UPSC MainsGEOLOGY-PAPER-II201415 Marks
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Q8.

एक खनिज परिच्छेदं क्रासित पोलरों (क्रासड पोलर्स) के नीचे सभी स्थितियों में अंधेरा बना रहता है समझाइए कि यह किस प्रकार संभव है और यदि यह लागू होता है तो खनिज के प्रकाशित चिह्न का निर्धारण करने के लिए आप किस प्रकार आगे बढ़ेंगे ।

How to Approach

यह प्रश्न खनिज विज्ञान और प्रकाशिकी (optics) के सिद्धांतों पर आधारित है। इसका उत्तर देने के लिए, हमें पहले यह समझना होगा कि क्रॉसड पोलरों के नीचे खनिज अंधेरा क्यों दिखाई देते हैं, और फिर प्रकाशित चिह्न (optic sign) निर्धारित करने के लिए आगे क्या कदम उठाने चाहिए। उत्तर में खनिज के प्रकाशीय गुणों, विशेष रूप से द्विअपवर्तन (birefringence) और प्रकाशीय अक्ष (optic axis) पर ध्यान केंद्रित करना होगा।

Model Answer

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Introduction

खनिज विज्ञान में, क्रॉसड पोलराइज़र (crossed polarizers) का उपयोग खनिजों के प्रकाशीय गुणों का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। जब एक खनिज क्रॉसड पोलरों के बीच रखा जाता है, तो प्रकाश का हस्तक्षेप (interference) होता है, जिसके परिणामस्वरूप खनिज अंधेरा या रंगीन दिखाई देता है। यदि खनिज सभी स्थितियों में अंधेरा बना रहता है, तो यह इंगित करता है कि खनिज में विशेष प्रकाशीय गुण हैं। यह स्थिति आमतौर पर एक अक्षीय खनिजों (uniaxial minerals) में देखी जाती है, लेकिन कुछ विशेष परिस्थितियों में द्विअक्षीय खनिजों (biaxial minerals) में भी हो सकती है। इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, हमें यह समझना होगा कि यह कैसे संभव है और प्रकाशित चिह्न का निर्धारण कैसे किया जाए।

क्रॉसड पोलरों के नीचे खनिज का अंधेरा बने रहना

क्रॉसड पोलरों के नीचे एक खनिज का सभी स्थितियों में अंधेरा बने रहने के कई कारण हो सकते हैं:

  • एक अक्षीय खनिज: यदि खनिज एक अक्षीय है और इसका प्रकाशीय अक्ष पोलराइज़र के लंबवत (perpendicular) है, तो यह अंधेरा दिखाई देगा। एक अक्षीय खनिजों में एक ही प्रकाशीय अक्ष होता है।
  • द्विअक्षीय खनिज: यदि खनिज द्विअक्षीय है और इसका प्रकाशीय अक्ष पोलराइज़र के लंबवत है, तो यह भी अंधेरा दिखाई देगा। द्विअक्षीय खनिजों में दो प्रकाशीय अक्ष होते हैं।
  • शून्य द्विअपवर्तन (Zero Birefringence): कुछ खनिजों में द्विअपवर्तन शून्य होता है, जिसका अर्थ है कि वे प्रकाश को अलग-अलग दिशाओं में नहीं मोड़ते हैं। ऐसे खनिज क्रॉसड पोलरों के नीचे अंधेरे दिखाई देंगे।
  • समरूपता (Isotropy): यदि खनिज समरूप है, तो इसके प्रकाशीय गुण सभी दिशाओं में समान होते हैं। ऐसे खनिज क्रॉसड पोलरों के नीचे अंधेरे दिखाई देंगे।

प्रकाशित चिह्न (Optic Sign) का निर्धारण

यदि खनिज क्रॉसड पोलरों के नीचे अंधेरा बना रहता है, तो प्रकाशित चिह्न का निर्धारण करने के लिए निम्नलिखित चरणों का पालन किया जा सकता है:

  1. खनिज की पहचान: सबसे पहले, खनिज की पहचान करना महत्वपूर्ण है। यह खनिज के भौतिक गुणों, जैसे कि कठोरता, रंग, और आकार, का उपयोग करके किया जा सकता है।
  2. प्रकाशीय अक्ष का निर्धारण: खनिज का प्रकाशीय अक्ष निर्धारित करने के लिए, खनिज को विभिन्न दिशाओं में घुमाया जाता है और यह देखा जाता है कि प्रकाश कैसे बदलता है।
  3. द्विअपवर्तन का मापन: द्विअपवर्तन का मापन करने के लिए, एक विशेष उपकरण, जिसे रेफ्रैक्टोमीटर (refractometer) कहा जाता है, का उपयोग किया जाता है।
  4. प्रकाशित चिह्न का निर्धारण: द्विअपवर्तन के मान और प्रकाशीय अक्ष की दिशा के आधार पर, खनिज का प्रकाशित चिह्न निर्धारित किया जा सकता है।

प्रकाशित चिह्न के प्रकार

प्रकाशित चिह्न दो प्रकार के होते हैं:

  • धनात्मक (Positive): यदि खनिज का द्विअपवर्तन धनात्मक है, तो इसे धनात्मक प्रकाशित चिह्न कहा जाता है।
  • ऋणात्मक (Negative): यदि खनिज का द्विअपवर्तन ऋणात्मक है, तो इसे ऋणात्मक प्रकाशित चिह्न कहा जाता है।

उदाहरण

उदाहरण के लिए, क्वार्ट्ज (Quartz) एक एक अक्षीय खनिज है जिसका प्रकाशित चिह्न धनात्मक होता है। कैल्साइट (Calcite) एक द्विअक्षीय खनिज है जिसका प्रकाशित चिह्न ऋणात्मक होता है। यदि कोई खनिज क्रॉसड पोलरों के नीचे अंधेरा दिखाई देता है, तो यह क्वार्ट्ज या कैल्साइट हो सकता है। प्रकाशित चिह्न का निर्धारण करने के लिए, द्विअपवर्तन का मापन करना आवश्यक होगा।

खनिज प्रणाली प्रकाशित चिह्न क्रॉसड पोलरों में व्यवहार
क्वार्ट्ज त्रिकोण प्रणाली (Trigonal) धनात्मक (+) अंधेरा (यदि प्रकाशीय अक्ष लंबवत है)
कैल्साइट हेक्सागोनल प्रणाली (Hexagonal) ऋणात्मक (-) अंधेरा (यदि प्रकाशीय अक्ष लंबवत है)
ओलिविन मोनोक्लीनिक प्रणाली (Monoclinic) धनात्मक या ऋणात्मक अंधेरा (कुछ स्थितियों में)

Conclusion

संक्षेप में, क्रॉसड पोलरों के नीचे एक खनिज का अंधेरा बने रहना खनिज के प्रकाशीय गुणों, जैसे कि एक अक्षीयता, द्विअक्षीयता, द्विअपवर्तन, और समरूपता पर निर्भर करता है। प्रकाशित चिह्न का निर्धारण करने के लिए, खनिज की पहचान करना, प्रकाशीय अक्ष का निर्धारण करना, द्विअपवर्तन का मापन करना, और फिर प्रकाशित चिह्न का निर्धारण करना आवश्यक है। यह प्रक्रिया खनिज विज्ञान के अध्ययन में महत्वपूर्ण है और खनिजों की पहचान और वर्गीकरण में मदद करती 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

प्रकाशीय अक्ष (Optic Axis)
प्रकाशीय अक्ष वह दिशा है जिसमें प्रकाश बिना किसी द्विअपवर्तन के यात्रा करता है। एक अक्षीय खनिजों में एक प्रकाशीय अक्ष होता है, जबकि द्विअक्षीय खनिजों में दो होते हैं।

Key Statistics

भारत में 2022-23 में खनिज उत्पादन का मूल्य लगभग ₹1.06 लाख करोड़ था।

Source: खान मंत्रालय, भारत सरकार (Ministry of Mines, Government of India)

भारत दुनिया के प्रमुख खनिज उत्पादकों में से एक है, जो लौह अयस्क, मैंगनीज अयस्क, बॉक्साइट और क्रोम अयस्क का उत्पादन करता है। (2021-22 के आंकड़े)

Source: भारतीय खान ब्यूरो (Indian Bureau of Mines)

Examples

हीरा (Diamond)

हीरा एक समरूप खनिज है और इसमें द्विअपवर्तन शून्य होता है। इसलिए, यह क्रॉसड पोलरों के नीचे अंधेरा दिखाई देता है। हीरे का उच्च अपवर्तनांक इसे चमकदार बनाता है।

Topics Covered

भूविज्ञानखनिज विज्ञानध्रुवीकरणप्रकाशिकी खनिज विज्ञानखनिज पहचान