NCERT Solutions Class 10th Science New Syllabus Chapter – 9 प्रकाश – परावर्तन और अपवर्तन (Light – Reflection and Refraction) Question & Answer in Hindi

NCERT Solutions Class 10th Science New Syllabus Chapter – 9 प्रकाश – परावर्तन और अपवर्तन (Light – Reflection and Refraction)

NCERT Solutions Class 10th Science New Syllabus Chapter – 9 प्रकाश – परावर्तन और अपवर्तन (Light – Reflection and Refraction)

Chapter – 9

प्रकाश – परावर्तन और अपवर्तन

प्रश्न उत्तर

Page No. 157

प्रश्न 1. अवतल दर्पण के मुख्य फोकस की परिभाषा लिखिए।
उत्तर – अवतल दर्पण के मुख्य अक्ष पर स्थिर ऐसा बिंदु जहाँ पर दर्पण के मुख्य अक्ष के समांतर आने वाली किरणें परावर्तन के पश्चात् मिलती हैं, अवतल दर्पण का मुख्य फोकस कहलाता है।

प्रश्न 2. एक गोलीय दर्पण की वक्रता त्रिज्या 20 cm है। इसकी फोकस दूरी क्या होगी?
उत्तर – यहां- R = 20 cm, f = ?
f =R/2 = 20/2=10 cm

प्रश्न 3. उस दर्पण का नाम बताइए जो बिंब का सीधा तथा आवर्धित प्रतिबिंब बना सके?
उत्तर – अवतल दर्पण।

प्रश्न 4. हम वाहनों में उत्तल दर्पण को पश्च-दृश्य दर्पण के रूप में वरीयता क्यों देते हैं?
उत्तर – उत्तल दर्पणों का उपयोग सामान्यत: वाहनों के पश्च-दृश्य दर्पणों के रूप में करते हैं। इनमें ड्राइवर अपने पीछे के वाहनों को देख सकते हैं जिससे वे सुरक्षित रूप से वाहन चला सकें। उत्तल दर्पणों को इसलिए भी प्राथमिकता देते हैं, क्योंकि ये सदैव सीधा, प्रतिबिंब बनाते हैं लेकिन वह छोटा होता है। इनका दृष्टि क्षेत्र भी बहुत अधिक है क्योंकि ये बाहर की ओर वक्रित होते हैं। समतल दर्पण की तुलना में उत्तल दर्पण ड्राइवर को अपने पीछे के बहुत बड़े से को देखने में समर्थ बनाते हैं। इसलिए वे बेहतर हैं।

Page No. 160

प्रश्न 1. उस उत्तल दर्पण की फोकस दूरी ज्ञात कीजिए जिसकी वक्रता-त्रिज्या 32 cm है?
उत्तर – वक्रता त्रिज्या = 32 cm
फोकस दूरी, = ?
f = R/2
f = 32/2=16 cm

प्रश्न 2. कोई अवतल दर्पण आमने-सामने 10 cm दूरी पर रखे किसी बिंब का तीन गुणा आवर्धित (बड़ा) वास्तविक प्रतिबिंब बनाता है। प्रतिबिंब दर्पण से कितनी दूरी पर है?
उत्तर – आवर्धन, m = -3
बिंब की दूरी, u = – 10 cm
प्रतिबिंब की दूरी, v = ?
m = = -v/u
-3 = -v/-10 = a v=-30 cm

अतः प्रतिबिंब दर्पण के आगे 30 cm की दूरी पर स्थित होगा।

Page No. 165

प्रश्न 1. वायु में गमन करती प्रकाश की एक किरण जल में तिरछी प्रवेश करती है। क्या प्रकाश किरण अभिलंब की ओर झुकेगी अथवा अभिलंब से दूर हटेगी? बताइए क्यों ?
उत्तर – वायु में गमन करती प्रकाश की एक किरण जल में तिरछी प्रवेश करती है, तब वह अभिलंब की ओर झुक जाती है। यह इसलिए होता है क्योंकि वायु विरल तथा जल सघन माध्यम है तथा विरल माध्यम में प्रकाश की चाल सघन माध्यम की अपेक्षा अधिक होती है। अत: विरल माध्यम से सघन माध्यम में गमन करने वाली प्रकाश की किरण धीमी हो जाती है तथा अभिलंब की ओर झुक जाती है।

प्रश्न 2. प्रकाश वायु से 1.50 अपवर्तनांक की काँच की प्लेट में प्रवेश करता है। काँच में प्रकाश की चाल कितनी है? निर्वात में प्रकाश की चाल 3×108 m/s है।
उत्तर – अपवर्तनांक, n = 1.5
काँच की प्लेट में प्रकाश की चाल v = ?
निर्वात में प्रकाश की चाल, C = 3×108 m/s

N = c/v [v=c/n=3×108/1.5
= 2×108m/s

प्रश्न 3. सारणी 9.3 से अधिकतम प्रकाशिक घनत्व के माध्यम को ज्ञात कीजिए। न्यूनतम प्रकाशिक घनत्व के माध्यम को भी ज्ञात कीजिए।
उत्तर – अधिकतम प्रकाशित घनत्व का माध्यम है हीरा क्योंकि इसका अपवर्तनांक सबसे अधिक है = 2.42 न्यूनतम प्रकाशित घनत्व का माध्यम है वायु और वायु का अपवर्तनांक सबसे कम है और वह है = 1.0003

प्रश्न 4. आपको किरोसिन, तारपीन का तेल तथा जल दिए गए हैं। इनमें से किस में प्रकाश सबसे अधिक तीव्र गति से चलता है? सारणी 9.3 में दिए गए आंकड़ों का उपयोग कीजिए।
उत्तर – हमें पता है कि किसी माध्यम का अपवर्तनांक होता है,
n = c/v
अर्थात्, n = निर्वात में प्रकाश की चाल/माध्यम में प्रकाश की चाल
v = c/n

अतः प्रकाश उस माध्यम में तेजी से चलेगा जिसमें उसका अपवर्तनांक सबसे कम है और इन तीनों में से जल का अपवर्तनांक सबसे कम है, इसलिए प्रकाश जल में सबसे अधिक तीव्र गति से चलेगा।

प्रश्न 5. हीरे का अपवर्तनांक 2.42 है। इस कथन का क्या अभिप्राय है?
उत्तर – हीरे का अपवर्तनांक 2.42 है – इस कथन से अभिप्राय है कि वायु में प्रकाश की चाल तथा हीरे में प्रकाश का चाल का अनुपात 2.42 के समान होता है।

Page No. 174

प्रश्न 1. किसी लैंस की 1 डाइऑप्टर क्षमता को परिभाषित कीजिए।
उत्तर – 1 डाइऑप्टर उस लैंस की क्षमता होती है जिसकी फोकस दूरी एक मीटर या 100 सेमी० होती है।

प्रश्न 2. कोई उत्तल लैंस, किसी सुई का वास्तविक तथा उल्टा प्रतिबिंब उस लैंस से 50 cm दूर बनाता है। यह सुई, उत्तल लैंस के सामने कहाँ रखी है, यदि इसका प्रतिबिंब उसी साइज़ का बन रहा है, जिस साइज़ का बिंब है। लैंस की क्षमता भी ज्ञात कीजिए।
उत्तर – प्रतिबिंब की दूरी, y = + 50 cm
सुई/वस्तु की दूरी, u = ?
लैंस की क्षमता, P = ?

जैसे कि इसका प्रतिबिंब उसी साइज़ का बन रहा है जिसका बिंब है। इसलिए-
m = h/h = v/u = -1
u = -v = -50 cm

अब, 1/f = 1/v-1/u = 1/+50-1/-50 = 2/50 = +1/25
या, f = 25 cm
= 0.25 m
P=1/f = 1/+.0.25m = +4D

प्रश्न 3. 2m फोकस दूरी वाले किसी अवतल लैंस की क्षमता ज्ञात कीजिए।
उत्तर – P = ?
फोकस दूरी, f = – 2m = – 200 cm
P = 100/f[P=100/-200
P = -0.5D

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

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

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

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 संभवत: हैं—

(a) दोनों अवतल
(b) दोनों उत्तल
(c) दर्पण अवतल तथा लेंस उत्तल
(d) दर्पण उत्तल तथा लेंस अवतल

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

उत्तर – (d) या तो समतल अथवा उत्तल

प्रश्न 6. किसी शब्दकोष (dictionary) में पाए गए छोटे अक्षरों को पढ़ते समय आप निम्नलिखित में से कौन-सा लें 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

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 ।
उत्तर – 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. निम्नलिखित स्थितियों में प्रयुक्त दर्पण का प्रकार बताइए-

(a) किसी कार का अग्र- दीप (हेड लाइट)
(b) किसी वाहन का पार्श्व/पश्च दृश्य दर्पण
(c) सौर भट्टी। अपने उत्तर की कारण सहित पुष्टि कीजिए।

उत्तर – (a) किसी कार का अग्र-दीप अवतल दर्पण का बना होता है। वाहनों के अग्रदीपों में प्रकाश का शक्तिशाली समांतर किरण पुंज प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

(b) उत्तल दर्पण का उपयोग सामान्यतः वाहनों के पश्च-दृश्य दर्पणों के रूप में किया जाता है। ये दर्पण वाहन के पाश्र्व में लगे होते हैं तथा इनमें ड्राइवर अपने पीछे के वाहनों को देख सकते हैं जिससे वे सुरक्षित रूप से वाहन चला सकते हैं।

(c) सौर भट्टियों में सूर्य के प्रकाश को केंद्रित करने के लिए बड़े अवतल दर्पणों का उपयोग किया जाता है।

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

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।
उत्तर – 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 ?
उत्तर – m = h₂/h₁ = + 1 [h₂ = h₁]
इससे पता चलता है कि प्रतिबिंब का साइज़ बिंब के साइज़ के समान है। अतः प्रतिबिंब सीधा तथा आभासी 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।
उत्तर – 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 पर वस्तु का स्पष्ट फोकसित प्रतिबिंब प्राप्त किया जा सके। प्रतिबिंब का साइज़ तथा प्रकृति ज्ञात कीजिए।
उत्तर – 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 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 पर वस्तु का स्पष्ट फोकसित प्रतिबिंब प्राप्त किया जा सके। प्रतिबिंब का साइज़ तथा प्रकृति ज्ञात कीजिए।
उत्तर – 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 17. कोई डॉक्टर + 1.5 D क्षमता का संशोधक लेंस निर्धारित करता है। लेंस की फोकस दूरी ज्ञात कीजिए। क्या निर्धारित लेंस अभिसारी है अथवा अपसारी?
उत्तर – क्षमता, P= 1.5D
f= ?
f= 100/P = 100/1.5 = 66.7 cm = .67 m

+ ve चिह्न बताता है कि डॉक्टर द्वारा निर्धारित किया गया लैंस उत्तल लैंस है।

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