BPSC 70वीं CCE प्रारंभिक सामान्य अध्ययन · प्रश्न 88 / 143

सही — A, इन्फ्रारेड विकिरण। अवरक्त विद्युत्-चुंबकीय स्पेक्ट्रम की वह पट्टी है जो दृश्य प्रकाश के लाल छोर से ठीक आगे पड़ती है, तरंगदैर्घ्य में लगभग 700 नैनोमीटर से लेकर लगभग एक मिलीमीटर तक, और उसका परिभाषक व्यावहारिक गुण यह है कि जैविक ऊतक उसे सोख लेता है और सीधे ऊष्मा में बदल देता है। किसी कंधे या घुटने पर लक्षित अवरक्त लैंप त्वचा से कुछ मिलीमीटर नीचे के ऊतक का तापमान बढ़ा देता है; प्रतिक्रिया में वहाँ की रक्त वाहिकाएँ फैलती हैं, उस भाग में रक्त प्रवाह बढ़ता है, पेशी का तनाव ढीला पड़ता है और दर्द की अनुभूति घटती है। भौतिक चिकित्सा विभागों में प्रयुक्त अवरक्त लैंप का पूरा आधार यही है, और पीठ के दर्द पर रखे जाने वाले हर गर्म पैड तथा गर्म पानी की थैली का भी — अवरक्त उसी चिकित्सा का विकिरण-रूप है। यह अवरक्त ही क्यों है और पड़ोसी पट्टियों में से कोई क्यों नहीं, यह फ़ोटॉन ऊर्जा का मामला है। तरंगदैर्घ्य घटने पर फ़ोटॉन ऊर्जा बढ़ती है, इसलिए अवरक्त फ़ोटॉन रासायनिक बंध तोड़ने के लिए बहुत कमज़ोर हैं और केवल अणुओं को कंपित कर सकते हैं, और ऊष्मा यही है। पराबैंगनी फ़ोटॉन इतने ऊर्जावान हैं कि DNA को क्षति पहुँचा सकें, और इसीलिए UV का उपयोग पेशियों को आराम देने के बजाय सूक्ष्मजीव मारने में होता है। दृश्य प्रकाश दोनों के बीच है और ऊतक से पार निकल जाता है या उससे प्रकीर्णित हो जाता है, बिना उपयोगी मात्रा में ऊष्मा छोड़े। चूँकि विकल्प (a) एक असली और मानक नैदानिक उपयोग है, इसलिए 'इनमें से कोई नहीं' टिक नहीं सकता।

• (b)यूवी विकिरण — पराबैंगनी के असली चिकित्सकीय उपयोग हैं, और ठीक इसीलिए यह लुभावना गलत उत्तर है — वह जल, वायु और उपकरणों को निर्जर्मित करता है, क्योंकि उसके फ़ोटॉन सूक्ष्मजीवों के DNA को क्षति पहुँचाते हैं, और त्वचा पर UV-B विटामिन D का संश्लेषण चलाता है। इनमें से कोई भी दर्द-निवारण नहीं है। मात्रा में वह हानिकारक है, जिससे धूप-जलन, मोतियाबिंद और त्वचा कैंसर होते हैं, और दुखती पेशी का इलाज उससे कोई नहीं करता।
• (c)दृश्य विकिरण — लगभग 400 से 700 नैनोमीटर तक का दृश्य प्रकाश अणुओं के बंधों को प्रभावित करने के लिए बहुत कम ऊर्जा ढोता है और ऊतक को उपयोगी रूप से गर्म करने के लिए बहुत कम अवशोषित ऊष्मा देता है; वह अधिकतर त्वचा पर ही प्रकीर्णित या परावर्तित हो जाता है। उसकी चिकित्सकीय भूमिकाएँ प्रतिबिंबन, अंतर्दर्शन और नवजात पीलिया की प्रकाश-चिकित्सा में हैं, दर्द-निवारण में नहीं।
• (d)इनमें से कोई नहीं — यह तभी उपलब्ध है जब तीनों नामित पट्टियाँ विफल हों, और उनमें से एक स्पष्ट रूप से विफल नहीं होती — अवरक्त लैंप भौतिक चिकित्सा का मानक उपकरण है। 'इनमें से कोई नहीं' वाले विकल्प को किसी भी सार्वभौमिक दावे की तरह लीजिए : उसके लिए हर दूसरे विकल्प का असत्य होना ज़रूरी है, इसलिए एक भी पुष्ट सत्य विकल्प उसे ध्वस्त कर देता है।

विद्युत्-चुंबकीय स्पेक्ट्रम, बढ़ते तरंगदैर्घ्य और घटती फ़ोटॉन ऊर्जा के क्रम में, गामा किरणों और एक्स-किरणों से होते हुए पराबैंगनी, दृश्य प्रकाश और अवरक्त से सूक्ष्म तरंगों तथा रेडियो तरंगों तक जाता है। सब निर्वात में प्रकाश की चाल से चलते हैं और केवल तरंगदैर्घ्य तथा आवृत्ति में भिन्न हैं, पर वही एक भिन्नता तय करती है कि हर एक पदार्थ से कैसे क्रिया करेगा, और इसलिए हर एक किस काम आएगा। ऊँची ऊर्जा वाला छोर आयनकारी है : गामा किरणें और एक्स-किरणें परमाणुओं से इलेक्ट्रॉन निकाल सकती हैं और DNA तोड़ सकती हैं, जो उन्हें ख़तरनाक भी बनाता है और उपयोगी भी — प्रतिबिंबन के लिए एक्स-किरणें, विकिरण चिकित्सा और निर्जर्मीकरण के लिए कोबाल्ट-60 की गामा किरणें। पराबैंगनी सीमा पर बैठती है, इतनी ऊर्जावान कि जैविक अणुओं को क्षति पहुँचा सके पर इतनी नहीं कि गहराई तक जा सके। अवरक्त कंपन ऊर्जा के रूप में, यानी ऊष्मा के रूप में, अवशोषित होता है। सूक्ष्म तरंगें जल के अणुओं को उत्तेजित करती हैं, और इसीलिए वे भोजन पकाती हैं। रेडियो तरंगें अधिकांश पदार्थ से पार निकल जाती हैं और संचार ढोती हैं। दृश्य से आगे खोजी गई पहली पट्टी अवरक्त ही थी : विलियम हर्शेल ने उसे 1800 में प्रिज़्म के स्पेक्ट्रम के लाल किनारे से ठीक आगे थर्मामीटर रखकर पाया और देखा कि वहीं सबसे ऊँचा तापमान दर्ज हुआ।

'कौन-सी विकिरण X के लिए काम आती है' जैसे किसी भी प्रश्न का भरोसेमंद उत्तर देने का तरीक़ा यह है कि समय के दबाव में मूल सिद्धांतों से तर्क करने के बजाय एक-पंक्ति वाले जुड़ावों की छोटी सूची पर नज़र दौड़ा दी जाए। गामा — विकिरण चिकित्सा और निर्जर्मीकरण। एक्स-किरण — हड्डियों तथा भीतरी संरचनाओं का प्रतिबिंबन, और हवाई अड्डों पर जाँच। पराबैंगनी — निर्जर्मीकरण, विटामिन D, और उसे सोखने वाली ओज़ोन परत। दृश्य — दृष्टि और प्रकाश-संश्लेषण। अवरक्त — तापन, तापीय प्रतिबिंबन, रात्रि-दृष्टि, टेलीविज़न के रिमोट, और हरितगृह प्रभाव, क्योंकि हरितगृह गैसें पृथ्वी की सतह से पुनः विकिरित अवरक्त को ही रोकती हैं। सूक्ष्म तरंग — खाना पकाना और रडार। रेडियो — प्रसारण और मोबाइल दूरसंचार। दस जुड़ाव प्रश्नपत्र के लगभग हर प्रश्न को ढक लेते हैं। ध्यान दीजिए कि वही सूची यहाँ के जाल से भी सावधान कर देती है : 'अस्पतालों में UV काम आता है' सही है, पर किसी और उद्देश्य के लिए, और जिस अभ्यर्थी ने केवल अस्पताल वाला जुड़ाव सँभाला है, उद्देश्य नहीं, वह इसे ही चुन लेगा। स्थान नहीं, उद्देश्य सँभालिए।

• अवरक्त तरंगदैर्घ्य में लगभग 700 नैनोमीटर से 1 मिलीमीटर तक फैला है, दृश्य प्रकाश के लाल छोर से ठीक आगे, और ऊतक उसे ऊष्मा के रूप में सोख लेता है।
• अवरक्त लैंप भौतिक चिकित्सा का मानक उपकरण हैं : वे कुछ मिलीमीटर गहराई तक ऊतक को गर्म करते हैं, स्थानीय रक्त वाहिकाएँ फैलाते हैं, पेशी को ढीला करते हैं और दर्द घटाते हैं।
• अवरक्त की खोज विलियम हर्शेल ने 1800 में की, प्रिज़्म के स्पेक्ट्रम के लाल किनारे से आगे थर्मामीटर रखकर।
• पराबैंगनी के चिकित्सकीय उपयोग निर्जर्मीकरण हैं, क्योंकि उसके फ़ोटॉन सूक्ष्मजीवों के DNA को क्षति पहुँचाते हैं, और त्वचा में विटामिन D का संश्लेषण — दर्द-निवारण नहीं।
• बढ़ते तरंगदैर्घ्य के क्रम में स्पेक्ट्रम : गामा, एक्स-किरण, पराबैंगनी, दृश्य, अवरक्त, सूक्ष्म तरंग, रेडियो; फ़ोटॉन ऊर्जा उसी दिशा में घटती है।
• अवरक्त के अन्य अनुप्रयोग : तापीय प्रतिबिंबन और रात्रि-दृष्टि, रिमोट कंट्रोल, अवरक्त स्पेक्ट्रमिकी, तथा हरितगृह गैसों द्वारा पृथ्वी से बाहर जाते अवरक्त का रुकना।

• UV को इसलिए चुन लेना कि उसके चिकित्सकीय उपयोग प्रसिद्ध हैं; निर्जर्मीकरण और विटामिन D दर्द-निवारण नहीं हैं
• 'इनमें से कोई नहीं' चुन लेना जबकि एक विकल्प मानक नैदानिक व्यवहार है — किसी सार्वभौमिक निषेध के लिए हर दूसरे विकल्प का विफल होना ज़रूरी है
• यह मान लेना कि अधिक तरंगदैर्घ्य का अर्थ अधिक ऊर्जा है; तरंगदैर्घ्य घटने पर फ़ोटॉन ऊर्जा बढ़ती है, और इसीलिए UV ऊतक को क्षति पहुँचाता है जबकि अवरक्त केवल गर्म करता है

BPSC विद्युत्-चुंबकीय स्पेक्ट्रम को एक-पंक्ति के उपयोग-से-पट्टी मिलान के रूप में पूछता है, और उन अभ्यर्थियों पर भरोसा करता है जिन्होंने पट्टी तो सँभाल रखी है पर यह कारण नहीं कि वह काम क्यों करती है। UPSC वही भौतिकी परोक्ष रूप से पूछता है — कौन-सा काँच पराबैंगनी रोकता है, कोबाल्ट-60 कौन-सी विकिरण उत्सर्जित करता है, क्या लाल प्रकाश हरे से अधिक ऊर्जावान है — इसलिए UPSC वाले रूप में केवल अनुप्रयोगों की सूची नहीं, स्वयं तरंगदैर्घ्य-ऊर्जा संबंध चाहिए।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  अवरक्त विकिरण की खोज किसने की ?

  • (a)विल्हेल्म रॉन्टजन
  • (b)विलियम हर्शेल
  • (c)योहान रिटर
  • (d)हाइनरिष हर्ट्ज़

  उत्तर(b) विलियम हर्शेल — 1800 में, यह पाकर कि प्रिज़्म के स्पेक्ट्रम के लाल छोर से ठीक आगे रखे थर्मामीटर ने सबसे ऊँचा तापमान दर्ज किया। रिटर ने अगले वर्ष पराबैंगनी पाई, रॉन्टजन ने 1895 में एक्स-किरणें और हर्ट्ज़ ने 1880 के दशक में रेडियो तरंगें।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  निम्नलिखित में से कौन-सा क्रम बढ़ते तरंगदैर्घ्य के अनुसार है ?

  • (a)रेडियो तरंगें, अवरक्त, दृश्य प्रकाश, एक्स-किरणें
  • (b)एक्स-किरणें, पराबैंगनी, दृश्य प्रकाश, अवरक्त
  • (c)अवरक्त, दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी, गामा किरणें
  • (d)दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी, एक्स-किरणें, रेडियो तरंगें

  उत्तर(b) एक्स-किरणें, पराबैंगनी, दृश्य प्रकाश, अवरक्त — इसी दिशा में तरंगदैर्घ्य बढ़ता है और फ़ोटॉन ऊर्जा घटती है, और इसीलिए एक्स-किरणें आयनित करती हैं जबकि अवरक्त केवल गर्म करता है।