प्रकाशिकी MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Optics - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सही उत्तर प्रकाश का प्रकीर्णन है।

Key Points

• जब सूर्य सुबह या शाम के समय क्षितिज के पास होता है, तो यह लाल रंग का दिखाई देता है। इस अवलोकन के लिए जिम्मेदार घटना प्रकाश का प्रकीर्णन है।
• सूर्य के प्रकाश में 7 रंग होते हैं बैंगनी, नीला, आसमानी, हरा, पीला, नारंगी और लाल, इनमें से बैंगनी की तरंग दैर्ध्य सबसे कम और लाल की सबसे अधिक होती है।
• सूर्योदय और सूर्यास्त के समय सूर्य के प्रकाश को हम तक पहुँचने के लिए पृथ्वी के वायुमंडल में अधिक दूरी तय करनी पड़ती है।
• इसलिए, केवल उच्च तरंग दैर्ध्य वाले रंग ही हम तक पहुंचते हैं, और कम तरंग दैर्ध्य वाले रंग हवा, नमी, धुएं और वातावरण में अन्य धूल कणों द्वारा बिखरने के कारण बीच में ही छूट जाते हैं।
• अंतरिक्ष यात्री इस घटना को चंद्रमा की सतह पर नहीं देख पाएंगे, क्योंकि चंद्रमा पर कोई वातावरण नहीं है। इसलिए कोई प्रकाश वितरित नहीं होगा, और अंधकार उत्पन्न होगा।

Additional Informationपरावर्तन

• यह दो अलग-अलग माध्यम के बीच एक अंतराफलक पर एक तरंगाग्र की दिशा में परिवर्तन है ताकि तरंगाग्र उस माध्यम में लौट आए जहां से इसकी उत्पत्ति हुई थी।
• सामान्य उदाहरणों में प्रकाश, ध्वनि और जल तरंगों का परावर्तन शामिल है।

अपवर्तन

• भौतिकी में, अपवर्तन एक माध्यम से दूसरे माध्यम में या माध्यम में क्रमिक परिवर्तन से गुजरने वाली तरंग की दिशा में परिवर्तन है।
• प्रकाश का अपवर्तन सबसे अधिक देखी जाने वाली घटना है, लेकिन अन्य तरंगें जैसे ध्वनि तरंगें और जल तरंगें भी अपवर्तन का अनुभव करती हैं।

विक्षेपण

• प्रकाशिकी में, विक्षेपण वह परिघटना है जिसमें तरंग का कलावेग उसकी आवृत्ति पर निर्भर करता है।
• इस सामान्य गुणधर्म वाले माध्यम को विक्षेपण वाला माध्यम कहा जा सकता है। कभी-कभी वर्ण विक्षेपण शब्द विशिष्टता के लिए प्रयोग किया जाता है।

सही उत्तर 'पूर्ण आंतरिक परावर्तन' है।

Key Points

• इंडोस्कोप एक चिकित्सीय उपकरण है।
• इंडोस्कोप पूर्ण आंतरिक परावर्तन के सिद्धांत पर काम करता है।
• पूर्ण आंतरिक परावर्तन दो स्थितियों पर कार्य करता है-
  • प्रकाश सघन माध्यम से विरल माध्यम में प्रसारित होना चाहिए।
  • आपतन कोण, क्रांतिक कोण से अधिक होना चाहिए
• इंडोस्कोप, ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करके पूर्ण आंतरिक परावर्तन अवधारणा को नियोजित करता है।
• इस प्रक्रिया का उपयोग पूरे शरीर में एक खोखले अंग या गुहाओं के आंतरिक अध्ययन के लिए किया जाता है।

अत: सही उत्‍तर पूर्ण आंतरिक परावर्तन है।

Additional Information

आइए अन्य विकल्पों पर एक नजर डालते हैं:

सही उत्तर M = -1.5 है।

Key Points

• लेंस द्वारा उत्पन्न आवर्धन का सूत्र M = v/u है, जहाँ v प्रतिबिम्ब दूरी है और u वस्तु दूरी है।
• प्रतिबिम्ब दूरी (v) की गणना करने के लिए, हम लेंस सूत्र का उपयोग करते हैं: 1/f = 1/v - 1/u।
• दिए गए मान:
  • वस्तु दूरी (u) = -25 cm (ऋणात्मक चिह्न क्योंकि वस्तु लेंस के बाईं ओर रखी गई है)।
  • फोकस दूरी (f) = +15 cm (उत्तल लेंस के लिए धनात्मक)
• लेंस सूत्र का उपयोग करके:
  • 1/v = 1/f + 1/u
  • 1/v = 1/15 - 1/25
  • 1/v = (5 - 3) / 75
  • 1/v = 2 / 75
  • v = 75 / 2 = 37.5 cm
• अब आवर्धन की गणना करें:
  • M = v/u
  • M = 37.5 / -25
  • M = -1.5
• ऋणात्मक चिह्न इंगित करता है कि उत्तल लेंस द्वारा बना प्रतिबिम्ब उल्टा है।
• -1.5 का आवर्धन का अर्थ है कि प्रतिबिम्ब का आकार वस्तु के आकार से 1.5 गुना छोटा और उल्टा है।

सही उत्तर आभासी छवि है।Key Points 

• वह छवि जिसे पर्दे पर प्राप्त नहीं किया जा सकता, आभासी छवि कहलाती है।
• छवियाँ दो प्रकार की होती हैं: वास्तविक छवियाँ और आभासी छवियाँ।
• वास्तविक छवियाँ पर्दे पर बनती हैं, जबकि आभासी छवियाँ पर्दे पर प्राप्त नहीं की जा सकतीं।

वास्तविक छवि और आभासी छवि के बीच अंतर:

गणना :

दिया गया है,

लेंस से वस्तु की दूरी = u = -10 सेमी 

लेंस का अपवर्तक सूचकांक = µ = 1.5

लेंस की वक्रता की दोनों त्रिज्या परिमाण में 20 सेमी हैं

R₁ = 20 सेमी और R₂ = -20 सेमी (संकेत परंपरा के अनुसार)

लेंस बनाने के सूत्र के अनुसार

\(\frac{1}{f}=(\mu - 1)(\frac{1}{R_1}-\frac{1}{R_2})=(1.5-1)(\frac{1}{20}-\frac{1}{-20})\\ =0.5 \times \frac{2}{20}=\frac{1}{20}\\ or, \; f=20 \; cm \)

लेंस समीकरण से,

\(\frac{1}{v}-\frac{1}{u}=\frac{1}{f}\\ \frac{1}{v}=\frac{1}{f}+\frac{1}{u}\\ or, \; v=\frac{fu}{u+f}=\frac{20 \times (-10)}{-10+20}=\frac{-200}{10}=-20 \; cm\)

बनने वाली आकृति वस्तु की ओर ही 20 सेमी पर होता है।

सही उत्तर विकल्प 3 अर्थात् प्रकाश का पूर्ण आंतरिक परावर्तन है।

व्याख्या:

• गर्मी के दिनों में, भूमि के पास की हवा उच्च स्तर पर हवा की तुलना में गर्म हो जाती है।
• हवा का अपवर्तनांक इसके घनत्व के साथ बढ़ता जाता है। गर्म हवा कम घनी होती है, और ठंडी हवा की तुलना में इसका अपवर्तनांक कम होता है। यदि हवा की धाराएं छोटी हैं, यानि हवा स्थिर है, तो हवा की विभिन्न परतों में प्रकाशीय घनत्व ऊँचाई के साथ बढ़ता है।
• नतीजतन, प्रकाश की किरण एक वृक्ष जैसी लंबी वस्तु से, एक माध्यम से गुजरती है जिसका अपवर्तनांक भूमि की ओर कम हो जाता है।
• इस प्रकार, इस तरह की वस्तु से प्रकाश की किरण क्रमिक रूप से सामान्य से दूर मुड़ जाती है और पूर्ण आंतरिक परावर्तन होता है, यदि भूमि के समीप हवा का आपतन कोण क्रांतिक कोण से अधिक है।

• एक पर्यवेक्षक के लिए, ऐसा प्रतीत होता है कि प्रकाश जमीन के नीचे कहीं से आ रहा है और स्वाभाविक रूप से यह मान लेता है कि प्रकाश जमीन से परावर्तित हो रहा है, जैसे कि लंबी वस्तु के पास पानी के एक पूल द्वारा दूर स्थित लंबी वस्तुओं की ऐसे उलटे प्रतिबिम्ब पर्यवेक्षक के लिए एक प्रकाशीय भ्रम का कारण बनती हैं। इस घटना को मिराज कहा जाता है।
• इस प्रकार के मिराज विशेष रूप से गर्म रेगिस्तान में आम बात है।
• आप में से कुछ लोगों ने देखा होगा कि भीषण गर्मी के दिनों में बस या कार से यात्रा करते समय खासकर हाईवे पर दूर स्थित एक गीला गड्ढा दिखाई देता है, लेकिन जब आप उस जगह पर पहुंचते हैं तो आपको गीलेपन का कोई सबूत नहीं मिलता है। यह भी मिराज के कारण होता है।

Confusion Points

• छात्र आमतौर पर इस बात को लेकर भ्रमित रहते हैं कि मृगतृष्णा अपवर्तन की घटना है या फिर पूर्ण आंतरिक परावर्तन की।
• यह दरअसल पूर्ण आंतरिक परावर्तन की क्रिया है।

अवधारणा:

व्याख्या:

• जब अभिनेत्रिका लेंस कम लचीला हो जाता है, तो ऐसा होता है।
• जब आस-पास की वस्तुएँ किसी व्यक्ति को धुंधली दिखाई देती हैं, तो उसे जरादूरदृष्टि कहा जाता है।

• जरादूरदृष्टि  के कारण अभिनेत्रिका लेंस की पक्ष्माभि मांसपेशियाँ कमजोर हो जाती हैं और दृश्य दोष प्रारंभ हो  जाता है।
• इसलिए, विकल्प 2 सही है।

• परिक्षेपण वह घटना है जिसके द्वारा एक पारदर्शी माध्यम से दूसरे में जाने के दौरान सफेद प्रकाश अपने 7 घटक रंगों में विभाजित होता है।
• ये 7 रंग लाल, नारंगी, पीला, हरा, नीला, इंडिगो और बैंगनी हैं।
• इंद्रधनुष सूर्य की रोशनी के हवा में पानी की बूंदों से गुज़रने पर होने वाले परिक्षेपण के कारण बनता है।
• एक इंद्रधनुष हमेशा सूर्य के विपरीत एक दिशा में बनता है। पानी की बूंदें छोटे-छोटे प्रिज्म की तरह काम करती हैं।
• वे घटना को सूर्य के प्रकाश से दूर करते हैं और फैलाते हैं, फिर इसे आंतरिक रूप से प्रतिबिंबित करते हैं, और अंत में इसे फिर से अपवर्तित करते हैं जब यह बारिश की बूंदों से बाहर निकलता है।
• प्रकाश और आंतरिक प्रतिबिंब के फैलाव के कारण, विभिन्न रंग पर्यवेक्षक की आंख तक पहुंचते हैं।

Additional Information

परावर्तन

• परिघटना जिसमें प्रकाश किरण को उसी माध्यम में सीमा के साथ अंत: क्रिया करने पर वापस भेज दिया जाता है जहां से वह आ रही है, परावर्तन कहलाती है।
• परावर्तन के नियम: यह बताता है कि, यदि एक प्रकाश किरण को समतल सपाट पॉलिश सतह से परावर्तित किया जाता है तो आपतित कोण हमेशा परावर्तन के कोण के बराबर होगा

अर्थात, आपतन कोण (θi) = परावर्तन कोण (θr)

अपवर्तन

• जब वह एक माध्यम से दूसरे में जाती है तो प्रकाश की एक किरण के मुड़ने को प्रकाश का अपवर्तन कहलाता है।
  • जब प्रकाश विरल से सघन माध्यम में प्रवेश करता है तो यह लंब से माध्यम के अंतरफलक की ओर झुक जाता है।
  • इसी तरह जब प्रकाश एक सघन से विरल माध्यम में पारित होता है तो यह लंब से दूर झुक जाता है।
• एक ग्लास स्लैब के माध्यम से अपवर्तन में पहले स्लैब पर पड़ने वाली किरण आपतन किरण होती है, जब यह स्लैब में प्रवेश करती है तो इसे अपवर्तित किरण कहा जाता है और बाहर आने वाली किरण को एक निर्गत किरण कहा जाता है।

निम्नलिखित चित्र एक ग्लास स्लैब के माध्यम से प्रकाश के अपवर्तन को दर्शाता है:

• ऊपर दिए गए सिद्धांतों को लागू करते हुए यह देखा जा सकता है कि निर्गत किरण आपतन किरण के समानांतर है (यहां AE, CD के समानांतर है)। 

विसरण: 

• जब प्रकाश किरणें कागज के एक भाग से परावर्तित होती हैं और परावर्तित किरण विक्षेपित होती हैं। तब इस परिघटना को प्रकाश का विसरण कहा जाता है।

• दर्पण की फोकस दूरी माध्यम के अपवर्तक सूचकांक पर निर्भर नहीं करती है।
• आपतित किरण और परावर्तित कोण तब तक समान होंगे, जब तक की डुबाई गयी वस्तु लेंस न हो। इस प्रकार, फोकस दूरी F के समान होगी।

सही उत्तर दो समतल दर्पण हैं।

Key Points

• एक परिदर्शी में दो समतल दर्पणों का उपयोग होता है।
• परिदर्शी का उपयोग उन वस्तुओं को देखने के लिए किया जाता है जो दृष्टि की सीधी रेखा में नहीं हैं।
• इसका काम परावर्तन के नियमों पर आधारित है।
• उपयोग:
  • इसका उपयोग पनडुब्बी द्वारा वस्तुओं को पानी की सतह पर देखने के लिए किया जाता है।
  • इसका उपयोग परमाणु भट्ठी में होने वाली रासायनिक अभिक्रियाओं का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है।
  • सेना में, परिदर्शी का उपयोग, उनके छिपने की स्थिति से निरीक्षण करने के लिए किया जाता है।

सही विकल्प 4 है अर्थात् छोटा, आभासी और सीधा प्रतिबिंब 

वाहन के पश्च दृश्य दर्पण छोटा, आभासी और सीधा प्रतिबिंब बनाता है।

• पश्च दृश्य दर्पण में एक उत्तल दर्पण होता है जो छोटा, आभासी और सीधा प्रतिबिंब प्रदान करता है।

• उत्तल दर्पण के उपयोग:

  • इमारतों की दुकानों, स्कूलों, अस्पतालों के हॉलवे।

  • एक आसान सुरक्षा सुविधा के रूप में स्वचालित टेलर मशीनों का उपयोग किया जाता है जो उपयोगकर्ताओं को यह देखने की अनुमति देता है कि उनके पीछे क्या हो रहा है।

• एक अवतल दर्पण इस पर पड़ने वाले प्रकाश को एक केंद्र बिंदु पर परावर्तित करता है और इस प्रकार वस्तु की परावर्तक प्रतिबिंब बनाता है।

• इसका उपयोग वाहनों की हेडलाइट्स में किया जाता है।
• अवतल दर्पण के कुछ उपयोग:
  • शेविंग मिरर
  • सिर पर लगाने वाले दर्पण
  • खगोलीय दूरबीन
  • हेडलाइट्स
  • सौर भट्टियां

• एक लेंस के पावर को \(P = \frac{1}{f}\) द्वारा दिया जाता हैI
• जहाँ f लेंस की फोकल लंबाई है।
• एक अवतल लेंस की स्थिति में शक्ति हमेशा ऋणात्मक होगी क्योंकि फोकल लंबाई ऋणात्मक होती है।
• इसलिए \(P = \frac{1}{-5} = -0.2D\) है।

सही जवाब 1.2 × 108 m/s है।

Key Points

अवधारणा :

• अपवर्तनांक: निर्वात में प्रकाश का वेग और माध्यम में प्रकाश के वेग के अनुपात को उस माध्यम के अपवर्तनांक के रूप में जाना जाता है।

\(\text{The refractive index of a substance/medium}=\frac{\text{Velocity of light in vacuum}}{\text{Velocity of light in the medium}}\)

तो μ = c/v

जहाँ c निर्वात में प्रकाश की चाल है और v माध्यम में प्रकाश की चाल है।

गणना :

दिया हुआ है कि:

हीरे का अपवर्तनांक (µd) = 2.5

हम जानते हैं

निर्वात में प्रकाश का वेग (c) = 3 × 10⁸ m/s

हीरे में प्रकाश का वेग (v) ज्ञात करना है

अब,

\(μ _d=\frac{c}{v}\\ or, \; 2.5= \frac{3 \times 10^8}{v}\\ or, \; v=\frac{3 \times 10^8}{2.5}=1.2\times 10^8 \; m/s\)

इसलिए विकल्प 1 सही है।

सही उत्तर +3 है।

दिया गया:

\(f=-18cm\)

\(u=-12cm\)

सूत्र:

दर्पण सूत्र:  \({1\over f}={1\over u}+{1\over v}\)

आवर्धन:  \(m={-v\over u}\)

गणना:

\({1\over f}={1\over u}+{1\over v}\)

\({1\over -18}={1\over -12}+{1\over v}\)

\({1\over v}={1\over 12}-{1\over 18}\)

\({1\over v}={18-12\over 12*18}={6\over216}\)

\(v={216\over6}=36cm\)

इसलिए, हमारे पास है \(m={-v\over u}\)

\(m={-(36)\over -12}=+3\)

अतः दर्पण द्वारा उत्पन्न आवर्धन +3 है।