प्रकाश-परावर्तन तथा अपवर्तन (Light - Reflection & Refraction) NCERT Solutions | NCERT Textbooks in Hindi (Class 6 to Class 12) - UPSC PDF Download

अभ्यास

प्रश्न.1. निम्न में से कौन-सा पदार्थ लेंस बनाने के लिए प्रयुक्त नहीं किया जा सकता?
(a) जल
(b) काँच
(c) प्लास्टिक
(d) मिट्टी

सही उत्तर (d) मिट्टी

प्रश्न.2. किसी बिंब का अवतल दर्पण द्वारा बना प्रतिबिंब आभासी, सीधा तथा बिंब से बड़ा पाया गया| वस्तु की स्थिति कहाँ होनी चाहिए?
(a) मुख्य फोकस तथा वक्रता केंद्र के बीच
(b) वक्रता केंद्र पर
(c) वक्रता केंद्र से परे
(d) दर्पण के ध्रुव तथा मुख्य फोकस के बीच

सही उत्तर (d) दर्पण के ध्रुव तथा मुख्य फोकस के बीच

प्रश्न.3. किसी बिंब का वास्तविक तथा समान साइज़ का प्रतिबिंब प्राप्त करने के लिए बिंब को उत्तल लेंस के सामने कहाँ रखें?
(a) लेंस के मुख्य फोकस पर
(b) फोकस दूरी की दोगुनी दूरी पर
(c) अनंत पर
(d) लेंस के प्रकाशिक केंद्र तथा मुख्य फोकस के बीच

सही उत्तर (b) फोकस दूरी की दोगुनी दूरी पर  

प्रश्न.4. किसी गोलीय दर्पण तथा किसी पतले गोलीय लेंस दोनों की फोकस दूरियाँ -15 cm हैं| दर्पण तथा लेंस संभवतः हैं-
(a) दोनों अवतल
(b) दोनों उत्तल
(c) दर्पण अवतल तथा लेंस उत्तल
(d) दर्पण उत्तल तथा लेंस अवतल 

सही उत्तर (a) दोनों अवतल

प्रश्न.5. किसी दर्पण से आप चाहे कितनी ही दूरी पर खड़े हों, आपका प्रतिबिंब सदैव सीधा प्रतीत होता है| संभवतः दर्पण है-
(a) केवल समतल
(b) केवल अवतल
(c) केवल उत्तल
(d) या तो समतल अथवा उत्तल

सही उत्तर (d) या तो समतल अथवा उत्तल

प्रश्न.6. किसी शब्दकोष (dictionary) में पाए गए छोटे अक्षरों को पढ़ते समय आप निम्न में से कौन-सा लेंस पसंद करेंगे?
(a) 50 cm फोकस दूरी का एक उत्तल लेंस
(b) 50 cm फोकस दूरी का एक अवतल लेंस
(c) 5 cm फोकस दूरी का एक उत्तल लेंस
(d) 5 cm फोकस दूरी का एक अवतल लेंस  

सही उत्तर (c) 5 cm फोकस दूरी का एक उत्तल लेंस

प्रश्न.7. 15 cm फोकस दूरी के एक अवतल दर्पण का उपयोग करके हम किसी बिंब का सीधा प्रतिबिंब बनाना चाहते हैं| बिंब का दर्पण से दूरी का परिसर (range) क्या होना चाहिए? प्रतिबिंब की प्रकृति कैसी है? प्रतिबिंब बिंब से बड़ा है अथवा छोटा? इस स्थिति में प्रतिबिंब बनने का एक किरण आरेख बनाइए|

अवतल दर्पण में बिंब का सीधा प्रतिबिंब बनाने के लिए बिंब को ध्रुव तथा मुख्य फोकस के बीच रखना चाहिए। बिंब की दर्पण से दूरी 15 cm से कम होनी चाहिए। प्रतिबिंब आभासी तथा सीधा होगा। प्रतिबिंब बिंब से बड़ा होगा।

प्रश्न.8. निम्न स्थितियों में प्रयुक्त दर्पण का प्रकार बताइए|
(a) किसी कार का अग्र-दीप (हैड-लाइट)
(b) किसी वाहन का पार्श्व/पश्च-दृश्य दर्पण
(c) सौर भट्टी
अपने उत्तर की कारण सहित पुष्टि कीजिए|

(a) अवतल दर्पण- इसका कारण यह है कि जब प्रकाश स्रोत अवतल दर्पण के मुख्य फोकस पर रखा जाता है तो प्रकाश का शक्तिशाली समांतर किरण पुंज प्राप्त होता है|
(b) उत्तल दर्पण- इसका दृष्टि-क्षेत्र बहुत अधिक होता है|
(c) अवतल दर्पण- ऐसा इसलिए है क्योंकि यह मुख्य फ़ोकस पर सूर्य के समानांतर किरणों को केंद्रित करता है।

प्रश्न.9. किसी उत्तल लेंस का आधा भाग काले कागज से ढक दिया गया है| क्या यह लेंस किसी बिंब का पूरा प्रतिबिंब बना पाएगा? अपने उत्तर की प्रयोग द्वारा जाँच कीजिए| अपने प्रेक्षणों की व्याख्या कीजिए|

हाँ, यह एक बिंब का पूरा प्रतिबिंब बना सकता है। उदाहरण के लिए यदि हम एक उत्तल लैंस में से किसी पेड़ को देखते हैं और फिर लैंस को आधा काले कागज़ से ढक देते हैं तब भी हमें पेड़ का पूरा प्रतिबिंब दिखेगा। यद्यपि प्रतिबिंब पहले से थोडा धुंधला हो सकता है।

प्रश्न.10. 5 cm लंबा कोई बिंब 10 cm फोकस दूरी के किसी अभिसारी लेंस से 25 cm दूरी पर रखा जाता है| प्रकाश किरण-आरेख खींचकर बनने वाले प्रतिबिंब की स्थिति, साइज़ तथा प्रकृति ज्ञात कीजिए|

बिंब का साइज़, h₁ = 5 cm
बिंब की लैंस से दूरी, u = – 25 cm
फोकल दूरी, f = 10 cm
प्रतिबिंब की लैंस से दूरी, v = ?
प्रतिबिंब का साइज़, h₂ = ?
लैंस सूत्र-
1/v+1/u = 1/f
1/v = 1/f-1/u = 1/10-1/25 = 5-2/50
v = 50/3 = 16.67 cm

अब v + ve है, इसलिए प्रतिबिंब वास्तविक होगा
m = h₂/h₁ = -v/u
m = h₂/5 = 50/3/-25= -2/3
h2= -10/3= -3.3 cm
– ve चिह्न बताता है कि यह प्रतिबिंब उल्टा होगा।

प्रश्न.11. 15 cm फोकस दूरी का कोई अवतल लेंस किसी बिंब का प्रतिबिंब लेंस से 10 cm दूरी पर बनाता है| बिंब लेंस से कितनी दूरी पर स्थित है? किरण आरेख खींचिए|

फोकस दूरी, f= – 15 cm
प्रतिबिंब की लैंस से दूरी, v = – 10 cm
बिंब की लैंस से दूरी, u = ?

लेंस सूत्र
1/f = 1v + 1/u
1/u = 1/v – 1/f = 1/-10 + 1/15 = -3+2/30 = -1/30
u = – 30 cm
u के ऋणात्मक मान से यह ज्ञात होता है कि बिंब को लेंस के सामने 30 cm की दूरी पर रखा गया है| यह निम्नलिखित किरण-आरेख में दर्शाया गया है|

प्रश्न.12. 15 cm फोकस दूरी के किसी उत्तल दर्पण से कोई बिंब 10 cm दूरी पर रखा है| प्रतिबिंब की स्थिति तथा प्रकृति ज्ञात कीजिए|

बिंब की लैंस से दूरी, u = – 10 cm
फोकस दूरी, f=15 m
प्रतिबिंब की लैंस से दूरी, v = ?
सूत्र-
1/v + 1/u = 1/f
1/v = 1/f – 1/u = 1/15 + 1/10 = 2+3/30 = 5/30 = 1/6
+ ve चिह्न से पता चलता है कि प्रतिबिंब दर्पण के पीछे बनेगा और यह प्रतिबिंब आभासी, सीधा तथा छोटा बनेगा।

प्रश्न.13. एक समतल दर्पण द्वारा उत्पन्न आवर्धन +1 है| इसका क्या अर्थ है?

धनात्मक मान का अर्थ है कि समतल दर्पण में बना प्रतिबिंब आभासी तथा सीधा है| चूँकि आवर्धन का मान 1 है तो इसका अर्थ है कि प्रतिबिंब का आकार बिंब के आकार के बराबर है|

प्रश्न.14. 5.0 cm लंबाई का कोई बिंब 30 cm वक्रता त्रिज्या के किसी उत्तल दर्पण के सामने 20 cm दूरी पर रखा गया है| प्रतिबिंब की स्थिति, प्रकृति तथा साइज़ ज्ञात कीजिए|

बिंब का साइज़, h1 = 50 cm
बिंब की दर्पण से दूरी = – 20 cm
वक्रता त्रिज्या, R = 30 cm
प्रतिबिंब की दर्पण से दूरी, v = ?
प्रतिबिंब का साइज़, h2 = ?
दर्पण सूत्र-
1/v + 1/u = 1/f = 2/R
1/v = 2/R – 1/u = 2/30 + 1/20 = 4+3/60 = 7/60
v = 60/7 = 8.57 cm
+ ve चिहन से पता चलता है कि प्रतिबिंब दर्पण से पीछे बनेगा और वह आभासी तथा सीधा है।
m = h2/h1 = v/-u
h2/5.0 = -60/7/20 = 3/7
h2 = 3/7×5.0 = 15/7 = 2.1 cm
अतः प्रतिबिंब का साइज़ होगा 2.1 cm.

प्रश्न.15. 7.0 cm साइज़ का कोई बिंब 18 cm फोकस दूरी के किसी अवतल दर्पण के सामने 27 cm दूरी पर रखा गया है| दर्पण से कितनी दूरी पर किसी परदे को रखें कि उस वस्तु का स्पष्ट फोकसित प्रतिबिंब प्राप्त किया जा सके| प्रतिबिंब का साइज़ तथा प्रकृति ज्ञात कीजिए|

बिंब का साइज़, h₁ = 7.0 cm
बिंब की दर्पण से दूरी, u = – 27 cm
फोकस दूरी = – 18 cm
प्रतिबिंब की दर्पण से दूरी, v = ?
दर्पण सूत्र-
1/v + 1/u = 1/f
1/v = 1/f – 1/u = 1/-18 + 1/27 = -3+2/54 = -1/54
अतः परदे को दर्पण के आगे 54 cm दूरी पर रखना चाहिए। प्रतिबिंब जो परदे पर बनेगा वह वास्तविक होगा।
– ve चिह्न से पता चलता है कि प्रतिबिंब उल्टा बनेगा।

प्रश्न.16. उस लेंस की फोकस दूरी ज्ञात कीजिए जिसकी क्षमता -2.0 D है| यह किस प्रकार का लेंस है?

लेंस की क्षमता, P = 1/f
 P= -2D
f= -1/2 = -0.5 m
एक अवतल लेंस की फोकस दूरी ऋणात्मक होती है| इसलिए यह एक अवतल लेंस है|

प्रश्न.17. कोई डॉक्टर +1.5 D क्षमता का संशोधक लेंस निर्धारित करता है| लेंब्स की फोकस दूरी ज्ञात कीजिए| क्या निर्धारित लेंस अभिसारी है अथवा अपसारी?

लेंस की क्षमता, P =1/f
P = 1.5D
f = 1/1.5 = 10/15 = 0.66 m
एक उत्तल लेंस की फोकस दूरी धनात्मक होती है| इसलिए यह एक उत्तल लेंस अथवा अभिसारी लेंस है|