UPSC MainsGENERAL-STUDIES-PAPER-III202115 Marks250 Words
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Q16.

वर्ष 2014 में भौतिक विज्ञान में नोबेल पुरस्कार संयुक्त रूप से आकासाकी, अमानो तथा नाकामुरा को 1990 के दशक में नीली एल.ई.डी. के आविष्कार के लिए प्रदान किया गया था । इस आविष्कार ने मानव-जाति के दैनंदिन जीवन को किस प्रकार प्रभावित किया है ?

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, सबसे पहले नीली एलईडी के आविष्कार के वैज्ञानिक आधार को संक्षेप में समझा जाना चाहिए। फिर, इस आविष्कार के विभिन्न क्षेत्रों में प्रभाव को विस्तार से बताना होगा, जैसे कि प्रकाश व्यवस्था, डिस्प्ले तकनीक, चिकित्सा, और संचार। उत्तर में विशिष्ट उदाहरणों और आंकड़ों का उपयोग करना महत्वपूर्ण है ताकि प्रभाव को स्पष्ट रूप से दर्शाया जा सके। संरचना इस प्रकार होनी चाहिए: परिचय, आविष्कार का वैज्ञानिक आधार, विभिन्न क्षेत्रों में प्रभाव (प्रकाश व्यवस्था, डिस्प्ले, चिकित्सा, संचार), और निष्कर्ष।

Model Answer

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Introduction

वर्ष 2014 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार इसामु अकासाकी, हिरोशी अमानो और शुजी नाकामुरा को नीली प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) के आविष्कार के लिए प्रदान किया गया। यह आविष्कार प्रकाश प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर साबित हुआ। पारंपरिक प्रकाश स्रोतों की तुलना में एलईडी अधिक ऊर्जा कुशल, टिकाऊ और बहुमुखी हैं। नीली एलईडी का आविष्कार लाल और हरे एलईडी के साथ मिलकर पूर्ण-रंग सफेद प्रकाश बनाने की क्षमता प्रदान करता है, जिसने प्रकाश व्यवस्था और डिस्प्ले तकनीक में क्रांति ला दी। इस आविष्कार ने न केवल तकनीकी प्रगति को बढ़ावा दिया है, बल्कि मानव जीवन के विभिन्न पहलुओं को भी गहराई से प्रभावित किया है।

नीली एलईडी का आविष्कार: वैज्ञानिक आधार

एलईडी अर्धचालक डायोड होते हैं जो विद्युत प्रवाह के गुजरने पर प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। नीली एलईडी का निर्माण गैलियम नाइट्राइड (GaN) नामक एक अर्धचालक सामग्री का उपयोग करके किया गया था। GaN के क्रिस्टल को उच्च गुणवत्ता में बनाना एक बड़ी चुनौती थी, जिसे अकासाकी, अमानो और नाकामुरा ने सफलतापूर्वक हल किया। उन्होंने GaN क्रिस्टल की गुणवत्ता में सुधार के लिए नई तकनीकों का विकास किया, जिससे नीली एलईडी का निर्माण संभव हो सका।

विभिन्न क्षेत्रों में प्रभाव

1. प्रकाश व्यवस्था

नीली एलईडी के आविष्कार ने ऊर्जा-कुशल प्रकाश व्यवस्था के विकास को गति दी। एलईडी बल्ब पारंपरिक तापदीप्त बल्बों और फ्लोरोसेंट लैंपों की तुलना में बहुत कम ऊर्जा का उपयोग करते हैं और उनकी आयु भी अधिक होती है। इससे बिजली की खपत में कमी आती है और कार्बन उत्सर्जन को कम करने में मदद मिलती है। 2023 तक, वैश्विक एलईडी लाइटिंग बाजार का मूल्य लगभग 87.6 बिलियन अमेरिकी डॉलर था, और 2024-2032 तक 12.8% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर (CAGR) से बढ़ने का अनुमान है। (स्रोत: Grand View Research, 2024)

2. डिस्प्ले तकनीक

नीली एलईडी का उपयोग एलसीडी (लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले) और एलईडी टीवी जैसे डिस्प्ले उपकरणों में बैकलाइट के रूप में किया जाता है। नीली एलईडी ने डिस्प्ले की चमक, रंग सटीकता और ऊर्जा दक्षता में सुधार किया है। OLED (ऑर्गेनिक एलईडी) डिस्प्ले तकनीक में भी नीली एलईडी का महत्वपूर्ण योगदान है, जो बेहतर कंट्रास्ट और व्यापक देखने के कोण प्रदान करते हैं।

3. चिकित्सा क्षेत्र

नीली एलईडी का उपयोग चिकित्सा क्षेत्र में विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है। उदाहरण के लिए, नीली एलईडी का उपयोग फोटोडायनामिक थेरेपी (PDT) में कैंसर कोशिकाओं को नष्ट करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग त्वचा रोगों के इलाज और घावों को भरने में भी किया जाता है। नीली एलईडी आधारित उपकरण नवजात शिशुओं में पीलिया के इलाज के लिए भी उपयोग किए जाते हैं।

4. संचार

नीली एलईडी का उपयोग डेटा संचार में भी किया जाता है। Li-Fi (लाइट फिडेलिटी) तकनीक में, डेटा को प्रकाश के माध्यम से प्रसारित किया जाता है। नीली एलईडी उच्च गति डेटा ट्रांसमिशन के लिए उपयुक्त हैं, क्योंकि उनकी प्रतिक्रिया गति तेज होती है। Li-Fi तकनीक का उपयोग सुरक्षित और वायरलेस संचार के लिए किया जा सकता है।

अन्य प्रभाव

  • कृषि: नीली एलईडी का उपयोग पौधों की वृद्धि को बढ़ावा देने के लिए ग्रीनहाउस में किया जाता है।
  • परिवहन: एलईडी का उपयोग वाहनों में हेडलाइट्स, टेललाइट्स और इंडिकेटर्स में किया जाता है, जिससे सुरक्षा बढ़ती है।
  • सुरक्षा: एलईडी का उपयोग सुरक्षा कैमरों और निगरानी उपकरणों में बेहतर दृश्यता के लिए किया जाता है।

Conclusion

संक्षेप में, 1990 के दशक में नीली एलईडी का आविष्कार एक क्रांतिकारी तकनीकी प्रगति थी जिसने मानव जीवन के विभिन्न पहलुओं को गहराई से प्रभावित किया है। प्रकाश व्यवस्था से लेकर चिकित्सा और संचार तक, नीली एलईडी ने दक्षता, स्थिरता और नवाचार को बढ़ावा दिया है। भविष्य में, नीली एलईडी आधारित तकनीकों के और अधिक विकास और अनुप्रयोगों की उम्मीद है, जो मानव जीवन को और बेहतर बनाने में योगदान करेंगे। यह आविष्कार विज्ञान और प्रौद्योगिकी के माध्यम से मानव कल्याण को बढ़ावा देने का एक उत्कृष्ट उदाहरण 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

एलईडी (LED)
एलईडी का अर्थ है लाइट एमिटिंग डायोड (Light Emitting Diode)। यह एक अर्धचालक उपकरण है जो विद्युत प्रवाह के गुजरने पर प्रकाश उत्सर्जित करता है।
गैलियम नाइट्राइड (GaN)
गैलियम नाइट्राइड (GaN) एक अर्धचालक सामग्री है जिसका उपयोग नीली एलईडी के निर्माण में किया जाता है। GaN उच्च दक्षता और उच्च चमक प्रदान करता है, जो इसे एलईडी अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है।

Key Statistics

वैश्विक एलईडी लाइटिंग बाजार 2024 में लगभग 87.6 बिलियन अमेरिकी डॉलर का था और 2032 तक 12.8% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर (CAGR) से बढ़ने का अनुमान है।

Source: Grand View Research, 2024

2022 में, वैश्विक एलईडी बाजार का आकार 108.4 बिलियन अमेरिकी डॉलर था।

Source: Statista (knowledge cutoff 2024)

Examples

फोटोडायनामिक थेरेपी (PDT)

नीली एलईडी का उपयोग फोटोडायनामिक थेरेपी (PDT) में कैंसर कोशिकाओं को नष्ट करने के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया में, एक प्रकाश-संवेदनशील दवा को रोगी के शरीर में इंजेक्ट किया जाता है, और फिर नीली एलईडी से प्रकाश डालकर दवा को सक्रिय किया जाता है, जिससे कैंसर कोशिकाएं नष्ट हो जाती हैं।

Frequently Asked Questions

Li-Fi तकनीक क्या है?

Li-Fi (लाइट फिडेलिटी) एक वायरलेस संचार तकनीक है जो डेटा को प्रकाश के माध्यम से प्रसारित करती है। यह तकनीक रेडियो तरंगों के बजाय नीली एलईडी का उपयोग करती है, जिससे उच्च गति और सुरक्षित डेटा ट्रांसमिशन संभव होता है।

Topics Covered

ScienceTechnologyLED TechnologyPhysicsInnovation