प्रकाश का अपवर्तन (Refraction of Light)
1. प्रकाशीय माध्यम
जिन माध्यमों से प्रकाश किरणें आसानी से होकर गुजर जाती हैं,
उन्हें प्रकाशीय माध्यम कहते हैं।
उदाहरण— काँच, पानी, वायु आदि।
2. अपवर्तन
जब प्रकाश किरणें एक प्रकाशीय माध्यम से दूसरे प्रकाशीय माध्यम में प्रवेश करती हैं,
तो वे अपने मार्ग से मुड़ जाती हैं।
इस घटना को प्रकाश का अपवर्तन कहते हैं।
3. विरल एवं सघन माध्यम में अपवर्तन
- जब प्रकाश किरण विरल माध्यम से सघन माध्यम
(जैसे— हवा से पानी) में जाती है,
तो वह अभिलंब की ओर झुकती है। - जब प्रकाश किरण सघन माध्यम से विरल माध्यम
(जैसे— पानी से हवा) में जाती है,
तो वह अभिलंब से दूर हट जाती है।
4. अपवर्तनांक
किसी माध्यम का अपवर्तनांक उस माध्यम में
प्रकाश के वेग और निर्वात (या वायु) में प्रकाश के वेग के अनुपात से ज्ञात होता है।
अपवर्तनांक माध्यम में प्रकाश द्वारा हुए विचलन की माप बताता है।
5. लेंस
दो पृष्ठों से घिरे हुए पारदर्शी माध्यम को लेंस कहते हैं।
- लेंस का एक पृष्ठ गोलीय होता है।
- दूसरा पृष्ठ समतल या गोलीय हो सकता है।
6. लेंस के प्रकार
लेंस मुख्यतः दो प्रकार के होते हैं—
(क) उत्तल लेंस
- बीच में मोटा
- किनारों पर पतला
(ख) अवतल लेंस
- बीच में पतला
- किनारों पर मोटा
7. लेंस से संबंधित मुख्य शब्द
लेंस के अध्ययन के लिए निम्न शब्दों की जानकारी आवश्यक है—
- मुख्य अक्ष
- प्रकाश केंद्र
- मुख्य फोकस
- फोकस दूरी
8. प्रकाश केंद्र
- लेंस का मध्य भाग प्रकाश केंद्र कहलाता है।
- प्रकाश किरण प्रकाश केंद्र से होकर बिना मुड़े निकल जाती है।
9. फोकस दूरी
- प्रकाश केंद्र और मुख्य फोकस के बीच की दूरी
को फोकस दूरी कहते हैं।
10. प्रतिबिंब निर्माण
- वस्तु की स्थिति के अनुसार
लेंस द्वारा बनने वाले प्रतिबिंब का आकार, स्थिति एवं प्रकृति बदल जाती है।
11. उत्तल लेंस के उपयोग
उत्तल लेंस का प्रयोग—
- आवर्धक काँच (Magnifying Glass)
- सूक्ष्मदर्शी (Microscope)
- दूरदर्शी (Telescope)
बनाने में किया जाता है।
12. मानव नेत्र एवं फोकस दूरी
- मानव नेत्र के लेंस की फोकस दूरी परिवर्तनीय होती है।
- वस्तु की दूरी के अनुसार यह समंजित (Adjust) हो जाती है।
13. नेत्र दोष एवं उनका सुधार
निकट दृष्टि दोष (Myopia)
- व्यक्ति दूर की वस्तुएँ स्पष्ट नहीं देख पाता।
- इसे अवतल लेंस की सहायता से दूर किया जाता है।
दूर दृष्टि दोष (Hypermetropia)
- व्यक्ति पास की वस्तुएँ स्पष्ट नहीं देख पाता।
- इसे उत्तल लेंस की सहायता से दूर किया जाता है।
पाठ्य पुस्तक के प्रश्नोत्तर
प्रश्न 1. सघन माध्यम से विरल माध्यम में प्रकाश किरण के जाने पर उसके पथ में क्या परिवर्तन होगा ?
उत्तर- सघन माध्यम से विरल माध्यम में प्रकाश किरण के जाने पर वह अभिलंब से दूर हटेंगे।
प्रश्न 2. माध्यम 1 से माध्यम 2 में जाने पर प्रकाश की किरण लंब की ओर विचलित होती है। इन माध्यमों की सघनता या विरलता में आप क्या कह सकते हैं ?
उत्तर- माध्यम 1 से माध्यम 2 में जाने पर प्रकाश किरण लंब की ओर विचलित होती है। यह किरण विरल माध्यम से सघन माध्यम में प्रवेश कर रही है। अर्थात् माध्यम 1 विरल माध्यम है। और माध्यम 2 सघन माध्यम है।
प्रश्न 3. एक प्रकाशीय माध्यम की सतह पर लंबवत् पड़ने वाली प्रकाश की किरण किस दिशा में आगे बढ़ेगी ?
उत्तर- एक प्रकाशीय माध्यम की सतह पर लंबवत् पड़ने वाली प्रकाश की किरण सीधा आगे बढ़ जायेगी।
प्रश्न 4. काँच पानी से अधिक सघन माध्यम है अतः हवा से काँच का अपवर्तनांक हवा से पानी के अपवर्तनांक से कम होगा या ज्यादा।
उत्तर- काँच पानी से अधिक सघन माध्यम है। अतः हवा से काँच का अपवर्तनांक हवा से पानी के अपवर्तनांक से ज्यादा होगा।
प्रश्न 5. लेंस किसे कहते हैं? ये प्रकार के होते हैं ?
उत्तर-लेंस दो पृष्ठों के घिरे पारदर्शी माध्यम को कहते हैं। इसका एक गोलीय व दूसरा सतह गोलीय या समतल होता है। लेंस दो प्रकार का होता है- (i) उत्तल लेंस, (ii) अवतल लेंस ।
प्रश्न 6. परिभाषित कीजिए- (i) मुख्य अक्ष, (ii) प्रकाश केंद्र, (iii) फोकस।
उत्तर- (i) मुख्य अक्ष- लेंस के दोनों गोलीय पृष्ठों के वक्रता केंद्रों को मिलाने वाली रेखा को मुख्य अक्ष कहते हैं।
(ii) प्रकाश केंद्र- यह लेंस का केंद्र है। जिसमें से प्रकाश बिना मुड़े गुजर जाता है।
(iii) फोकस – मुख्य अक्ष के समानांतर आने वाली किरणें से निकलने के बाद मुख्य अक्ष के जिस बिंदु पर मिलती है। या मिलती हुई प्रतीत होती हैं फोकस कहलाता है।
प्रश्न 7. लेंस द्वारा प्रतिबिंब बनाने के नियम लिखिये।
उत्तर- लेंस द्वारा प्रतिबिंब बनाने के नियम निम्नलिखित हैं-
1. उत्तल लेंस– (i) सभी वास्तविक प्रतिबिम्ब (जो पर्दे पर बनते हैं) उल्टे होते हैं।
(ii) जैसे-जैसे वस्तु को लेंस के पास लाया जाता है, प्रतिबिंब दूर हटता है।
(iii) जैसे-जैसे वस्तु को लेंस के पास लाते हैं प्रतिबिंब का आकार बढ़ता है।
(iv) जब वस्तु लेंस के बहुत पास होती है वास्तविक प्रतिबिंब नहीं बनता।
2. अवतल लेंस – वस्तु कहीं भी रखें सदैव आभासी एवं – छोटा प्रतिबिंब बनता है।
प्रश्न 8. सिनेमा हॉल के परदे पर दिखाई देने वाले चित्र वास्तविक होते हैं या आभासी ।
उत्तर- सिनेमा हॉल के परदे पर दिखाई देने वाला चित्र वास्तविक प्रतिबिंब है।
प्रश्न 9. सुस्पष्ट दृष्टि की न्यूनतम दूरी का मान कितना होता है
उत्तर- सुस्पष्ट दृष्टि की न्यूनतम दूरी का मान 25 सेमी है।
प्रश्न 10. मानव नेत्र में प्रतिबिंब कहाँ पर बनता है ?
उत्तर- मानव नेत्र में प्रतिबिंब रेटिना पर बनता है।
प्रश्न 11. निकट दृष्टि दोष क्या है ? इसे कैसे दूर किया जाता है ?
उत्तर- इस दोष में पास रखी हुई वस्तुएँ साफ दिखाई देती हैं, परन्तु दूर की वस्तुओं का प्रतिबिम्ब रेटिना के आगे बनने के कारण स्पष्ट दिखाई नहीं देता। इस दोष को दूर करने के लिए अवतल लेंस का उपयोग किया जाता है।
प्रश्न 12. दूर दृष्टि दोष क्या है ? इसका निवारण कैसे किया जाता है ? सचित्र वर्णन कीजिये। अथवा दूर दृष्टि दोष से आप क्या समझते हैं ? इसे कैसे किया जा सकता है ? दूर
उत्तर- इस दोष में दूरी पर रखी वस्तुएँ ठीक से दिखाई देती हैं, परन्तु पास की वस्तुओं का प्रतिबिम्ब रेटिना के पीछे के भाग में बनता है अतः वस्तुएँ स्पष्ट दिखाई नहीं देती। इस दोष को दूर करने के लिए उत्तल लेंस का उपयोग किया जाता है जिससे प्रतिबिम्ब रेटिना पर बन सके।
चित्र-दूर दृष्टि दोष निराकरण
प्रश्न 13. सही विकल्प चुनिए-
1. काँच का अपवर्तनांक होता है-
(a) 1-5
(b) 1-3
(c) 2-4
(d) 1.0.
2. लेंस का वह बिन्दु जिससे होकर जाने पर प्रकाश की किरण बिना विचलन के गुजर जाती है, कहलाता है-
(a) फोकस
(b) प्रकाश केन्द्र
(d) वक्रता केन्द्र।
(c) फोकस दूरी
3. जब प्रकाश की किरण एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाती है, तो अपने पूर्व पथ से विचलित हो जाती है, इसे कहते हैं-
(a) प्रकाश का परावर्तन
(b) प्रकाश का अनियमित परावर्तन
(c) प्रकाश का अपवर्तन
(d) इनमें से कोई नहीं।
4. उत्तल लेंस द्वारा बनने वाले प्रतिबिम्ब की स्थिति क्या होगी जब वस्तु 2F पर हो-
(a) 2F पर
(b) F पर
(c) F और 2F के बीच
(d) F और प्रकाश केन्द्र के बीच।
उत्तर- 1. (a), 2. (b), 3. (c), 4. (a) 1
प्रश्न 14. उचित संबंध जोड़िए-
| वस्तु की स्थिति | प्रतिबिम्ब की स्थिति |
| 1. F पर | (a) F. और 2F के बीच |
| 2. F और 2F के बीच | (b) वस्तु की ओर ही |
| 3. 2F से परे | (c) अनंत पर |
| 4. F और प्रकाश केन्द्र के बीच | (d) 2F से परे । |
उत्तर- 1. (b), 2. (d), 3. (a), 4. (c).
प्रश्न 15. अपवर्तन से आप क्या समझते हैं ?
उत्तर- जब प्रकाश किरणें एक प्रकाशीय माध्यम से दूसरे प्रकाशीय माध्यम में प्रवेश करता है तो प्रकाश किरणें अपने पथ से विचलित हो जाती हैं यह घटना प्रकाश का अपवर्तन कहलाता है।
प्रश्न 16. जब प्रकाश की किरण काँच से होकर जल में प्रवेश करेगी तब वह किस ओर झुकेगी, अभिलंब की ओर या अभिलंब से दूर ? समझाइए ।
उत्तर- जब प्रकाश की किरण कांच से होकर जल में प्रवेश करेगी तब वह अभिलंब से दूर हटेगी। ऐसा अपवर्तन के कारण होता है।
प्रश्न 17. किसी माध्यम के अपवर्तनांक से आप क्या समझते हैं ?
उत्तर- निर्वात् या प्रकाश का मुक्त अन्तरिक्ष में वेग (जो वायु में प्रकाश के वेग के लगभग तुल्य हैं) और दूसरे माध्यम में प्रकाश के वेग का अनुपात उस माध्यम का अपवर्तनांक कहलाता है।
सूत्र के रूप में-
माध्यम का अपवर्तनांक
निर्वात् या मुक्त अन्तरिक्ष या वायु में प्रकाश का वेग/ माध्यम में प्रकाश का वेग
(प्रकाश का अपवर्तन) पर आधारित 20 MCQ प्रश्न।
प्रश्न 1:
प्रकाश का अपवर्तन क्या है?
(a) प्रकाश की किरणों का परावर्तन
(b) प्रकाश की किरणों का अपने पथ से विचलन
(c) प्रकाश का फैलाव
(d) इनमें से कोई नहीं
उत्तर: (b)
प्रश्न 2:
काँच का अपवर्तनांक कितना होता है?
(a) 1.5
(b) 1.3
(c) 2.4
(d) 1.0
उत्तर: (a)
प्रश्न 3:
किस माध्यम से प्रकाश की किरणें बिना मुड़े गुजरती हैं?
(a) मुख्य अक्ष
(b) प्रकाश केंद्र
(c) वक्रता केंद्र
(d) फोकस दूरी
उत्तर: (b)
प्रश्न 4:
सघन माध्यम से विरल माध्यम में जाने पर प्रकाश किरणें किस ओर झुकती हैं?
(a) अभिलंब की ओर
(b) अभिलंब से दूर
(c) समानांतर
(d) कोई परिवर्तन नहीं होता
उत्तर: (b)
प्रश्न 5:
उत्तल लेंस का उपयोग किसमें होता है?
(a) दूरदर्शी
(b) आवर्धक लेंस
(c) सूक्ष्मदर्शी
(d) उपरोक्त सभी
उत्तर: (d)
प्रश्न 6:
उत्तल लेंस द्वारा वस्तु F पर रखने पर प्रतिबिंब कहाँ बनता है?
(a) 2F पर
(b) F पर
(c) F और 2F के बीच
(d) अनंत पर
उत्तर: (d)
प्रश्न 7:
लेंस का वह बिंदु जिससे प्रकाश बिना विचलन के गुजरता है, उसे क्या कहते हैं?
(a) फोकस
(b) प्रकाश केंद्र
(c) वक्रता केंद्र
(d) मुख्य अक्ष
उत्तर: (b)
प्रश्न 8:
दूर दृष्टि दोष का निवारण किस प्रकार के लेंस से किया जाता है?
(a) उत्तल लेंस
(b) अवतल लेंस
(c) समतल लेंस
(d) कोई नहीं
उत्तर: (a)
प्रश्न 9:
सुस्पष्ट दृष्टि की न्यूनतम दूरी कितनी होती है?
(a) 10 सेमी
(b) 25 सेमी
(c) 50 सेमी
(d) 75 सेमी
उत्तर: (b)
प्रश्न 10:
जब प्रकाश की किरण काँच से जल में प्रवेश करती है, तो वह किस ओर झुकती है?
(a) अभिलंब की ओर
(b) अभिलंब से दूर
(c) समानांतर
(d) कोई झुकाव नहीं होता
उत्तर: (b)
प्रश्न 11:
लेंस का फोकस दूरी क्या है?
(a) प्रकाश केंद्र से फोकस तक की दूरी
(b) मुख्य अक्ष की लंबाई
(c) लेंस की मोटाई
(d) इनमे से कोई नहीं
उत्तर: (a)
प्रश्न 12:
विरल माध्यम से सघन माध्यम में जाने पर किरणें किस ओर मुड़ती हैं?
(a) अभिलंब की ओर
(b) अभिलंब से दूर
(c) समानांतर
(d) कोई परिवर्तन नहीं होता
उत्तर: (a)
प्रश्न 13:
किस प्रकार का प्रतिबिंब सिनेमा हॉल के पर्दे पर बनता है?
(a) वास्तविक
(b) आभासी
(c) उल्टा और आभासी
(d) कोई नहीं
उत्तर: (a)
प्रश्न 14:
किसी माध्यम के अपवर्तनांक का सूत्र है?
(a) वेग (माध्यम)/वेग (निर्वात)\text{वेग (माध्यम)}/\text{वेग (निर्वात)}वेग (माध्यम)/वेग (निर्वात)
(b) वेग (निर्वात)/वेग (माध्यम)\text{वेग (निर्वात)}/\text{वेग (माध्यम)}वेग (निर्वात)/वेग (माध्यम)
(c) वेग (वायु)/वेग (काँच)\text{वेग (वायु)}/\text{वेग (काँच)}वेग (वायु)/वेग (काँच)
(d) इनमें से कोई नहीं
उत्तर: (b)
प्रश्न 15:
मानव नेत्र में प्रतिबिंब कहाँ बनता है?
(a) कॉर्निया
(b) रेटिना
(c) लेंस
(d) आईरिस
उत्तर: (b)
प्रश्न 16:
निकट दृष्टि दोष को ठीक करने के लिए कौन सा लेंस प्रयोग किया जाता है?
(a) उत्तल लेंस
(b) अवतल लेंस
(c) समतल लेंस
(d) सिलेंडर लेंस
उत्तर: (b)
प्रश्न 17:
यदि वस्तु 2F से परे रखी जाए तो उत्तल लेंस द्वारा प्रतिबिंब की स्थिति क्या होगी?
(a) 2F पर
(b) F पर
(c) F और 2F के बीच
(d) अनंत पर
उत्तर: (c)
प्रश्न 18:
अवतल लेंस द्वारा बनने वाला प्रतिबिंब कैसा होता है?
(a) आभासी और छोटा
(b) वास्तविक और बड़ा
(c) वास्तविक और छोटा
(d) आभासी और बड़ा
उत्तर: (a)
प्रश्न 19:
मुख्य अक्ष को किससे जोड़ा जाता है?
(a) फोकस दूरी
(b) वक्रता केंद्र
(c) प्रकाश केंद्र
(d) लेंस के गोलीय पृष्ठों के वक्रता केंद्र
उत्तर: (d)
प्रश्न 20:
उत्तल लेंस किस प्रकार की दृष्टि दोष को ठीक करता है?
(a) निकट दृष्टि दोष
(b) दूर दृष्टि दोष
(c) रंगहीनता
(d) इनमें से कोई नहीं
उत्तर: (b)