac{I}{H}$
अनुचुंबकीय पदार्थों के लिए,$I$ का मान छोटा होता है और यह $H$ की दिशा में ही होता है,जिसके परिणामस्वरूप $\chi_m$ का मान छोटा और धनात्मक प्राप्त होता है।
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MediumMCQ
अनुचुंबकीय (paramagnetic) और प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) पदार्थ के लिए चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) क्रमशः क्या होती है?
A
छोटी,धनात्मक और छोटी,धनात्मक
B
बड़ी,धनात्मक और छोटी,ऋणात्मक
C
छोटी,धनात्मक और छोटी,ऋणात्मक
D
बड़ी,ऋणात्मक और बड़ी,धनात्मक
Solution
(C) चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ यह मापती है कि कोई पदार्थ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में कितनी आसानी से चुंबकित हो सकता है।
अनुचुंबकीय (paramagnetic) पदार्थों के लिए,चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ छोटी और धनात्मक होती है,जिसका अर्थ है कि वे बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की ओर दुर्बल रूप से आकर्षित होते हैं।
प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) पदार्थों के लिए,चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ छोटी और ऋणात्मक होती है,जिसका अर्थ है कि वे बाहरी चुंबकीय क्षेत्र द्वारा दुर्बल रूप से प्रतिकर्षित होते हैं।
अतः,सही क्रम अनुचुंबकीय के लिए छोटी,धनात्मक और प्रतिचुंबकीय पदार्थों के लिए छोटी,ऋणात्मक है।
अनुचुंबकीय (paramagnetic) पदार्थों के लिए,चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ छोटी और धनात्मक होती है,जिसका अर्थ है कि वे बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की ओर दुर्बल रूप से आकर्षित होते हैं।
प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) पदार्थों के लिए,चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ छोटी और ऋणात्मक होती है,जिसका अर्थ है कि वे बाहरी चुंबकीय क्षेत्र द्वारा दुर्बल रूप से प्रतिकर्षित होते हैं।
अतः,सही क्रम अनुचुंबकीय के लिए छोटी,धनात्मक और प्रतिचुंबकीय पदार्थों के लिए छोटी,ऋणात्मक है।
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MediumMCQ
यदि किसी चुंबकीय पदार्थ को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है,तो निम्नलिखित में से कौन सा पदार्थ बाहर फेंक दिया जाता है?
A
अनुचुंबकीय (Paramagnetic)
B
लौहचुंबकीय (Ferromagnetic)
C
प्रतिचुंबकीय (Diamagnetic)
D
प्रतिलौहचुंबकीय (Antiferromagnetic)
Solution
(C) जब किसी चुंबकीय पदार्थ को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है,तो यदि वह पदार्थ प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) है,तो वह दुर्बल रूप से प्रतिकर्षित होता है या 'बाहर फेंक दिया जाता है'।
ऐसा इसलिए होता है क्योंकि पदार्थ आरोपित चुंबकीय क्षेत्र की विपरीत दिशा में दुर्बल रूप से चुम्बकित हो जाता है।
प्रतिचुंबकीय पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) ऋणात्मक होती है।
इसके विपरीत,अनुचुंबकीय पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र द्वारा दुर्बल रूप से आकर्षित होते हैं और लौहचुंबकीय पदार्थ चुंबक द्वारा प्रबल रूप से आकर्षित होते हैं।
ऐसा इसलिए होता है क्योंकि पदार्थ आरोपित चुंबकीय क्षेत्र की विपरीत दिशा में दुर्बल रूप से चुम्बकित हो जाता है।
प्रतिचुंबकीय पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) ऋणात्मक होती है।
इसके विपरीत,अनुचुंबकीय पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र द्वारा दुर्बल रूप से आकर्षित होते हैं और लौहचुंबकीय पदार्थ चुंबक द्वारा प्रबल रूप से आकर्षित होते हैं।
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EasyMCQ
Alnico . . . . . . की एक मिश्रधातु है।
A
Al,Ni,As,$P$
B
$Al, Ni, Cu, P$
C
$Al, Ni, Cu, Co$
D
$Al, As, P, Pt$
Solution
(C) सही विकल्प $C$ है।
Alnico लौह मिश्र धातुओं का एक परिवार है जो मुख्य रूप से एल्युमीनियम $(Al)$,निकल $(Ni)$,तांबा $(Cu)$,और कोबाल्ट $(Co)$ से बना होता है।
अपनी उच्च कोर्सिविटी और रिमेनेंस के कारण इसका उपयोग स्थायी चुंबक बनाने के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।
Alnico लौह मिश्र धातुओं का एक परिवार है जो मुख्य रूप से एल्युमीनियम $(Al)$,निकल $(Ni)$,तांबा $(Cu)$,और कोबाल्ट $(Co)$ से बना होता है।
अपनी उच्च कोर्सिविटी और रिमेनेंस के कारण इसका उपयोग स्थायी चुंबक बनाने के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।
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EasyMCQ
एक पदार्थ को एक असमान चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है। यह प्रबल क्षेत्र की ओर एक दुर्बल बल का अनुभव करता है। पदार्थ . . . . . . प्रकार का है।
A
लौहचुंबकीय (Ferromagnetic)
B
प्रतिचुंबकीय (Diamagnetic)
C
अनुचुंबकीय (Paramagnetic)
D
उपरोक्त में से कोई नहीं।
Solution
(C) जब किसी पदार्थ को असमान चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है और वह प्रबल चुंबकीय क्षेत्र की ओर एक दुर्बल बल का अनुभव करता है,तो उस पदार्थ को $Paramagnetic$ (अनुचुंबकीय) पदार्थ के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
$1$. $Diamagnetic$ पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र द्वारा दुर्बल रूप से प्रतिकर्षित होते हैं और क्षेत्र के दुर्बल भाग की ओर गति करते हैं।
$2$. $Paramagnetic$ पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र द्वारा दुर्बल रूप से आकर्षित होते हैं और क्षेत्र के प्रबल भाग की ओर गति करते हैं।
$3$. $Ferromagnetic$ पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र द्वारा प्रबल रूप से आकर्षित होते हैं।
अतः,सही विकल्प $C$ है।
$1$. $Diamagnetic$ पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र द्वारा दुर्बल रूप से प्रतिकर्षित होते हैं और क्षेत्र के दुर्बल भाग की ओर गति करते हैं।
$2$. $Paramagnetic$ पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र द्वारा दुर्बल रूप से आकर्षित होते हैं और क्षेत्र के प्रबल भाग की ओर गति करते हैं।
$3$. $Ferromagnetic$ पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र द्वारा प्रबल रूप से आकर्षित होते हैं।
अतः,सही विकल्प $C$ है।
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View Solution179
EasyMCQ
$27^{\circ} C$ तापमान पर एक अनुचुंबकीय (paramagnetic) पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) $1.0 \times 10^{-5}$ है। तो किस तापमान पर इसकी चुंबकीय प्रवृत्ति $1.5 \times 10^{-5}$ होगी ($^{\circ} C$ में)?
A
$18$
B
$200$
C
$-73$
D
$-18$
Solution
(C) अनुचुंबकीय पदार्थ के लिए क्यूरी के नियम के अनुसार,चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi_m$ निरपेक्ष तापमान $T$ के व्युत्क्रमानुपाती होती है,अर्थात $\chi_m \propto \frac{1}{T}$।
दिया गया है:
$\chi_{m_1} = 1.0 \times 10^{-5}$
$T_1 = 27^{\circ} C = 27 + 273 = 300 \ K$
$\chi_{m_2} = 1.5 \times 10^{-5}$
संबंध $\frac{\chi_{m_1}}{\chi_{m_2}} = \frac{T_2}{T_1}$ का उपयोग करने पर:
$\frac{1.0 \times 10^{-5}}{1.5 \times 10^{-5}} = \frac{T_2}{300}$
$\frac{1}{1.5} = \frac{T_2}{300}$
$T_2 = \frac{300}{1.5} = 200 \ K$
सेल्सियस में बदलने पर: $T_2(^{\circ} C) = 200 - 273 = -73^{\circ} C$।
दिया गया है:
$\chi_{m_1} = 1.0 \times 10^{-5}$
$T_1 = 27^{\circ} C = 27 + 273 = 300 \ K$
$\chi_{m_2} = 1.5 \times 10^{-5}$
संबंध $\frac{\chi_{m_1}}{\chi_{m_2}} = \frac{T_2}{T_1}$ का उपयोग करने पर:
$\frac{1.0 \times 10^{-5}}{1.5 \times 10^{-5}} = \frac{T_2}{300}$
$\frac{1}{1.5} = \frac{T_2}{300}$
$T_2 = \frac{300}{1.5} = 200 \ K$
सेल्सियस में बदलने पर: $T_2(^{\circ} C) = 200 - 273 = -73^{\circ} C$।
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View Solution180
EasyMCQ
असमान चुंबकीय क्षेत्र में एक प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) पदार्थ पर कार्य करने वाला परिणामी बल . . . . . . दिशा में होता है।
A
चुंबकीय क्षेत्र के प्रबल भाग से दुर्बल भाग की ओर।
B
चुंबकीय क्षेत्र के दुर्बल भाग से प्रबल भाग की ओर।
C
चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत।
D
चुंबकीय क्षेत्र के साथ $60^{\circ}$ का कोण बनाने वाली दिशा में।
Solution
(A) प्रतिचुंबकीय पदार्थ चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा दुर्बल रूप से प्रतिकर्षित होते हैं। जब उन्हें एक असमान चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है,तो प्रेरित चुंबकीय आघूर्ण लागू क्षेत्र की विपरीत दिशा में होता है। परिणामस्वरूप,पदार्थ एक ऐसे बल का अनुभव करता है जो उसे उच्च चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता वाले क्षेत्र (प्रबल भाग) से निम्न चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता वाले क्षेत्र (दुर्बल भाग) की ओर धकेलता है। इसलिए,सही विकल्प $A$ है।
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View Solution181
EasyMCQ
एक अनुचुंबकीय (paramagnetic) लवण में $2.0 \times 10^{24}$ आणविक द्विध्रुव (dipoles) हैं। प्रत्येक का द्विध्रुव आघूर्ण $1.5 \times 10^{-23} \text{ A m}^2$ है। नमूने में अधिकतम (संतृप्ति) चुंबकन (magnetization) ज्ञात कीजिए। ($\text{ A m}^2$ में)
A
$20$
B
$30$
C
$200$
D
$50$
Solution
(B) अधिकतम चुंबकन $(M_{\max})$ तब होता है जब सभी आणविक द्विध्रुव बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में संरेखित (aligned) होते हैं।
इसकी गणना द्विध्रुवों की कुल संख्या $(n)$ और प्रत्येक अणु के चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्ण $(m)$ के गुणनफल द्वारा की जाती है।
दिया गया है:
$n = 2.0 \times 10^{24}$
$m = 1.5 \times 10^{-23} \text{ A m}^2$
सूत्र:
$M_{\max} = n \times m$
गणना:
$M_{\max} = (2.0 \times 10^{24}) \times (1.5 \times 10^{-23})$
$M_{\max} = 3.0 \times 10^{1} = 30 \text{ A m}^2$
अतः,सही विकल्प $B$ है।
इसकी गणना द्विध्रुवों की कुल संख्या $(n)$ और प्रत्येक अणु के चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्ण $(m)$ के गुणनफल द्वारा की जाती है।
दिया गया है:
$n = 2.0 \times 10^{24}$
$m = 1.5 \times 10^{-23} \text{ A m}^2$
सूत्र:
$M_{\max} = n \times m$
गणना:
$M_{\max} = (2.0 \times 10^{24}) \times (1.5 \times 10^{-23})$
$M_{\max} = 3.0 \times 10^{1} = 30 \text{ A m}^2$
अतः,सही विकल्प $B$ है।
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डोमेन का निर्माण किसकी आवश्यक विशेषता है?
A
लौहचुंबकत्व (ferromagnetism)
B
अनुचुंबकत्व (paramagnetism)
C
प्रतिचुंबकत्व (diamagnetism)
D
उपरोक्त सभी
Solution
(A) सही उत्तर $A$ है।
$ferromagnetic$ पदार्थों में,परमाणु छोटे क्षेत्रों में समूहित होते हैं जिन्हें $domains$ कहा जाता है।
प्रत्येक $domain$ के भीतर,मजबूत एक्सचेंज कपलिंग के कारण सभी परमाणुओं के चुंबकीय आघूर्ण एक ही दिशा में संरेखित होते हैं।
यह $domain$ संरचना $ferromagnetism$ की एक विशेषता है,जो यह बताती है कि इन पदार्थों को मजबूती से चुंबकित क्यों किया जा सकता है।
$ferromagnetic$ पदार्थों में,परमाणु छोटे क्षेत्रों में समूहित होते हैं जिन्हें $domains$ कहा जाता है।
प्रत्येक $domain$ के भीतर,मजबूत एक्सचेंज कपलिंग के कारण सभी परमाणुओं के चुंबकीय आघूर्ण एक ही दिशा में संरेखित होते हैं।
यह $domain$ संरचना $ferromagnetism$ की एक विशेषता है,जो यह बताती है कि इन पदार्थों को मजबूती से चुंबकित क्यों किया जा सकता है।
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सुपरकंडक्टर्स में पूर्ण प्रतिचुंबकत्व (perfect diamagnetism) की घटना को . . . . . . कहा जाता है।
A
क्यूरी प्रभाव
B
लोरेंत्ज़ प्रभाव
C
माइसनर प्रभाव
D
क्रॉम्पटन प्रभाव
Solution
(C) सही उत्तर $C$ है।
जब किसी पदार्थ को उसके क्रांतिक तापमान $(T_c)$ से नीचे ठंडा किया जाता है ताकि वह सुपरकंडक्टर बन जाए,तो वह अपने भीतर से सभी चुंबकीय फ्लक्स को बाहर निकाल देता है।
चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के इस निष्कासन को माइसनर प्रभाव (Meissner effect) कहा जाता है।
यह सुपरकंडक्टर्स का एक विशिष्ट गुण है,जो पूर्ण प्रतिचुंबकत्व को प्रदर्शित करता है जहाँ चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) $\chi = -1$ होती है।
जब किसी पदार्थ को उसके क्रांतिक तापमान $(T_c)$ से नीचे ठंडा किया जाता है ताकि वह सुपरकंडक्टर बन जाए,तो वह अपने भीतर से सभी चुंबकीय फ्लक्स को बाहर निकाल देता है।
चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के इस निष्कासन को माइसनर प्रभाव (Meissner effect) कहा जाता है।
यह सुपरकंडक्टर्स का एक विशिष्ट गुण है,जो पूर्ण प्रतिचुंबकत्व को प्रदर्शित करता है जहाँ चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) $\chi = -1$ होती है।
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दिक्सूचक (magnetic compass) की चुंबकीय सुई $\qquad$ से बनी होती है।
A
बिस्मथ
B
लोडस्टोन
C
तांबा
D
एल्युमीनियम
Solution
(B) सही उत्तर $B$ है।
दिक्सूचक में चुंबकीय सुई आमतौर पर एक ऐसे फेरोमैग्नेटिक पदार्थ से बनी होती है जिसे स्थायी रूप से चुंबकित किया जा सकता है।
लोडस्टोन मैग्नेटाइट खनिज का एक प्राकृतिक रूप से चुंबकित टुकड़ा है,जिसका उपयोग ऐतिहासिक रूप से दिक्सूचक के लिए चुंबकीय सुई बनाने में किया जाता था।
दिक्सूचक में चुंबकीय सुई आमतौर पर एक ऐसे फेरोमैग्नेटिक पदार्थ से बनी होती है जिसे स्थायी रूप से चुंबकित किया जा सकता है।
लोडस्टोन मैग्नेटाइट खनिज का एक प्राकृतिक रूप से चुंबकित टुकड़ा है,जिसका उपयोग ऐतिहासिक रूप से दिक्सूचक के लिए चुंबकीय सुई बनाने में किया जाता था।
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लौह-चुंबकीय (फेरोमैग्नेटिक) पदार्थों में . . . . . . पारगम्यता (permeability) और . . . . . . धारणशीलता (retentivity) होती है।
A
उच्च,उच्च
B
उच्च,निम्न
C
निम्न,उच्च
D
निम्न,निम्न
Solution
(A) लौह-चुंबकीय पदार्थ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में प्रबल रूप से चुंबकित होने की क्षमता रखते हैं।
इनमें बहुत उच्च सापेक्ष पारगम्यता $(\mu_r \gg 1)$ होती है, जो उन्हें अपने भीतर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को केंद्रित करने की अनुमति देती है।
इसके अतिरिक्त, वे उच्च धारणशीलता प्रदर्शित करते हैं, जिसका अर्थ है कि बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को हटा दिए जाने के बाद भी वे काफी मात्रा में चुंबकत्व बनाए रखते हैं।
अतः, सही विवरण उच्च पारगम्यता और उच्च धारणशीलता है।
दिए गए विकल्पों के आधार पर, सही उत्तर $A$ है।
इनमें बहुत उच्च सापेक्ष पारगम्यता $(\mu_r \gg 1)$ होती है, जो उन्हें अपने भीतर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को केंद्रित करने की अनुमति देती है।
इसके अतिरिक्त, वे उच्च धारणशीलता प्रदर्शित करते हैं, जिसका अर्थ है कि बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को हटा दिए जाने के बाद भी वे काफी मात्रा में चुंबकत्व बनाए रखते हैं।
अतः, सही विवरण उच्च पारगम्यता और उच्च धारणशीलता है।
दिए गए विकल्पों के आधार पर, सही उत्तर $A$ है।
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एक निश्चित चुंबकीय पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति (susceptibility) $ 400 $ है। चुंबकीय पदार्थ का वर्ग क्या है $ ? $
A
प्रतिचुंबकीय (Diamagnetic)
B
अनुचुंबकीय (Paramagnetic)
C
लौहचुंबकीय (Ferromagnetic)
D
फेरोइलेक्ट्रिक
Solution
(C) चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ एक विमाहीन राशि है जो किसी अनुप्रयुक्त चुंबकीय क्षेत्र के प्रति पदार्थ के चुंबकन की डिग्री को दर्शाती है।
प्रतिचुंबकीय पदार्थों के लिए, $\chi$ छोटा और ऋणात्मक होता है।
अनुचुंबकीय पदार्थों के लिए, $\chi$ छोटा और धनात्मक होता है।
लौहचुंबकीय पदार्थों के लिए, $\chi$ बड़ा और धनात्मक होता है।
चूंकि दी गई चुंबकीय प्रवृत्ति $ 400 $ है, जो एक बड़ा धनात्मक मान है, इसलिए यह पदार्थ लौहचुंबकीय (फेरोमैग्नेटिक) पदार्थों के वर्ग में आता है।
प्रतिचुंबकीय पदार्थों के लिए, $\chi$ छोटा और ऋणात्मक होता है।
अनुचुंबकीय पदार्थों के लिए, $\chi$ छोटा और धनात्मक होता है।
लौहचुंबकीय पदार्थों के लिए, $\chi$ बड़ा और धनात्मक होता है।
चूंकि दी गई चुंबकीय प्रवृत्ति $ 400 $ है, जो एक बड़ा धनात्मक मान है, इसलिए यह पदार्थ लौहचुंबकीय (फेरोमैग्नेटिक) पदार्थों के वर्ग में आता है।
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विद्युत चुंबकों (electromagnets) के क्रोड (core) फेरोमैग्नेटिक पदार्थ से बने होते हैं,जिनमें होता है
A
उच्च पारगम्यता (permeability) और कम प्रतिधारण (retentivity)
B
उच्च पारगम्यता और उच्च प्रतिधारण
C
कम पारगम्यता और उच्च प्रतिधारण
D
कम पारगम्यता और कम प्रतिधारण
Solution
(A) विद्युत चुंबक का क्रोड (core) विद्युत धारा ले जाने वाली कुंडली द्वारा उत्पन्न चुंबकीय फ्लक्स को केंद्रित करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है।
इसे कुशलतापूर्वक प्राप्त करने के लिए,पदार्थ में उच्च चुंबकीय पारगम्यता होनी चाहिए,जिससे यह आसानी से चुंबकित हो सके।
इसके अतिरिक्त,इसमें कम प्रतिधारण (retentivity) होनी चाहिए ताकि विद्युत धारा बंद होने पर चुंबकत्व जल्दी समाप्त हो जाए।
इसलिए,इस उद्देश्य के लिए नरम लोहे का उपयोग आमतौर पर किया जाता है क्योंकि इसमें उच्च पारगम्यता और कम प्रतिधारण होता है।
इसे कुशलतापूर्वक प्राप्त करने के लिए,पदार्थ में उच्च चुंबकीय पारगम्यता होनी चाहिए,जिससे यह आसानी से चुंबकित हो सके।
इसके अतिरिक्त,इसमें कम प्रतिधारण (retentivity) होनी चाहिए ताकि विद्युत धारा बंद होने पर चुंबकत्व जल्दी समाप्त हो जाए।
इसलिए,इस उद्देश्य के लिए नरम लोहे का उपयोग आमतौर पर किया जाता है क्योंकि इसमें उच्च पारगम्यता और कम प्रतिधारण होता है।
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प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) पदार्थों के संबंध में निम्नलिखित में से कौन सा कथन सत्य है?
A
वे चुंबकों द्वारा दुर्बल रूप से आकर्षित होते हैं
B
पारगम्यता (permeability) $1000$ से अधिक होती है
C
सुग्राहिता (susceptibility) तापमान के साथ घटती है।
D
सुग्राहिता छोटी और ऋणात्मक होती है
Solution
(D) प्रतिचुंबकीय पदार्थ वे पदार्थ हैं जो लगाए गए चुंबकीय क्षेत्र की विपरीत दिशा में एक कमजोर चुंबकत्व विकसित करते हैं।
उनकी चुंबकीय सुग्राहिता $(\chi)$ छोटी और ऋणात्मक होती है, जो आमतौर पर $-10^{-5}$ से $-10^{-9}$ के बीच होती है।
अनुचुंबकीय (paramagnetic) या लौह-चुंबकीय (ferromagnetic) पदार्थों के विपरीत, प्रतिचुंबकीय पदार्थों की चुंबकीय सुग्राहिता तापमान पर निर्भर नहीं करती है।
इसलिए, यह कथन कि सुग्राहिता छोटी और ऋणात्मक होती है, सही है।
उनकी चुंबकीय सुग्राहिता $(\chi)$ छोटी और ऋणात्मक होती है, जो आमतौर पर $-10^{-5}$ से $-10^{-9}$ के बीच होती है।
अनुचुंबकीय (paramagnetic) या लौह-चुंबकीय (ferromagnetic) पदार्थों के विपरीत, प्रतिचुंबकीय पदार्थों की चुंबकीय सुग्राहिता तापमान पर निर्भर नहीं करती है।
इसलिए, यह कथन कि सुग्राहिता छोटी और ऋणात्मक होती है, सही है।
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एक अनुचुंबकीय (paramagnetic) नमूना $4 \text{ K}$ के तापमान पर $0.6 \text{ T}$ के बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखे जाने पर $8 \text{ Am}^{-1}$ का नेट चुंबकन (magnetisation) दर्शाता है। जब उसी नमूने को $16 \text{ K}$ के तापमान पर $0.2 \text{ T}$ के बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है,तो चुंबकन होगा
A
$\frac{32}{3} \text{ Am}^{-1}$
B
$\frac{2}{3} \text{ Am}^{-1}$
C
$6 \text{ Am}^{-1}$
D
$2.4 \text{ Am}^{-1}$
Solution
(B) दिया गया है: $M_{1} = 8 \text{ Am}^{-1}$,$B_{1} = 0.6 \text{ T}$,$T_{1} = 4 \text{ K}$,$B_{2} = 0.2 \text{ T}$,और $T_{2} = 16 \text{ K}$।
अनुचुंबकीय पदार्थों के लिए क्यूरी के नियम के अनुसार,चुंबकन $M = \frac{C B}{T}$ होता है,जहाँ $C$ क्यूरी नियतांक है।
अतः,$M_{1} = \frac{C B_{1}}{T_{1}}$ और $M_{2} = \frac{C B_{2}}{T_{2}}$।
अनुपात लेने पर: $\frac{M_{2}}{M_{1}} = \frac{B_{2}}{B_{1}} \times \frac{T_{1}}{T_{2}}$।
मान रखने पर: $\frac{M_{2}}{8} = \frac{0.2}{0.6} \times \frac{4}{16}$।
$\frac{M_{2}}{8} = \frac{1}{3} \times \frac{1}{4} = \frac{1}{12}$।
$M_{2} = \frac{8}{12} = \frac{2}{3} \text{ Am}^{-1}$।
अनुचुंबकीय पदार्थों के लिए क्यूरी के नियम के अनुसार,चुंबकन $M = \frac{C B}{T}$ होता है,जहाँ $C$ क्यूरी नियतांक है।
अतः,$M_{1} = \frac{C B_{1}}{T_{1}}$ और $M_{2} = \frac{C B_{2}}{T_{2}}$।
अनुपात लेने पर: $\frac{M_{2}}{M_{1}} = \frac{B_{2}}{B_{1}} \times \frac{T_{1}}{T_{2}}$।
मान रखने पर: $\frac{M_{2}}{8} = \frac{0.2}{0.6} \times \frac{4}{16}$।
$\frac{M_{2}}{8} = \frac{1}{3} \times \frac{1}{4} = \frac{1}{12}$।
$M_{2} = \frac{8}{12} = \frac{2}{3} \text{ Am}^{-1}$।
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कमरे के तापमान पर एक स्थायी चुंबक में,
A
प्रत्येक अणु का चुंबकीय आघूर्ण शून्य होता है
B
व्यक्तिगत अणुओं का चुंबकीय आघूर्ण शून्य नहीं होता है और वे सभी पूरी तरह से संरेखित होते हैं
C
डोमेन आंशिक रूप से संरेखित होते हैं
D
डोमेन सभी पूरी तरह से संरेखित होते हैं
Solution
(D) एक स्थायी चुंबक फेरोमैग्नेटिक पदार्थ से बना होता है। एक स्थायी चुंबक में,निर्माण प्रक्रिया (जैसे बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में ठंडा करना) के कारण चुंबकीय डोमेन एक विशिष्ट दिशा में संरेखित होते हैं। इसलिए,कमरे के तापमान पर,नेट चुंबकीय आघूर्ण उत्पन्न करने के लिए सभी डोमेन पूरी तरह से संरेखित होते हैं।
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सुइयां $N_{1}$,$N_{2}$ और $N_{3}$ क्रमशः एक फेरोमैग्नेटिक,एक पैरामैग्नेटिक और एक डायमैग्नेटिक पदार्थ से बनी हैं। जब एक चुंबक को उनके करीब लाया जाता है,तो वह क्या करेगा?
A
तीनों को आकर्षित करेगा
B
$N_{1}$ को मजबूती से आकर्षित करेगा,$N_{2}$ को कमजोर रूप से आकर्षित करेगा और $N_{3}$ को कमजोर रूप से प्रतिकर्षित करेगा
C
$N_{1}$ को मजबूती से आकर्षित करेगा लेकिन $N_{2}$ और $N_{3}$ को कमजोर रूप से प्रतिकर्षित करेगा
D
$N_{1}$ और $N_{2}$ को मजबूती से आकर्षित करेगा लेकिन $N_{3}$ को प्रतिकर्षित करेगा
Solution
(B) पदार्थों के चुंबकीय गुण बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के साथ उनकी परस्पर क्रिया को निर्धारित करते हैं:
$1$. फेरोमैग्नेटिक पदार्थ $(N_{1})$ चुंबक द्वारा मजबूती से आकर्षित होते हैं।
$2$. पैरामैग्नेटिक पदार्थ $(N_{2})$ चुंबक द्वारा कमजोर रूप से आकर्षित होते हैं।
$3$. डायमैग्नेटिक पदार्थ $(N_{3})$ चुंबक द्वारा कमजोर रूप से प्रतिकर्षित होते हैं।
इसलिए,जब एक चुंबक को इन सुइयों के करीब लाया जाता है,तो यह $N_{1}$ को मजबूती से आकर्षित करेगा,$N_{2}$ को कमजोर रूप से आकर्षित करेगा और $N_{3}$ को कमजोर रूप से प्रतिकर्षित करेगा।
$1$. फेरोमैग्नेटिक पदार्थ $(N_{1})$ चुंबक द्वारा मजबूती से आकर्षित होते हैं।
$2$. पैरामैग्नेटिक पदार्थ $(N_{2})$ चुंबक द्वारा कमजोर रूप से आकर्षित होते हैं।
$3$. डायमैग्नेटिक पदार्थ $(N_{3})$ चुंबक द्वारा कमजोर रूप से प्रतिकर्षित होते हैं।
इसलिए,जब एक चुंबक को इन सुइयों के करीब लाया जाता है,तो यह $N_{1}$ को मजबूती से आकर्षित करेगा,$N_{2}$ को कमजोर रूप से आकर्षित करेगा और $N_{3}$ को कमजोर रूप से प्रतिकर्षित करेगा।
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EasyMCQ
ट्रांसफार्मर में उपयोग किए जाने वाले फेरोमैग्नेटिक पदार्थों में क्या होना चाहिए?
A
कम पारगम्यता (permeability) और उच्च हिस्टैरिसीस हानि
B
उच्च पारगम्यता (permeability) और कम हिस्टैरिसीस हानि
C
उच्च पारगम्यता (permeability) और उच्च हिस्टैरिसीस हानि
D
कम पारगम्यता (permeability) और कम हिस्टैरिसीस हानि
Solution
(B) ट्रांसफार्मर कोर के लिए,पदार्थ को आसानी से चुम्बकित और विचुम्बकित होने वाला होना चाहिए ताकि प्रत्यावर्ती धारा (alternating current) के प्रत्येक चक्र के दौरान ऊर्जा का क्षय कम से कम हो।
उच्च पारगम्यता (high permeability) पदार्थ को चुंबकीय फ्लक्स लाइनों को प्रभावी ढंग से केंद्रित करने की अनुमति देती है,जो कुशल प्रेरण (induction) के लिए आवश्यक है।
कम हिस्टैरिसीस हानि यह सुनिश्चित करती है कि चुम्बकन चक्र के दौरान ऊष्मा के रूप में नष्ट होने वाली ऊर्जा न्यूनतम रहे।
इसलिए,ट्रांसफार्मर में उपयोग किए जाने वाले फेरोमैग्नेटिक पदार्थों में उच्च पारगम्यता और कम हिस्टैरिसीस हानि होनी चाहिए।
उच्च पारगम्यता (high permeability) पदार्थ को चुंबकीय फ्लक्स लाइनों को प्रभावी ढंग से केंद्रित करने की अनुमति देती है,जो कुशल प्रेरण (induction) के लिए आवश्यक है।
कम हिस्टैरिसीस हानि यह सुनिश्चित करती है कि चुम्बकन चक्र के दौरान ऊष्मा के रूप में नष्ट होने वाली ऊर्जा न्यूनतम रहे।
इसलिए,ट्रांसफार्मर में उपयोग किए जाने वाले फेरोमैग्नेटिक पदार्थों में उच्च पारगम्यता और कम हिस्टैरिसीस हानि होनी चाहिए।
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$300 \ K$ पर $Mg$ की चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) $1.2 \times 10^{-5}$ है। $200 \ K$ पर इसकी प्रवृत्ति क्या होगी?
A
$18 \times 10^{-3}$
B
$180 \times 10^{-5}$
C
$1.8 \times 10^{-5}$
D
$0.18 \times 10^{-5}$
Solution
(C) अनुचुंबकीय (paramagnetic) पदार्थों के लिए,क्यूरी के नियम के अनुसार चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ परम तापमान $T$ के व्युत्क्रमानुपाती होती है: $\chi \propto \frac{1}{T}$।
दिया गया है: $T_1 = 300 \ K$ पर $\chi_1 = 1.2 \times 10^{-5}$।
हमें $T_2 = 200 \ K$ पर $\chi_2$ ज्ञात करना है।
संबंध $\frac{\chi_2}{\chi_1} = \frac{T_1}{T_2}$ का उपयोग करने पर:
$\chi_2 = \chi_1 \times \frac{T_1}{T_2}$
$\chi_2 = 1.2 \times 10^{-5} \times \frac{300}{200}$
$\chi_2 = 1.2 \times 10^{-5} \times 1.5$
$\chi_2 = 1.8 \times 10^{-5}$।
दिया गया है: $T_1 = 300 \ K$ पर $\chi_1 = 1.2 \times 10^{-5}$।
हमें $T_2 = 200 \ K$ पर $\chi_2$ ज्ञात करना है।
संबंध $\frac{\chi_2}{\chi_1} = \frac{T_1}{T_2}$ का उपयोग करने पर:
$\chi_2 = \chi_1 \times \frac{T_1}{T_2}$
$\chi_2 = 1.2 \times 10^{-5} \times \frac{300}{200}$
$\chi_2 = 1.2 \times 10^{-5} \times 1.5$
$\chi_2 = 1.8 \times 10^{-5}$।
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कोबाल्ट और लोहे का क्यूरी तापमान क्रमशः $1400 \,K$ और $1000 \,K$ है। $T=1600 \,K$ पर, कोबाल्ट की चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) का लोहे की चुंबकीय प्रवृत्ति से अनुपात क्या है?
A
$1 / 3$
B
$3$
C
$7 / 5$
D
$5 / 7$
Solution
(B) क्यूरी-वाइस नियम के अनुसार, क्यूरी तापमान $T_C$ से ऊपर एक फेरोमैग्नेटिक पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति $\chi$ को $\chi = \frac{C}{T - T_C}$ द्वारा दिया जाता है, जहाँ $C$ क्यूरी स्थिरांक है और $T$ निरपेक्ष तापमान है।
चूंकि इन पदार्थों के लिए क्यूरी स्थिरांक $C$ लगभग समान है, इसलिए $\chi \propto \frac{1}{T - T_C}$ होगा।
अतः, कोबाल्ट की चुंबकीय प्रवृत्ति का लोहे की चुंबकीय प्रवृत्ति से अनुपात होगा:
$\frac{\chi_{\text{cobalt}}}{\chi_{\text{iron}}} = \frac{T - (T_C)_{\text{iron}}}{T - (T_C)_{\text{cobalt}}}$
यहाँ $T = 1600 \,K$, $(T_C)_{\text{cobalt}} = 1400 \,K$, और $(T_C)_{\text{iron}} = 1000 \,K$ दिया गया है।
इन मानों को रखने पर:
$\frac{\chi_{\text{cobalt}}}{\chi_{\text{iron}}} = \frac{1600 - 1000}{1600 - 1400} = \frac{600}{200} = 3$.
चूंकि इन पदार्थों के लिए क्यूरी स्थिरांक $C$ लगभग समान है, इसलिए $\chi \propto \frac{1}{T - T_C}$ होगा।
अतः, कोबाल्ट की चुंबकीय प्रवृत्ति का लोहे की चुंबकीय प्रवृत्ति से अनुपात होगा:
$\frac{\chi_{\text{cobalt}}}{\chi_{\text{iron}}} = \frac{T - (T_C)_{\text{iron}}}{T - (T_C)_{\text{cobalt}}}$
यहाँ $T = 1600 \,K$, $(T_C)_{\text{cobalt}} = 1400 \,K$, और $(T_C)_{\text{iron}} = 1000 \,K$ दिया गया है।
इन मानों को रखने पर:
$\frac{\chi_{\text{cobalt}}}{\chi_{\text{iron}}} = \frac{1600 - 1000}{1600 - 1400} = \frac{600}{200} = 3$.
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MediumMCQ
एक फेरोमैग्नेटिक पदार्थ की चुंबकीय प्रवृत्ति (magnetic susceptibility) होती है
A
$>> 1$
B
$> 1$
C
$< 1$
D
शून्य
Solution
(A) चुंबकीय प्रवृत्ति $(\chi)$ यह मापती है कि कोई पदार्थ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में कितनी आसानी से चुंबकित हो सकता है।
फेरोमैग्नेटिक पदार्थों के परमाणुओं में स्थायी चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्ण होता है,और वे बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में मजबूती से संरेखित हो जाते हैं।
इस मजबूत संरेखण के कारण,फेरोमैग्नेटिक पदार्थ बहुत अधिक और धनात्मक चुंबकीय प्रवृत्ति प्रदर्शित करते हैं।
इसलिए,एक फेरोमैग्नेटिक पदार्थ के लिए,$\chi >> 1$ होता है।
फेरोमैग्नेटिक पदार्थों के परमाणुओं में स्थायी चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्ण होता है,और वे बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में मजबूती से संरेखित हो जाते हैं।
इस मजबूत संरेखण के कारण,फेरोमैग्नेटिक पदार्थ बहुत अधिक और धनात्मक चुंबकीय प्रवृत्ति प्रदर्शित करते हैं।
इसलिए,एक फेरोमैग्नेटिक पदार्थ के लिए,$\chi >> 1$ होता है।
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MediumMCQ
$3 \times 10^{24}$ परमाण्वीय द्विध्रुवों वाले एक अनुचुंबकीय (paramagnetic) लवण के नमूने में प्रत्येक द्विध्रुव का आघूर्ण $2 \times 10^{-23} \text{ A-m}^2$ है। इसे $880 \text{ mT}$ के एकसमान चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है और $3.5 \text{ K}$ के तापमान तक ठंडा किया जाता है। प्राप्त चुंबकीय संतृप्ति की डिग्री $10 \%$ है। यदि नमूने को $990 \text{ mT}$ के चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाए और $2.1 \text{ K}$ के तापमान तक ठंडा किया जाए, तो नमूने का कुल द्विध्रुव आघूर्ण क्या होगा ($\text{ A-m}^2$ में)?
A
$11.25$
B
$23.5$
C
$15$
D
$75$
Solution
$(A)$ क्यूरी के नियम के अनुसार, एक अनुचुंबकीय नमूने का कुल चुंबकीय आघूर्ण $M$, चुंबकीय क्षेत्र $B$ और तापमान $T$ के अनुपात के समानुपाती होता है: $M \propto \frac{B}{T}$।
प्रारंभ में, कुल द्विध्रुव आघूर्ण $M_1$ द्विध्रुवों की संख्या, व्यक्तिगत द्विध्रुव आघूर्ण और संतृप्ति प्रतिशत का गुणनफल है:
$M_1 = (3 \times 10^{24}) \times (2 \times 10^{-23} \text{ A-m}^2) \times 0.10 = 6 \text{ A-m}^2$।
दी गई प्रारंभिक स्थितियाँ: $B_1 = 880 \text{ mT}$ और $T_1 = 3.5 \text{ K}$।
दी गई अंतिम स्थितियाँ: $B_2 = 990 \text{ mT}$ और $T_2 = 2.1 \text{ K}$।
$M \propto \frac{B}{T}$ संबंध का उपयोग करते हुए:
$\frac{M_2}{M_1} = \frac{B_2}{B_1} \times \frac{T_1}{T_2}$
$M_2 = M_1 \times \left( \frac{B_2}{B_1} \right) \times \left( \frac{T_1}{T_2} \right)$
$M_2 = 6 \times \left( \frac{990}{880} \right) \times \left( \frac{3.5}{2.1} \right)$
$M_2 = 6 \times \frac{9}{8} \times \frac{5}{3} = 11.25 \text{ A-m}^2$।
प्रारंभ में, कुल द्विध्रुव आघूर्ण $M_1$ द्विध्रुवों की संख्या, व्यक्तिगत द्विध्रुव आघूर्ण और संतृप्ति प्रतिशत का गुणनफल है:
$M_1 = (3 \times 10^{24}) \times (2 \times 10^{-23} \text{ A-m}^2) \times 0.10 = 6 \text{ A-m}^2$।
दी गई प्रारंभिक स्थितियाँ: $B_1 = 880 \text{ mT}$ और $T_1 = 3.5 \text{ K}$।
दी गई अंतिम स्थितियाँ: $B_2 = 990 \text{ mT}$ और $T_2 = 2.1 \text{ K}$।
$M \propto \frac{B}{T}$ संबंध का उपयोग करते हुए:
$\frac{M_2}{M_1} = \frac{B_2}{B_1} \times \frac{T_1}{T_2}$
$M_2 = M_1 \times \left( \frac{B_2}{B_1} \right) \times \left( \frac{T_1}{T_2} \right)$
$M_2 = 6 \times \left( \frac{990}{880} \right) \times \left( \frac{3.5}{2.1} \right)$
$M_2 = 6 \times \frac{9}{8} \times \frac{5}{3} = 11.25 \text{ A-m}^2$।
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