Class 10 Science Chapter 10 प्रकाश परावर्तन और अपवर्तन
Class 10 Science Chapter 10 प्रकाश परावर्तन और अपवर्तन
प्रश्न 1.
लेंस बनाने के लिए निम्नलिखित में से किस सामग्री को टाई नहीं किया जा सकता है 1
(ए) पानी
(बी) कांच
(सी) प्लास्टिक
(डी) मिट्टी।
उत्तर:
(डी)। ऐसा इसलिए है क्योंकि मिट्टी अपारदर्शी होती है (अर्थात प्रकाश उसमें से नहीं गुजर सकता)।
प्रश्न 2.
अवतल दर्पण से बनने वाला प्रतिबिम्ब आभासी, सीधा और बिंब से बड़ा होता है। वस्तु की स्थिति कहाँ होनी चाहिए?
(ए) मुख्य फोकस और वक्रता केंद्र के बीच
(बी) वक्रता केंद्र पर
(सी) वक्रता केंद्र से परे
(डी) दर्पण के ध्रुव और उसके मुख्य फोकस के बीच।
उत्तर:
(डी)।
प्रश्न 3.
वस्तु के आकार का वास्तविक प्रतिबिम्ब प्राप्त करने के लिए किसी वस्तु को उत्तल लेंस के सामने कहाँ रखा जाना चाहिए? (बिहार बोर्ड 2012)
(ए) लेंस के मुख्य फोकस पर
(बी) फोकल लंबाई के दोगुने पर
(सी) अनंत पर
(डी) लेंस के ऑप्टिकल केंद्र और उसके मुख्य फोकस के बीच।
उत्तर:
(बी)।
प्रश्न 4.
एक गोलीय दर्पण और एक पतले गोलाकार लेंस की फोकस दूरी -15 सेमी है। दर्पण और लेंस होने की संभावना है
(ए) दोनों अवतल हैं
(बी) दोनों उत्तल हैं
(सी) दर्पण अवतल है और लेंस उत्तल है
(डी) दर्पण उत्तल है लेकिन लेंस अवतल है।
उत्तर:
(ए)।
प्रश्न 5.
आप दर्पण से कितनी भी दूर खड़े हों, आपका प्रतिबिम्ब सीधा दिखाई देता है। दर्पण के
(ए) केवल विमान
(बी) केवल अवतल
(सी) केवल उत्तल
(डी) या तो विमान या उत्तल होने की संभावना है।
उत्तर:
(डी)।
प्रश्न 6.
शब्दकोश में पाए जाने वाले छोटे अक्षरों को पढ़ते समय आप निम्नलिखित में से किस लेंस का उपयोग करना पसंद करेंगे?
(ए) फोकल लंबाई 50 सेमी का उत्तल लेंस
(बी) फोकल लंबाई 50 सेमी का अवतल लेंस
(सी) फोकल लंबाई 5 सेमी का उत्तल लेंस
(डी) फोकल लंबाई 5 सेमी का अवतल लेंस।
उत्तर:
(सी)। रीडिंग ग्लास (उत्तल लेंस) की आवर्धन क्षमता = 1/f।
प्रश्न 7.
हम 15 सेमी फोकस दूरी के अवतल दर्पण का उपयोग करके किसी वस्तु का सीधा प्रतिबिम्ब प्राप्त करना चाहते हैं। दर्पण से वस्तु की दूरी का परिसर क्या होना चाहिए? छवि की प्रकृति क्या है? प्रतिबिम्ब वस्तु से बड़ा है या छोटा ? इस स्थिति में प्रतिबिम्ब बनने को दर्शाने के लिए किरण आरेख खींचिए।
उत्तर:
अवतल दर्पण के ध्रुव और फोकस के बीच बिंब रखे जाने पर अवतल दर्पण सीधा प्रतिबिम्ब बनाता है। इस प्रकार, वस्तु को किसी भी स्थान पर रखा जा सकता है जिसकी दूरी अवतल दर्पण से 15 सेमी से कम है। प्रतिबिम्ब आभासी और सीधा है। प्रतिबिम्ब वस्तु से बड़ा होता है। किरण आरेख के लिए, चित्र 24 देखें।
प्रश्न 8.
निम्नलिखित स्थितियों में उपयोग किए जाने वाले दर्पण के प्रकार का नाम बताइए:
(ए) एक कार की हेड लाइट
(बी) वाहन के साइड रीयर व्यू मिरर
(सी) सौर भट्ठी।
अपने उत्तर का तर्क सहित समर्थन करें। (सीबीएसई 2012, 2013)
उत्तर:
(ए) अवतल दर्पण। जब अवतल दर्पण के फोकस पर एक बल्ब रखा जाता है, तो अवतल दर्पण से परावर्तन के बाद बल्ब से प्रकाश की किरण समानांतर बीम के रूप में जाती है जो सामने की सड़क को रोशन करती है।
(बी) उत्तल दर्पण। उत्तल दर्पण से बनने वाला प्रतिबिम्ब सीधा और आकार में छोटा होता है। वाहन के पीछे देखने का क्षेत्र बड़ा है।
(सी) अवतल दर्पण। अवतल दर्पण सूर्य से आने वाली प्रकाश की किरणों को अपने फोकस पर केंद्रित करता है। तो, फोकस पर तापमान बढ़ जाता है।
प्रश्न 9.
उत्तल लेंस का आधा भाग काले कागज से ढका होता है। क्या यह लेंस वस्तु का पूर्ण प्रतिबिम्ब उत्पन्न करेगा ?
(सीबीएसई 2015)
उत्तर:
जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, वस्तु की एक पूरी छवि बनती है।
प्रश्न 10.
5 सेमी लंबाई की एक वस्तु 10 सेमी फोकल लंबाई के अभिसारी लेंस से 25 सेमी दूर रखी जाती है। किरण आरेख खींचिए और बनने वाले प्रतिबिम्ब की स्थिति, आकार तथा प्रकृति ज्ञात कीजिए।
प्रतिबिम्ब वास्तविक तथा उल्टा है।
उत्तर:
यहाँ, u = -25 m, f = 10 m
प्रश्न 11.
15 सेमी फोकस दूरी का एक अवतल लेंस लेंस से 10 सेमी प्रतिबिम्ब बनाता है। Hou> बिंब लेंस से कितनी दूर है ? किरण आरेख खींचिए।
जवाब:
प्रश्न 12.
15 सेमी फोकस दूरी वाले उत्तल दर्पण से 10 सेमी की दूरी पर एक वस्तु रखी गई है। छवि की स्थिति और प्रकृति का पता लगाएं। (सीबीएसई 2014)
उत्तर:
चूँकि, m धनात्मक है, इसलिए वस्तु और प्रतिबिम्ब दोनों का अभिविन्यास समान है। इस प्रकार प्रतिबिम्ब सीधा तथा आभासी होता है।
प्रश्न 13.
समतल दर्पण द्वारा उत्पन्न आवर्धन +1 होता है। इसका क्या मतलब है ? (सीबीएसई 2011, 2014)
उत्तर:
इसका अर्थ है, समतल दर्पण द्वारा बने प्रतिबिम्ब का आकार वस्तु के आकार के बराबर होता है। m के साथ धनात्मक चिन्ह बताता है कि वस्तु और प्रतिबिम्ब दोनों सीधे हैं।
प्रश्न 14.
एक 5.0 सेमी लंबाई की वस्तु को 30 सेमी वक्रता त्रिज्या वाले उत्तल दर्पण के सामने 20 सेमी की दूरी पर रखा गया है। प्रतिबिम्ब की स्थिति, उसकी प्रकृति तथा आकार ज्ञात कीजिए। (समान सीबीएसई 2011)
उत्तर:
h = 5 सेमी, u = -20 सेमी
चूँकि h' धनात्मक है, इसलिए प्रतिबिंब सीधा और आभासी है।
प्रश्न 15.
7.0 सेमी आकार की एक वस्तु को 18 सेमी फोकस दूरी वाले अवतल दर्पण के सामने 27 सेमी की दूरी पर रखा गया है। परदे को दर्पण से कितनी दूरी पर रखा जाना चाहिए, ताकि एक तीक्ष्ण फोकसित प्रतिबिम्ब प्राप्त किया जा सके? छवि के आकार और प्रकृति का पता लगाएं।
उत्तर:
चूँकि h' ऋणात्मक है, अतः प्रतिबिम्ब उल्टा होता है।
प्रश्न 16.
शक्ति -2.0 D वाले लेंस की फोकस दूरी ज्ञात कीजिए। यह किस प्रकार का लेंस है?
उत्तर:
लेंस अवतल है।
प्रश्न 17.
एक डॉक्टर ने +1.5D शक्ति का सुधारात्मक लेंस निर्धारित किया है। लेंस की फोकस दूरी ज्ञात कीजिए। क्या निर्धारित लेंस अपसारी या अभिसारी है? (सीबीएसई 2012)
उत्तर:
चूँकि फोकस दूरी धनात्मक है, इसलिए लेंस अभिसारी है।
व्यावहारिक कौशल आधारित प्रश्न (2 अंक)
प्रश्न 1.
उत्तल लेंस के मुख्य अक्ष पर एक 4 सेमी लंबी वस्तु रखी गई है। लेंस के प्रकाशिक केंद्र से वस्तु की दूरी 12 सेमी है और लेंस के दूसरी तरफ एक स्क्रीन पर इसकी तीक्ष्ण छवि इससे 24 सेमी की दूरी पर बनती है। यदि वस्तु को अब लेंस से थोड़ा दूर ले जाया जाता है, तो किस तरह (लेंस की ओर या लेंस से दूर) उसे फिर से वस्तु की एक तेज छवि प्राप्त करने के लिए स्क्रीन को स्थानांतरित करना होगा? छवि का आवर्धन कैसे प्रभावित होगा? (सीबीएसई 2015)
उत्तर:
जब वस्तु u की दूरी बढ़ती है, तो V को कम करना चाहिए ताकि लेंस की फोकस दूरी समान रहे। इस प्रकार, जिस स्क्रीन पर वस्तु का तीक्ष्ण प्रतिबिम्ब बनता है, वह लेंस की ओर खिसक जाती है।
जैसे-जैसे वस्तु की दूरी u बढ़ती है, प्रतिबिम्ब का आकार घटता जाता है। अतः प्रतिबिम्ब का आवर्धन कम हो जाता है।
जैसे-जैसे u बढ़ता है, v घटता है और इसलिए m भी घटता है।
प्रश्न 2.
उत्तल लेंस के प्रतिबिंब A'B' के लिए दिए गए अपूर्ण किरण आरेख में बिंब AB की स्थिति क्या है? आरेख की किरण भी पूर्ण करें? (सीबीएसई 2015)
उत्तर:
वस्तु AB की स्थिति F 1 और 2F 1 . के बीच है
प्रश्न 3.
उत्तल लेंस के मामले में अलग-अलग वस्तु-दूरी के लिए छवि-दूरी का पता लगाने के लिए, एक छात्र स्क्रीन पर लेंस से बहुत दूर स्थित एक उज्ज्वल वस्तु की एक तेज छवि प्राप्त करता है। उसके बाद वह धीरे-धीरे वस्तु को लेंस की ओर ले जाता है और हर बार उसकी छवि को स्क्रीन पर केंद्रित करता है।
(ए) वह वस्तु को केंद्रित करने के लिए स्क्रीन को लेंस की ओर या दूर किस दिशा में ले जाता है?
(बी) छवि के आकार के साथ क्या होता है यह बढ़ता या घटता है?
(c) क्या होता है जब वह वस्तु को लेंस के बहुत पास ले जाता है?
उत्तर:
जैसे-जैसे वस्तु की दूरी घटती जाती है, प्रतिबिंब V की दूरी बढ़नी चाहिए ताकि लेंस की फोकस दूरी समान रहे। इसलिए, स्क्रीन को लेंस से दूर ले जाना चाहिए।
जैसे-जैसे u घटता है, v बढ़ता है, इसलिए आवर्धन बढ़ता है। दूसरे शब्दों में, छवि का आकार बढ़ता है।
(सी) जब वस्तु उत्तल लेंस के बहुत करीब होती है, आभासी और आवर्धित छवि बनती है।
प्रश्न 4.
एक छात्र ने उत्तल लेंस द्वारा किसी वस्तु के विभिन्न स्थानों पर प्रतिबिम्ब बनाने के लिए एक प्रयोग किया। यदि लेंस की फोकस दूरी 15 सेमी है
उत्तर:
प्रश्न 5.
एक छात्र ने उत्तल लेंस के साथ एक प्रयोग किया और एक वस्तु का आभासी प्रतिबिंब पाया। खोजें:
(ए) वस्तु की स्थिति।
(बी) उपरोक्त स्थिति के लिए किरण आरेख बनाएं।
(सीबीएसई 2015)
उत्तर:
(ए) एक उत्तल लेंस एक आभासी छवि बनाता है यदि वस्तु उत्तल लेंस के ऑप्टिकल केंद्र और फोकस के बीच स्थित है। अर्थात् वस्तु की कम से दूरी लेंस की फोकस दूरी से कम होनी चाहिए।
(बी)
प्रश्न 6.
एक विद्यार्थी 10 सेमी फोकस दूरी के उत्तल लेंस से लगभग 2 मीटर की दूरी पर रखी मोमबत्ती की लौ के प्रतिबिम्ब को परदे पर केंद्रित करता है। उसके बाद वह धीरे-धीरे लौ को लेंस की ओर ले जाता है और हर बार उसकी छवि को स्क्रीन पर केंद्रित करता है।
(ए) वह स्क्रीन पर लौ को केंद्रित करने के लिए लेंस को किस दिशा में ले जाता है 1
(बीजे स्क्रीन पर बने छवि के आकार के साथ क्या होता है 1
(सी) तीव्रता (चमक) में क्या अंतर देखा जाता है स्क्रीन की छवि का?
(डी) जब लौ लेंस के बहुत करीब (लगभग 5 सेमी) पर स्क्रीन पर दिखाई देती है? (सीबीएसई 2017)
उत्तर:
जैसे-जैसे मोमबत्ती की लौ (वस्तु) u की दूरी कम होती जाती है, छवि की दूरी u बढ़नी चाहिए ताकि लेंस की फोकल लंबाई समान रहे। इसलिए, स्क्रीन को लेंस से दूर ले जाना चाहिए।
जैसे-जैसे u घटता है, v बढ़ता है, इसलिए आवर्धन बढ़ता है, दूसरे शब्दों में, छवि का आकार बढ़ता है।
(C) जैसे-जैसे प्रतिबिम्ब का आकार बढ़ता है, वैसे-वैसे परदे पर ज्वाला के प्रतिबिम्ब की तीव्रता (चमक) कम होती जाती है।
(डी) जब लौ लगभग 5 सेमी है, जो लेंस की फोकल लंबाई (10 सेमी) से कम है।
इस स्थिति में ज्वाला का आवर्धित, सीधा तथा आभासी प्रतिबिम्ब बनता है। चूँकि आभासी प्रतिबिम्ब पर्दे पर प्राप्त नहीं किया जा सकता है, अतः परदे पर कुछ भी दिखाई नहीं देता।
प्रश्न 7.
एक छात्र 10 सेमी फोकस दूरी के उत्तल लेंस से लगभग 60 सेमी की दूरी पर मोमबत्ती की लौ रखता है और एक स्क्रीन पर लौ की छवि को केंद्रित करता है। उसके बाद वह धीरे-धीरे लौ को लेंस की ओर ले जाता है और हर बार छवि को स्क्रीन पर केंद्रित करता है।
(ए) किस दिशा में-लेंस से दूर या दूर, वह छवि पर ध्यान केंद्रित करने के लिए स्क्रीन को स्थानांतरित करता है?
(बी) छवि का आकार कैसे बदलता है?
(सी) जैसे ही लौ लेंस की ओर बढ़ती है छवि की तीव्रता कैसे बदलती है?
(डी) लौ और लेंस के बीच लगभग कितनी दूरी के लिए, स्क्रीन पर बनने वाली छवि उलटी और समान आकार की है? (सीबीएसई 2017)
उत्तर:
जैसे-जैसे मोमबत्ती की लौ (वस्तु) u की दूरी कम होती जाती है, छवि की दूरी u बढ़नी चाहिए ताकि लेंस की फोकल लंबाई समान रहे। इसलिए, स्क्रीन को लेंस से दूर ले जाना चाहिए।
जैसे-जैसे u घटता है, v बढ़ता है, इसलिए आवर्धन बढ़ता है, दूसरे शब्दों में, छवि का आकार बढ़ता है।
(C) जैसे-जैसे प्रतिबिम्ब का आकार बढ़ता है, वैसे-वैसे परदे पर ज्वाला के प्रतिबिम्ब की तीव्रता (चमक) कम होती जाती है।
(D) जब वस्तु को 2F पर रखा जाता है, तो लेंस के दूसरी ओर 2F पर वस्तु के समान आकार का वास्तविक और उल्टा प्रतिबिंब बनता है। इसलिए, इस मामले में, लौ और लेंस के बीच की दूरी लगभग 20 सेमी है ताकि स्क्रीन पर बनने वाला प्रतिबिंब उल्टा और समान आकार का हो।