UPSC MainsGEOLOGY-PAPER-II201220 Marks
Q9.

दर्शाइए कि आप किसी द्वि-अक्षी खनिज की बहुवर्णी योजना का किस प्रकार से निर्धारण करते हैं।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, द्वि-अक्षी खनिजों की बहुवर्णी योजना (pleochroism) के सिद्धांत और निर्धारण की विधियों को स्पष्ट करना आवश्यक है। उत्तर में, बहुवर्णी योजना की परिभाषा, इसके कारण, इसे प्रभावित करने वाले कारक, और विभिन्न तकनीकों (जैसे, ध्रुवीकरण सूक्ष्मदर्शी का उपयोग) का उल्लेख करना चाहिए। एक व्यवस्थित दृष्टिकोण अपनाते हुए, पहले बहुवर्णी योजना की अवधारणा को समझाएं, फिर इसके निर्धारण की प्रक्रिया को चरणबद्ध तरीके से प्रस्तुत करें।

Model Answer

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Introduction

बहुवर्णी योजना (Pleochroism) खनिजों का एक महत्वपूर्ण प्रकाशिक गुण है, जिसमें खनिज विभिन्न प्रकाश दिशाओं में अलग-अलग रंग प्रदर्शित करता है। यह गुण खनिज की क्रिस्टल संरचना और रासायनिक संरचना के कारण होता है। द्वि-अक्षी खनिजों में, अपवर्तनांक (refractive index) दिशा के साथ बदलता है, जिसके परिणामस्वरूप बहुवर्णी योजना उत्पन्न होती है। इस गुण का अध्ययन खनिज की पहचान और वर्गीकरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। भूवैज्ञानिक अनुसंधान और खनिज अन्वेषण में इसका व्यापक उपयोग होता है।

द्वि-अक्षी खनिजों में बहुवर्णी योजना: एक विस्तृत विवरण

द्वि-अक्षी खनिज वे खनिज होते हैं जिनमें एक से अधिक अपवर्तनांक होते हैं। यह उनकी क्रिस्टल संरचना के कारण होता है, जो प्रकाश को विभिन्न दिशाओं में अलग-अलग गति से यात्रा करने की अनुमति देता है। इस भिन्नता के कारण, खनिज विभिन्न रंगों को अवशोषित और संचारित करता है, जिससे बहुवर्णी योजना का प्रदर्शन होता है।

बहुवर्णी योजना के कारण

  • रासायनिक संरचना: खनिज में मौजूद तत्वों की प्रकृति और मात्रा बहुवर्णी योजना को प्रभावित करती है।
  • क्रिस्टल संरचना: क्रिस्टल जाली की व्यवस्था और समरूपता प्रकाश के ध्रुवीकरण को प्रभावित करती है।
  • अशुद्धियाँ: खनिज में मौजूद अशुद्धियाँ प्रकाश के अवशोषण को बदल सकती हैं, जिससे बहुवर्णी योजना में परिवर्तन होता है।
  • तापमान और दबाव: तापमान और दबाव में परिवर्तन क्रिस्टल संरचना को प्रभावित कर सकते हैं, जिससे बहुवर्णी योजना बदल सकती है।

बहुवर्णी योजना का निर्धारण करने की विधियाँ

1. ध्रुवीकरण सूक्ष्मदर्शी (Polarizing Microscope) का उपयोग

ध्रुवीकरण सूक्ष्मदर्शी बहुवर्णी योजना का निर्धारण करने के लिए सबसे आम और प्रभावी उपकरण है। इस विधि में, खनिज के पतले खंड को ध्रुवीकृत प्रकाश के तहत देखा जाता है। खनिज को घुमाकर, विभिन्न रंगों का अवलोकन किया जाता है। रंगों की संख्या और तीव्रता खनिज की बहुवर्णी योजना को दर्शाती है।

प्रक्रिया:

  • खनिज का एक पतला खंड तैयार करें।
  • खंड को सूक्ष्मदर्शी के मंच पर रखें।
  • ध्रुवीकरण फिल्टर को स्थापित करें।
  • खनिज को 360 डिग्री घुमाएं और रंगों में परिवर्तन का निरीक्षण करें।
  • रंगों की संख्या और तीव्रता को रिकॉर्ड करें।

2. स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री (Spectrophotometry)

स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री एक ऐसी तकनीक है जो विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश के अवशोषण को मापती है। इस विधि का उपयोग खनिज के बहुवर्णी योजना को मात्रात्मक रूप से निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।

प्रक्रिया:

  • खनिज के नमूने को स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में रखें।
  • विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश के अवशोषण को मापें।
  • अवशोषण स्पेक्ट्रम का विश्लेषण करें और बहुवर्णी योजना को निर्धारित करें।

3. कंप्यूटर-आधारित इमेज विश्लेषण (Computer-Based Image Analysis)

यह विधि ध्रुवीकरण सूक्ष्मदर्शी से प्राप्त छवियों का उपयोग करती है और कंप्यूटर सॉफ्टवेयर का उपयोग करके रंगों का विश्लेषण करती है। यह विधि बहुवर्णी योजना का तेजी से और सटीक निर्धारण करने में मदद करती है।

बहुवर्णी योजना का वर्गीकरण

बहुवर्णी योजना का प्रकार रंगों की संख्या विवरण
द्वि-वर्णी (Dichroism) 2 खनिज दो अलग-अलग रंगों को प्रदर्शित करता है।
त्रि-वर्णी (Trichroism) 3 खनिज तीन अलग-अलग रंगों को प्रदर्शित करता है।
अति-वर्णी (Hyperchromism) 3 से अधिक खनिज तीन से अधिक अलग-अलग रंगों को प्रदर्शित करता है।

Conclusion

संक्षेप में, द्वि-अक्षी खनिजों में बहुवर्णी योजना एक महत्वपूर्ण प्रकाशिक गुण है जो खनिज की पहचान और वर्गीकरण में सहायक होता है। ध्रुवीकरण सूक्ष्मदर्शी, स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री और कंप्यूटर-आधारित इमेज विश्लेषण जैसी तकनीकों का उपयोग करके बहुवर्णी योजना का निर्धारण किया जा सकता है। इस गुण का अध्ययन भूवैज्ञानिक अनुसंधान और खनिज अन्वेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, और भविष्य में नई तकनीकों के विकास से इसकी सटीकता और दक्षता में और सुधार होने की संभावना है।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

अपवर्तनांक (Refractive Index)
अपवर्तनांक एक माध्यम में प्रकाश की गति और निर्वात में प्रकाश की गति का अनुपात है। यह खनिज के प्रकाशिक गुणों को निर्धारित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है।
ध्रुवीकरण (Polarization)
ध्रुवीकरण प्रकाश तरंगों के कंपन की दिशा को सीमित करने की प्रक्रिया है। यह बहुवर्णी योजना के अध्ययन में एक महत्वपूर्ण तकनीक है।

Key Statistics

2022 में, भारत का खनिज उत्पादन 96.22 मिलियन टन था, जिसमें लौह अयस्क, कोयला, और क्रोमियम जैसे खनिजों का योगदान प्रमुख था।

Source: खान मंत्रालय, भारत सरकार

भारत में, 2023-24 में खनिज उत्पादन का मूल्य लगभग ₹1.62 लाख करोड़ था।

Source: अंतरिम बजट 2024-25

Examples

टूरmaline

टूरmaline एक द्वि-अक्षी खनिज है जो अपनी मजबूत बहुवर्णी योजना के लिए जाना जाता है। यह विभिन्न रंगों में पाया जाता है, जैसे कि काला, हरा, गुलाबी, और लाल।

Frequently Asked Questions

क्या सभी द्वि-अक्षी खनिज बहुवर्णी योजना प्रदर्शित करते हैं?

नहीं, सभी द्वि-अक्षी खनिज बहुवर्णी योजना प्रदर्शित नहीं करते हैं। बहुवर्णी योजना खनिज की रासायनिक संरचना और क्रिस्टल संरचना पर निर्भर करती है।

Topics Covered

भूविज्ञानखनिज विज्ञानप्रकाशिकीद्वि-अक्षीय खनिजखनिज पहचान