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नियॉन

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नियॉन एक रासायनिक तत्व है जिसका प्रतीक Ne है और परमाणु संख्या 10 है। यह एक उत्कृष्ट गैस है[1] जो तापमान और दबाव के मानक स्थितियों के अन्तर्गत एक रंगहीन, गंधहीन, अक्रिय परमाणुक गैस है, जिसमें हवा का घनत्व लगभग दो-तिहाई होता है। 1898 में नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, आर्गन और कार्बन डाइआक्साइड को अलग करके शुष्क हवा में तीन दुर्लभ अक्रिय तत्व क्रीप्टोण , नियॉन और क्सीनन की शोध की गई थी। शोध की जाने वाली इन तीन दुर्लभ गैसों में से नियॉन को दूसरे नंबर पर शोध किया गया था और इसका प्रतीक चमकीले लाल उत्सर्जन स्पेक्ट्रम से एक नए तत्व के रूप में की गयी। नियॉन" शब्द ग्रीक शब्द "नियोस" से आया है जिसका अर्थ है "नया"। नियॉन रासायनिक रूप से एकअक्रिय गैस है, और नियॉन का कोई अनावेशित यौगिक ज्ञात नहीं है। वर्तमान में ज्ञात नियॉन यौगिकों में आयनिक अणु और वैन डेर वाल्स बलों और क्लाथ्रेट्स द्वारा एक साथ रखे गए अणु सम्मलित हैं।

तत्वों के कॉस्मिक न्यूक्लियोजेनेसिस के दौरान, सितारों में अल्फा-कैप्चर फ्यूजन प्रक्रिया से बड़ी मात्रा में नियॉन का निर्माण होता है। चूंकि नियॉन ब्रह्मांड और सौर मंडल में एक बहुत ही सामान्य तत्व है यह हाइड्रोजन, हीलियम, ऑक्सीजन और कार्बन के बाद लौकिक बहुतायत में पांचवें स्थान पर है,लेकिन पृथ्वी पर दुर्लभ है। यह आयतन वायु में लगभग 18.2 पीपीएम और पृथ्वी की पपड़ी में एक छोटा अंश बनाता है। पृथ्वी और आंतरिक स्थलीय ग्रहों पर नियॉन की आपेक्षिक कमी का कारण यह है कि नियॉन अत्यधिक वाष्पशील रसायन है और इसे ठोस पदार्थों में स्थिर करने के लिए कोई यौगिक नहीं बनता है। इसी कारण यह प्रारंभ सौर मंडल में नव प्रज्वलित सूर्य की गर्मी के में ग्रहों से बच निकलता है। और यहां तक ​​​​कि बृहस्पति का बाहरी वातावरण भी कुछ हद तक नियॉन से रहित है, लेकिन एक अलग कारण से।[2] जब यह कम - वोल्टेज नियॉन लैंप , ज्यादा -वोल्टेज गीस्लर ट्यूब और नियॉन साइन में उपयोग किया जाता है तो एक भिन्न लाल-नारंगी चमक देता है।[3][4] नियॉन से निकलने वाली लाल उत्सर्जन रेखा हीलियम-नियॉन लेजर के प्रसिद्ध लाल प्रकाश का कारण भी बनती है। कुछ प्लाज्मा ट्यूब और रेफ्रिजरेंट अनुप्रयोगों में नियॉन का उपयोग किया जाता है लेकिन इसके कुछ अन्य व्यावसायिक उपयोग भी हैं। यह तरल हवा के आंशिक आसवन द्वारा व्यावसायिक रूप से निकाला जाता है। क्युंकि हवा ही एकमात्र स्रोत है, जो की हीलियम से ज्यादा अधिक बहुमूल्य है।

इतिहास

नियॉन के लिए प्रतीक बनाने वाले नियॉन गैस डिस्चार्ज लैंप

नियॉन का शोध 1898 में ब्रिटिश रसायनज्ञ सर विलियम रामसे (1852-1916) और मॉरिस ट्रैवर्स (1872-1961) ने लंदन में की थी।[5] नियॉन का शोध तब हुई जब रामसे ने हवा के एक प्रतिमान को तब तक ठंडा किया जब तक कि वह द्रव नहीं हो गया, फिर द्रव को गर्म किया और उबालने पर गैसों को पकड़ा।और गैसों में नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और आर्गन को प्रतीक किया गया , लेकिन शेष गैसों को विशेष ढंग के रूप में बहुतायत के क्रम में भिन्न किया गया था, मई 1898 के अंत से आरम्भ होने वाले छह सप्ताह की अवधि में सबसे पहले क्रिप्टन का प्रतीक किया गया था । उसके बाद क्रिप्टन को हटा दिए जाने पर, एक गैस थी जिसने स्पेक्ट्रोस्कोपिक डिस्चार्ज के बीच एक शानदार लाल बत्ती दिखी, जून में पहचानी गई इस गैस को नियॉन नाम दिया गया था। नियॉन लैटिन शब्द नोवम का ग्रीक अनुरूप है,[6] जो रामसे के बेटे द्वारा सुझाया गया। विद्युतीय रूप से उत्तेजित होने पर गैसीय नियॉन द्वारा उत्सर्जित विशिष्ट शानदार लाल-नारंगी रंग को देखा गया, जिसके बारे में ट्रैवर्स ने बाद में लिखा "ट्यूब से क्रिमसन लाइट की ज्वाला ने अपनी कहानी बताई और यह एक ऐसा दृश्य है जिस पर ध्यान दिया जाना चाहिए और कभी नहीं भूलना चाहिए।"[7]

नियॉन के साथ एक दूसरी गैस की भी सूचना मिली थी, जिसका घनत्व लगभग आर्गन के समान था लेकिन एक भिन्न स्पेक्ट्रम के साथ - रामसे और ट्रैवर्स ने इसे मेटार्गन नाम दिया[8][9] लेकिन बाद में स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण से पता चला कि यह कार्बन मोनोआक्साइड से दूषित आर्गन है। अंत में, उसी टीम ने सितंबर 1898 में उसी प्रक्रिया से क्सीनन का शोध किया।[8]

नियॉन की कमी ने मूर ट्यूब की पंक्तियों पर प्रकाश व्यवस्था के लिए इसके शीघ्र आवेदन को रोक दिया, जो नाइट्रोजन का उपयोग करते थे और जिनका 1900 के दशक के आरम्भ में व्यावसायीकरण किया गया था। 1902 के बाद, जॉर्ज क्लाउड की कंपनी तरल वायु ने उनके वायु-द्रवीकरण व्यवसाय के उत्पाद के रूप में नियॉन की औद्योगिक मात्रा का उत्पादन किया। दिसंबर 1910 में क्लाउड ने नियॉन की सीलबंद ट्यूब पर आधारित आधुनिक नियॉन लाइटिंग का प्रदर्शन किया। क्लाउड ने अपनी तीव्रता के कारण घर के अंदर घरेलू प्रकाश व्यवस्था के लिए नियॉन ट्यूबों को बेचने की संक्षिप्त प्रयास की, लेकिन बाजार में यह विफल रहा क्योंकि घर के मालिकों ने इसके रंग पर आपत्ति जताई । 1912 में, क्लाउड के सहयोगी ने नियॉन डिस्चार्ज ट्यूब को आकर्षक नियॉन साइन के रूप में बेचना शुरू किया जो की अधिक सफल रहा। नियॉन ट्यूबों को 1923 में लॉस एंजिल्स पैकार्ड कार डीलरशिप द्वारा खरीदे गए दो बड़े नियॉन संकेतों के साथ यू.एस. में सम्मुख किया गया था। चमक और आकर्षक लाल रंग ने नियॉन को विज्ञापन प्रतियोगिता से बिल्कुल भिन्न बना दिया।[10] नियॉन की तीव्र रंग और जीवंतता उस समय अमेरिकी समाज के बराबर थी, जो प्रगति की एक शतक का राय दे रही थे और शहरों को सनसनीखेज नए वातावरण में बदल रही थी, जो विकीर्ण विज्ञापनों और इलेक्ट्रो-ग्राफिक वास्तुकला से भरा था।[11][12] नियॉन ने 1913 में परमाणुओं की प्रकृति की बुनियादी समझ में एक भूमिका निभाई, जब जे जे थॉमसन ने नहर की किरणों की संरचना में अपने अन्वेषण के हिस्से के रूप में, एक चुंबकीय और एक विद्युत क्षेत्र के माध्यम से नियॉन आयनों की धाराओं को चैनल किया और एक फोटोग्राफिक प्लेट के साथ धाराओं के विक्षेपण को मापा। थॉमसन ने फोटोग्राफिक प्लेट पर प्रकाश के दो भिन्न- भिन्न छवि देखे, जिसने विक्षेपण के दो भिन्न- भिन्न परवलयों का राय दिया। थॉमसन ने अंततः निष्कर्ष निकाला कि नियॉन गैस में कुछ परमाणु की तुलना में अधिक द्रव्यमान थे। चूंकि उस समय थॉमसन द्वारा नहीं समझा गया था, यह स्थिर आइसोटोप परमाणुओं के समस्थानिकों का पहला शोध था। थॉमसन का उपकरण उस उपकरण का एक कच्चा संस्करण था जिसे अब हम मास स्पेक्ट्रोमीटर कहते हैं।

समस्थानिक

Main article: नियॉन के समस्थानिक
स्थिर तत्व के समस्थानिक के लिए पहला प्रमाण 1913 में नियॉन प्लाज्मा पर प्रयोगों द्वारा प्रदान किया गया था। जे जे थॉमसन की फोटोग्राफिक प्लेट के निचले दाएं कोने में दो आइसोटोप नियॉन -20 और नियॉन -22 के लिए अलग-अलग प्रभाव चिह्न हैं।

नियॉन में तीन स्थिर समस्थानिक होते हैं: 20Ne (90.48%), 21Ne (0.27%) and 22Ne (9.25%)।

21Ne और 22Ne आंशिक रूप से मौलिक समस्थानिक और आंशिक रूप से न्यूक्लियोजेनिक अर्थात पर्यावरण में न्यूट्रॉन या अन्य कणों के साथ अन्य न्यूक्लाइड्स की परमाणु प्रतिक्रियाओं द्वारा निर्मित और प्राकृतिक प्रचुरता में उनकी विविधताओं को अच्छी तरह से समझा जाता है। 20Ne तारकीय न्यूक्लियोसिंथेसिस में बने प्रमुख प्राइमर्डियल आइसोटोप को न्यूक्लियोजेनिक या रेडियम-धर्मी नहीं माना जाता है। भिन्नता के कारण 20Ne में पृथ्वी पर लड़ाई है।[13][14]

न्यूक्लियोजेनिक नियॉन आइसोटोप उत्पन्न करने वाली प्रमुख परमाणु प्रतिक्रियाएं 24Mg और 25Mg से आरम्भ होती हैं, जो न्यूट्रॉन प्रभुत्व और अल्फा कण के इसी समय उत्सर्जन के बाद क्रमशः 21Ne और 22Ne का उत्पादन करती हैं। प्रतिक्रियाओं का उत्पादन करने वाले न्यूट्रॉन अधिक यूरेनियम -श्रृंखला क्षय श्रृंखला से प्राप्त अल्फा कणों से माध्यमिक स्पेलेशन प्रतिक्रियाओं द्वारा उत्पादित होते हैं। शुद्ध परिणाम 20Ne/22Ne के निचले स्तर और ग्रेनाइट जैसे यूरेनियम युक्त चट्टानों में देखे गए 21Ne/22Ne के उच्च अनुपात की ओर उत्पन्न करता है।

[14]इसके अतिरिक्त, उजागर स्थलीय चट्टानों के समस्थानिक विश्लेषण ने 21Ne के कॉस्मोजेनिक उत्पादन का प्रदर्शन किया है। यह आइसोटोप मैग्नीशियम , सोडियम , सिलिकॉन और अल्युमीनियम पर स्पेलेशन प्रतिक्रियाओं द्वारा उत्पन्न होता है। तीनों समस्थानिकों का विश्लेषण करके, मैग्मैटिक नियॉन और न्यूक्लियोजेनिक नियॉन से कॉस्मोजेनिक घटक को समाधान किया जा सकता है। इससे पता चलता है कि नियॉन सतह की चट्टानों और उल्कापिंडों की ब्रह्मांडीय जोखिम आयु निर्धारित करने में एक उपयोगी उपकरण होगा।[15] सौर पवन में नियॉन का अनुपात अधिक होता है 20न्यूक्लियोजेनिक और कॉस्मोजेनिक स्रोतों की तुलना में Ne।[14] ज्वालामुखी गैसों और हीरे के नमूनों में देखी गई नियॉन सामग्री भी समृद्ध होती है 20Ne, जो की सौर उत्पत्ति का सुझाव देता है।[16]


विशेषताएं

हीलियम के बाद नियॉन दूसरी सबसे हल्की नोबल गैस है। यह डिस्चार्ज ट्यूब में लाल-नारंगी चमकता है। यह लिक्विड हीलियम की रेफ्रिजरेटिंग क्षमता से 40 गुना और लिक्विड हाइड्रोजन से तीन गुना धिक होता है।[17]अधिकांश अनुप्रयोगों में यह हीलियम की तुलना में कम खर्चीला है।[18][19]

केंद्र

नियॉन प्लाज्मा में सामान्य वोल्टेज और सभी महान गैसों की धाराओं में सबसे तीव्र प्रकाश निर्वहन होता है। इसकी सीमा में कई रेखाओं के कारण इसमें प्रकाश का औसत रंग मानव आँख के लिए लाल-नारंगी है; इसमें एक मजबूत हरी रेखा भी सम्मलित है, जो छिपी हुई है, जब तक कि दृश्य घटकों को स्पेक्ट्रोस्कोप द्वारा फैलाया नहीं जाता।[20]

नियॉन प्रकाश के दो बिल्कुल भिन्न प्रकार उपयोग में हैं। नियॉन लैंप सामान्यतः छोटे होते हैं, जिनमें अधिकांश 100 और 250 वोल्ट के बीच काम करते हैं।[21] उनका व्यापक रूप से पावर-ऑन संकेतक और सर्किट-परीक्षण उपकरण के रूप में उपयोग किया गया है, लेकिन प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एल ई डी) अब उन अनुप्रयोगों में आच्छादित हैं। ये साधारण नियॉन डिवाइस प्लाज्मा प्रदर्शन के अग्रदूत थे।[22][23] नियॉन संकेत सामान्यतः बहुत अधिक वोल्टेज (2-15 किलोवोल्ट ) पर काम करते हैं, और चमकदार ट्यूब सामान्यतः मीटर लंबी होती हैं।[24] ग्लास टयूबिंग अधिकतर साइनेज के आकार और अक्षरों के साथ-साथ वास्तुशिल्प और कलात्मक अनुप्रयोगों में बनाई जाती है।

घटना

हैमडेन, कनेक्टिकट, फूलों की दुकान में नियॉन साइन इन करें

नियॉन स्थिर समस्थानिक तारों में उत्पन्न होते हैं। नियॉन सबसे प्रचुर मात्रा में आइसोटोप 20Ne (90.48%) तारकीय न्यूक्लियोसिंथेसिस की कार्बन जलाने की प्रक्रिया में कार्बन और कार्बन के परमाणु संलयन द्वारा निर्मित होता है। इसके लिए 500 मेगाकेल्विन से ऊपर के तापमान की आवश्यकता होती है, जो 8 से अधिक सौर द्रव्यमान वाले तारों के कोर में होता है।[25][26]

नियॉन सार्वभौमिक मापक में प्रचुर मात्रा में है; यह रासायनिक तत्वों हाइड्रोजन, हीलियम, ऑक्सीजन और कार्बन के बाद ब्रह्मांड में द्रव्यमान द्वारा रासायनिक तत्वों की प्रचुरता है।[27] पृथ्वी पर नियॉन की सापेक्ष दुर्लभता, हीलियम की तरह, इसकी सापेक्ष लपट, बहुत कम तापमान पर उच्च वाष्प दबाव, और रासायनिक जड़ता के कारण है, सभी गुण इसे संघनक गैस और धूल के बादलों में फंसने से रोकते हैं। नियॉन मोनोएटोमिक है, जो इसे डायटोमिक नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के अणुओं से हल्का बनाता है और यह पृथ्वी के वायुमंडल का बड़ा हिस्सा हैं; नियॉन से भरा एक गुब्बारा हवा में हीलियम के गुब्बारे की तुलना में अधिक धीरे ऊपर उठेगा ।[28] ब्रह्मांड में नियॉन की अधिकता सूर्य में 750 में लगभग 1 भाग है, और प्रोटो-सोलर सिस्टम नेबुला में, 600 में लगभग 1 भाग। गैलीलियो अंतरिक्ष यान वायुमंडलीय प्रवेश जांच में पाया गया कि बृहस्पति के ऊपरी वातावरण में भी, नियॉन की प्रचुरता द्रव्यमान द्वारा 6,000 में 1 भाग के स्तर तक लगभग 10 के एक घटक से कमहै। यह संकेत देता है कि यहाँ के बर्फ ग्रहों में, और  बृहस्पति गृह में नियॉन को बाहरी सौर मंडल से लाये थे,और एक ऐसा क्षेत्र बनाया जो नियॉन वायुमंडलीय घटक को बनाए रखने के लिए बहुत गर्म था, (बृहस्पति पर भारी अक्रिय गैसों की बहुतायत सूर्य से कई गुना अधिक है)।[29] नियॉन में पृथ्वी के वायुमंडल में 55,000 में 1 भाग, या 18.2 पीपीएम जो की लगभग अणु या मोल अंश के समान है, या द्रव्यमान द्वारा 79,000 वायु में 1 भाग शामिल है। इसमें क्रस्ट का एक छोटा अंश शामिल है। यह तरलीकृत हवा के क्रायोजेनिक भिन्नात्मक आसवन द्वारा औद्योगिक रूप से निर्मित होता है।[17]

17 अगस्त 2015 को, चंद्र वायुमंडल और धूल पर्यावरण एक्सप्लोरर (एलएडीईई) अंतरिक्ष यान के साथ अध्ययन के आधार पर, नासा के वैज्ञानिकों ने चंद्रमा के बहिर्मंडल में नियॉन का पता लगाने की सूचना दी।[30]


रसायन विज्ञान

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Main article: नियॉन यौगिक

नियॉन पहला पी-ब्लॉक नोबल गैस है, और इलेक्ट्रॉनों का एक सच्चा ऑक्टेट वाला पहला तत्व है। यह रासायनिक रूप से निष्क्रिय है: जैसा कि इसके हल्के एनालॉग, हीलियम के मामले में है, कोई दृढ़ता से बाध्य तटस्थ नियॉन यौगिकों की पहचान नहीं की गई है। आयन [NeAr]+, [NeH]+, और [HeNe]+ ऑप्टिकल और जन स्पेक्ट्रोमेट्री अध्ययनों से देखा गया है।[17]सॉलिड नियॉन क्लैथ्रेट हाइड्रेट को पानी की बर्फ से और नियॉन गैस से 350-480 एमपीए के दबाव और लगभग -30 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर तैयार किया गया था।[32] नियॉन परमाणु पानी से बंधे नहीं हैं और इस सामग्री के माध्यम से स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ सकते हैं। क्लैथ्रेट को कई दिनों तक निर्वात कक्ष में रखकर निकाला जा सकता है, जिससे बर्फ XVI , पानी का सबसे कम घना क्रिस्टलीय रूप प्राप्त होता है।[31] परिचित इलेक्ट्रोनगेटिविटी पॉलिंग इलेक्ट्रोनगेटिविटी रासायनिक बंधन ऊर्जा पर निर्भर करती है, लेकिन ऐसे मूल्यों को स्पष्ट रूप से निष्क्रिय हीलियम और नियॉन के लिए नहीं मापा गया है। इलेक्ट्रोनगेटिविटी एलन इलेक्ट्रोनगेटिविटी, जो केवल (मापने योग्य) परमाणु ऊर्जा पर निर्भर करती है, नियॉन को सबसे अधिक विद्युतीय तत्व के रूप में पहचाना जाता है, जिसके बाद फ्लोरीन और हीलियम का स्थान आता है।

नियॉन का त्रिगुण बिंदु तापमान (24.5561 K) 1990 के अंतर्राष्ट्रीय तापमान पैमाने में एक परिभाषित निश्चित बिंदु है।[33]


उत्पादन

क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण संयंत्रों में हवा से नियॉन का उत्पादन किया जाता है। मुख्य रूप से नाइट्रोजन, नियॉन और हीलियम का एक गैस-चरण मिश्रण उच्च दबाव वायु-पृथक्करण कॉलम के शीर्ष पर मुख्य कंडेनसर से निकाला जाता है और नियॉन के आसवन के लिए एक साइड कॉलम के नीचे सिंचित किया जाता है।[34] इसके बाद इसे हीलियम से और शुद्ध किया जा सकता है।

यूक्रेन में लगभग 70% वैश्विक नियॉन आपूर्ति का उत्पादन होता है,[35]और रूस में इस्पात के उप-उत्पाद के रूप में उत्पादन होता है।[36]As of 2020 तक, कंपनी आइस्बिलिक , ओडेसा और मास्को में संयंत्रों के साथ, नियॉन के दुनिया के उत्पादन का 65 प्रतिशत आपूर्ति करती है, साथ ही क्रिप्टन और क्सीनन के 15% की आपूर्ति करती है।[37][38]


2022 की कमी

क्रीमिया के 2014 के रूसी कब्जे के बाद वैश्विक नियॉन की कीमतों में लगभग 600% की वृद्धि हुई,[39]कुछ चिप निर्माताओं को रूसी और यूक्रेनी आपूर्तिकर्ताओं से दूर जाने के लिए और चीन में आपूर्तिकर्ताओं[40] की ओर स्थानांतरित करना शुरू करने के लिए प्रेरित किया।[38]2022 में यूक्रेन पर रूसी आक्रमण ने भी यूक्रेन में दो कंपनियों को बंद कर दिया: एलएलसी «क्रायोइन इंजीनियरिंग» (Ukrainian: ТОВ «Кріоін Інжинірінг») और एलएलसी «इन्हाज» (Ukrainian: ТОВ «ІНГАЗ») क्रमशः ओडेसा और मारियुपोल में स्थित है, जिसने वैश्विक आपूर्ति का लगभग आधा उत्पादन किया।[39][41] बंद होने की संभावना COVID-19 चिप की कमी,[38][37] को कम करने की भविष्यवाणी की गई थी, जो नियॉन उत्पादन को चीन में स्थानांतरित कर सकता है।[40]


आवेदन

नियॉन अक्सर नियॉन साइन में प्रयोग किया जाता है और एक चमकदार लाल-नारंगी रोशनी पैदा करता है। अन्य रंगों के साथ ट्यूब लाइट को अक्सर नियॉन कहा जाता है, वे विभिन्न महान गैसों या फ्लोरोसेंट बल्ब प्रकाश व्यवस्था के विभिन्न रंगों का उपयोग करते हैं।

नियॉन का उपयोग वेक्यूम - ट्यूब , हाई-वोल्टेज इंडिकेटर्स, तड़ित पकड़क , वेवमीटर ट्यूब, टेलीविजन ट्यूब और हीलियम-नियॉन लेजर में किया जाता है। तरलीकृत नियॉन व्यावसायिक रूप से क्रायोजेनिक रेफ्रिजरेंट के रूप में उन अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जिन्हें अधिक चरम तरल-हीलियम प्रशीतन के साथ प्राप्य कम तापमान सीमा की आवश्यकता नहीं होती है।

नियॉन, तरल या गैस के रूप में, अपेक्षाकृत महंगा है - छोटी मात्रा के लिए, तरल नियॉन की कीमत तरल हीलियम से 55 गुना अधिक हो सकती है। नियॉन का खर्च चलाना नियॉन की दुर्लभता है, जो हीलियम के विपरीत, इसे वातावरण से छानकर केवल प्रयोग करने योग्य मात्रा में प्राप्त किया जा सकता है।

सेमीकंडक्टर उद्योग

As of 2022 गैस मिश्रण जिसमें नियॉन शामिल है, का उपयोग अत्यधिक पराबैंगनी लिथोग्राफी के लिए लेज़रों को शक्ति प्रदान करने के लिए किया जाता है।[39]


यह भी देखें

  • विस्तार अनुपात
  • शिथिराति चिन्ह
  • नियॉन लैंप


संदर्भ

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बाहरी संबंध

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