अध्याय 8 प्रकाश, छाया और परावर्तन

हम अपने चारों ओर बहुत सारी वस्तुएँ देखते हैं। स्कूल जाते समय हम बस, कार, साइकिल, पेड़, जानवर और कभी-कभी फूल जैसी चीज़ें देखते हैं। आपके विचार में, हम वस्तुओं को कैसे देखते हैं?

रात के समय उन्हीं स्थानों के बारे में सोचिए यदि वहाँ पूरी तरह अंधेरा हो। आपको क्या दिखाई देगा? मान लीजिए आप एक पूरी तरह अंधेरे कमरे में चले जाते हैं। क्या आप कमरे में कोई वस्तु देख पा रहे हैं?

लेकिन, जब आप एक मोमबत्ती या टॉर्च जलाते हैं तो आप कमरे में मौजूद वस्तुओं को देख सकते हैं, है ना? प्रकाश के बिना, चीज़ें नहीं देखी जा सकतीं। प्रकाश हमें वस्तुओं को देखने में मदद करता है।

टॉर्च का बल्ब एक ऐसी वस्तु है जो स्वयं प्रकाश देती है। सूर्य, एक और परिचित वस्तु है जो स्वयं प्रकाश देती है। दिन के समय, इसका प्रकाश हमें वस्तुओं को देखने में सक्षम बनाता है। सूर्य जैसी वस्तुएँ जो स्वयं प्रकाश देती हैं या उत्सर्जित करती हैं, दीप्त वस्तुएँ कहलाती हैं।

कुर्सी, पेंटिंग या जूते जैसी वस्तुओं के बारे में क्या? हम इन्हें तब देखते हैं जब किसी दीप्त वस्तु (जैसे सूर्य, टॉर्च या बिजली का बल्ब) से प्रकाश इन पर पड़ता है और फिर हमारी आँख की ओर यात्रा करता है।

8.1 पारदर्शी, अपारदर्शी और पारभासी वस्तुएँ

अध्याय 2 में वस्तुओं को अपारदर्शी, पारदर्शी या पारभासी के रूप में समूहित करना याद कीजिए। यदि हम किसी वस्तु के आर-पार बिल्कुल नहीं देख सकते, तो वह एक अपारदर्शी वस्तु है। यदि आप किसी वस्तु के आर-पार स्पष्ट रूप से देख पा रहे हैं, तो वह प्रकाश को अपने से गुजरने दे रही है और पारदर्शी है। कुछ ऐसी वस्तुएँ हैं जिनके आर-पार हम देख तो सकते हैं, लेकिन बहुत स्पष्ट रूप से नहीं। ऐसी वस्तुएँ पारभासी कहलाती हैं।

क्रियाकलाप 1

अपने चारों ओर देखिए और जितनी भी वस्तुएँ इकट्ठा कर सकें - एक रबड़, प्लास्टिक का पैमाना, कलम, पेंसिल, नोटबुक, कागज़ का एक पन्ना, ट्रेसिंग पेपर या कपड़े का एक टुकड़ा। इनमें से प्रत्येक वस्तु के आर-पार कुछ दूर की चीज़ देखने का प्रयास कीजिए (चित्र 8.1)। क्या दूर की किसी वस्तु से प्रकाश इनमें से किसी भी वस्तु के आर-पार आपकी आँख तक यात्रा कर पा रहा है?

अपने प्रेक्षणों को तालिका 8.1 में दर्शाए अनुसार एक तालिका में अंकित कीजिए।

हम देखते हैं कि कोई दी गई वस्तु या पदार्थ पारदर्शी, पारभासी या

चित्र 8.1 उन वस्तुओं का प्रेक्षण जो प्रकाश को गुजरने देती हैं या नहीं देतीं

तालिका 8.1

वस्तु/पदार्थ वस्तु के आर-पार दृश्य संभव (पूरी तरह/ आंशिक रूप से/ बिल्कुल नहीं) वस्तु अपारदर्शी/ पारदर्शी/ पारभासी है
पेंसिल
रबड़ की गेंद
लिखने वाले कागज़ का पन्ना बहुत निश्चित नहीं?

अपारदर्शी हो सकता है, यह इस पर निर्भर करता है कि वह प्रकाश को अपने से पूरी तरह, आंशिक रूप से या बिल्कुल नहीं गुजरने देता।

8.2 परछाइयाँ वास्तव में क्या हैं?

क्रियाकलाप 2

अब, एक-एक करके प्रत्येक अपारदर्शी वस्तु को धूप में, जमीन से थोड़ा ऊपर पकड़िए। आपको जमीन पर क्या दिखाई देता है? आप जानते हैं कि प्रत्येक द्वारा जमीन पर बने काले धब्बे के कारण उसकी परछाई है। कभी-कभी आप वस्तु को उसकी परछाई देखकर पहचान सकते हैं (चित्र 8.2)।

जमीन पर कागज़ का एक पन्ना बिछाइए। एक परिचित अपारदर्शी वस्तु को कुछ ऊँचाई पर पकड़िए, ताकि उसकी परछाई जमीन पर रखे कागज़ के पन्ने पर बने।

चित्र 8.2 कभी-कभी किसी वस्तु की परछाई उसके आकार का अंदाजा देती है

अपने एक मित्र से कहिए कि जब आप वस्तु को पकड़े हुए हैं, तो परछाई की रूपरेखा खींचे। इसी प्रकार अन्य वस्तुओं की परछाइयों की रूपरेखाएँ खींचिए।

अब, कुछ अन्य मित्रों से इन परछाइयों की रूपरेखाओं से वस्तुओं को पहचानने के लिए कहिए। वे कितनी वस्तुओं को सही ढंग से पहचान पा रहे हैं?

क्या आप अंधेरे कमरे में या रात में जब प्रकाश नहीं होता, अपनी परछाई देखते हैं? क्या आप एक परछाई देखते हैं जब कमरे में सिर्फ एक प्रकाश स्रोत हो और कुछ और न हो? ऐसा लगता है कि परछाई देखने के लिए हमें एक प्रकाश स्रोत और एक अपारदर्शी वस्तु की आवश्यकता है। क्या और कुछ आवश्यक है?

क्रियाकलाप 3

यह एक ऐसा क्रियाकलाप है जो आपको अंधेरे में करना होगा। शाम को, कुछ मित्रों के साथ एक खुले मैदान में जाइए। अपने साथ एक टॉर्च और कार्डबोर्ड की एक बड़ी शीट ले जाइए। टॉर्च को जमीन के पास पकड़िए और उसे ऊपर की ओर चमकाइए ताकि उसका प्रकाश आपके मित्र के चेहरे पर पड़े। अब आपके पास एक प्रकाश स्रोत है जो एक अपारदर्शी वस्तु पर पड़ रहा है। यदि आपके मित्र के पीछे कोई पेड़, इमारत या कोई अन्य वस्तु न हो, तो क्या आप अपने मित्र के सिर की परछाई देखेंगे? इसका मतलब यह नहीं है कि कोई परछाई नहीं है।

चित्र 8.3 परछाई केवल एक पर्दे पर ही प्राप्त होती है

आखिरकार, टॉर्च का प्रकाश उसके शरीर के आर-पार दूसरी ओर नहीं जा पा रहा है।
$\quad$ अब, एक अन्य मित्र से कहिए कि वह आपके मित्र के पीछे कार्डबोर्ड शीट पकड़े। क्या अब परछाई कार्डबोर्ड शीट पर दिखाई दे रही है (चित्र 8.3)?

चित्र 8.4 आपके हाथ में छिपे जानवरों की परछाइयाँ

इस प्रकार, परछाई केवल एक पर्दे पर ही देखी जा सकती है। जमीन, कमरे की दीवारें, एक इमारत, या ऐसी अन्य सतहें रोजमर्रा की जिंदगी में आपके द्वारा देखी जाने वाली परछाइयों के लिए एक पर्दे का काम करती हैं।

परछाइयाँ हमें वस्तुओं के आकार के बारे में कुछ जानकारी देती हैं। कभी-कभी, परछाइयाँ हमें वस्तु के आकार के बारे में गलत भी कर सकती हैं। चित्र 8.4 में कुछ परछाइयाँ हैं जो हम अपने हाथों से बना सकते हैं और दिखावा कर सकते हैं कि वे विभिन्न जानवरों की परछाइयाँ हैं। मज़ा लीजिए!

क्रियाकलाप 4

एक धूप वाले दिन स्कूल के मैदान में एक कुर्सी रखिए। आप कुर्सी की परछाई से क्या प्रेक्षण करते हैं?

क्या परछाई कुर्सी के आकार की सटीक तस्वीर देती है? यदि कुर्सी को थोड़ा घुमा दिया जाए, तो परछाई का आकार कैसे बदलता है?

एक पतली नोटबुक लीजिए और उसकी परछाई देखिए। फिर, एक आयताकार डिब्बा लीजिए और उसकी परछाई देखिए। क्या दोनों परछाइयों का आकार समान लगता है?

विभिन्न रंगों के फूल या अन्य वस्तुएँ लीजिए और उनकी परछाइयाँ देखिए। उदाहरण के लिए, एक लाल गुलाब और एक पीला गुलाब। क्या वस्तुओं के रंग अलग-अलग होने पर परछाइयों के रंग अलग दिखाई देते हैं?

एक लंबा डिब्बा लीजिए और जमीन पर उसकी परछाई देखिए। जब आप डिब्बे को इधर-उधर घुमाते हैं, तो आप देख सकते हैं कि परछाई का आकार बदल जाता है। डिब्बे की परछाई कब सबसे छोटी होती है, जब डिब्बे की लंबी भुजा सूर्य की ओर होती है या जब छोटी भुजा सूर्य की ओर होती है?

आइए, इस लंबे डिब्बे का उपयोग एक साधारण कैमरा बनाने के लिए करें।

8.3 पिनहोल कैमरा

आप सोच रहे होंगे कि कैमरा बनाने के लिए हमें बहुत सारा सामान चाहिए? वास्तव में ऐसा नहीं है। यदि हम सिर्फ एक साधारण पिनहोल कैमरा बनाना चाहते हैं।

क्रियाकलाप 5

कार्डबोर्ड के दो डिब्बे लीजिए जैसे कि एक दूसरे के अंदर बिना किसी अंतराल के सरक सके। प्रत्येक डिब्बे का एक पक्ष काटकर खोल दीजिए। बड़े डिब्बे के विपरीत फलक पर, बीच में एक छोटा सा छेद बनाइए [चित्र 8.5 (a)]। छोटे डिब्बे में, बीच से लगभग 5 से $6 \mathrm{~cm}$ भुजा वाला एक वर्ग काटकर निकाल दीजिए। डिब्बे के इस खुले वर्गाकार भाग को ट्रेसिंग पेपर (पारभासी पर्दा) से ढक दीजिए [चित्र 8.5 (b)]। छोटे डिब्बे को बड़े डिब्बे (जिसमें छेद है) के अंदर इस तरह सरकाइए कि ट्रेसिंग पेपर वाला पक्ष अंदर की ओर हो [चित्र 8.5 (c)]। आपका पिनहोल कैमरा उपयोग के लिए तैयार है।

पिनहोल कैमरा पकड़कर छोटे डिब्बे के खुले फलक से देखिए। आपको अपने सिर और पिनहोल कैमरे को ढकने के लिए काले कपड़े का एक टुकड़ा इस्तेमाल करना चाहिए। अब, पिनहोल कैमरे के माध्यम से कुछ दूर की वस्तुओं जैसे पेड़ या इमारत को देखने का प्रयास कीजिए। सुनिश्चित कीजिए कि जिन वस्तुओं को आप अपने पिनहोल कैमरे से देखना चाहते हैं, वे तेज धूप में हों। छोटे डिब्बे को आगे या पीछे तब तक खिसकाइए जब तक आपको दूसरे सिरे पर चिपकाए गए ट्रेसिंग पेपर पर एक चित्र न मिल जाए।

क्या ये पिनहोल प्रतिबिंब उनकी परछाइयों से अलग हैं?

तेज धूप में सड़क पर चलने वाले वाहनों और लोगों को अपने पिनहोल कैमरे से देखिए।

क्या कैमरे में दिखने वाले चित्र दूसरी ओर की वस्तुओं के रंग दिखाते हैं? क्या प्रतिबिंब सीधे हैं या उल्टे? हैरानी की बात है!

आइए अब अपने पिनहोल कैमरे से सूर्य का प्रतिबिंब बनाएं। इसके लिए हमें थोड़ा अलग सेटअप की आवश्यकता है। हमें बस बीच में एक छोटे पिनहोल वाले कार्डबोर्ड की एक बड़ी शीट चाहिए। शीट को धूप में ऊपर पकड़िए और उसकी परछाई एक साफ क्षेत्र पर पड़ने दीजिए। क्या आपको कार्डबोर्ड शीट की परछाई के बीच में सूर्य का एक छोटा गोलाकार प्रतिबिंब दिखाई दे रहा है?

सूर्य ग्रहण के दौरान जब आपके स्थान से दिखाई दे, तो सूर्य के इन पिनहोल प्रतिबिंबों को देखिए। ग्रहण शुरू होने से पहले एक स्पष्ट प्रतिबिंब प्राप्त करने के लिए अपने पिनहोल और पर्दे को समायोजित कीजिए। ग्रहण शुरू होते ही प्रतिबिंब देखिए। आप देखेंगे कि सूर्य के प्रतिबिंब का एक भाग

चित्र 8.5 एक सरकने वाला पिनहोल कैमरा

ग्रहण शुरू होते ही धीरे-धीरे गहरा होता जाता है।

कभी भी सीधे सूर्य की ओर न देखें

यह आँखों के लिए अत्यंत हानिकारक हो सकता है।
$\quad$ प्रकृति में एक दिलचस्प पिनहोल कैमरा होता है। कभी-कभी, जब हम बहुत सारी पत्तियों से ढके पेड़ के नीचे से गुजरते हैं, तो हम उसके नीचे सूरज की रोशनी के छोटे-छोटे धब्बे देखते हैं (चित्र 8.6)। ये गोलाकार प्रतिबिंब, वास्तव में, सूर्य के पिनहोल प्रतिबिंब हैं। पत्तियों के बीच के अंतराल, पिनहोल का काम करते हैं। ये अंतराल सभी प्रकार के अनियमित आकार के होते हैं, लेकिन, हम सूर्य के गोलाकार प्रतिबिंब देख सकते हैं।

चित्र 8.6 एक प्राकृतिक पिनहोल कैमरा। पेड़ के नीचे सूर्य के पिनहोल प्रतिबिंब!

अगली बार जब सूर्य ग्रहण हो, तो सूर्य के प्रतिबिंबों का पता लगाने का प्रयास कीजिए। यह बहुत मजेदार हो सकता है!
$\quad$ बूझो के मन में यह विचार आया। हमने सड़क पर चलने वाले लोगों के उल्टे प्रतिबिंब अपने पिनहोल कैमरे से देखे। सूर्य के प्रतिबिंबों के बारे में क्या? क्या हमने उन्हें उल्टा या ऐसा कुछ देखा? पहेली के मन में एक और विचार आया। निश्चित रूप से, ये सभी परिणाम जो हम देख रहे हैं, परछाइयों और पिनहोल प्रतिबिंबों का बनना केवल तभी संभव है जब प्रकाश सीधी रेखा में चलता हो?

क्रियाकलाप 6

आइए, एक पाइप के टुकड़े या लंबी रबड़ की नली का उपयोग करें। एक मोमबत्ती जलाइए और उसे कमरे के एक छोर पर एक मेज पर स्थिर कीजिए। अब कमरे के दूसरे छोर पर खड़े होकर पाइप के माध्यम से मोमबत्ती को देखिए

चित्र 8.7 एक पाइप से देखना जो (a) एक मोमबत्ती की ओर और (b) थोड़ा दूर इशारा कर रहा है

[चित्र 8.7 (a)]। क्या मोमबत्ती दिखाई दे रही है? मोमबत्ती देखते हुए पाइप को थोड़ा मोड़िए [चित्र 8.7 (b)]। क्या अब मोमबत्ती दिखाई दे रही है? पाइप को अपनी दाईं या बाईं ओर थोड़ा घुमाइए। क्या आप अब मोमबत्ती देख सकते हैं?

आप इससे क्या निष्कर्ष निकालते हैं?
यह सुझाव देता है कि प्रकाश एक सीधी रेखा में यात्रा करता है, है ना? इसीलिए, जब अपारदर्शी वस्तुएँ इसे रोकती हैं, तो एक परछाई बनती है।

8.4 दर्पण और परावर्तन

हम सभी घर पर दर्पण का उपयोग करते हैं। आप दर्पण में देखते हैं और दर्पण के अंदर अपना ही चेहरा देखते हैं। जो आप देखते हैं वह दर्पण में आपके चेहरे का प्रतिबिंब है। हम दर्पण के सामने रखी अन्य वस्तुओं के प्रतिबिंब भी देखते हैं। कभी-कभी, हम तालाब या झील के पानी में पेड़ों, इमारतों और अन्य वस्तुओं के प्रतिबिंब देखते हैं।

क्रियाकलाप 7

यह क्रियाकलाप रात में या अंधेरे कमरे में किया जाना चाहिए। अपने एक मित्र से कहिए कि वह कमरे के एक कोने में दर्पण पकड़े। दूसरे कोने में टॉर्च हाथ में लेकर खड़े हो जाइए। टॉर्च के कांच को अपनी उंगलियों से ढककर उसे चालू कीजिए। अपनी उंगलियों को उनके बीच एक छोटे अंतराल के साथ समायोजित कीजिए ताकि आपको प्रकाश की एक किरण प्राप्त हो सके। प्रकाश की किरण को उस दर्पण पर डालिए जो आपका मित्र पकड़े हुए है। क्या आपको दूसरी ओर प्रकाश का एक धब्बा दिखाई दे रहा है (चित्र 8.8)?

चित्र 8.8 एक दर्पण प्रकाश की किरण को परावर्तित करता है

अब, टॉर्च की दिशा को इस तरह समायोजित कीजिए कि प्रकाश का धब्बा कमरे में खड़े किसी अन्य मित्र पर पड़े।
$\quad$ यह क्रियाकलाप सुझाव देता है कि एक दर्पण उस पर पड़ने वाले प्रकाश की दिशा बदल देता है।
यहाँ एक क्रियाकलाप है जो दर्शाता है कि प्रकाश सीधी रेखाओं में यात्रा करता है और दर्पण से परावर्तित होता है।

क्रियाकलाप 8

एक बड़ी थर्मोकोल शीट के एक तरफ एक कंघी स्थिर कीजिए और दूसरी तरफ एक दर्पण स्थिर कीजिए जैसा कि चित्र 8.9 में दिखाया गया है। दर्पण और कंघी के बीच गहरे रंग के कागज़ की एक शीट बिछाइए। इसे धूप में रखिए या कंघी से टॉर्च की प्रकाश किरण भेजिए।

आप क्या प्रेक्षण करते हैं? क्या आपको चित्र 8.9 में दिखाए गए पैटर्न के समान पैटर्न प्राप्त होता है?

यह क्रियाकलाप हमें प्रकाश के यात्रा करने और दर्पण से परावर्तित होने के तरीके का अंदाजा देता है।

चित्र 8.9 सीधी रेखा में यात्रा करता हुआ प्रकाश और दर्पण से परावर्तित होता हुआ

महत्वपूर्ण शब्द

$\begin{array}{l} \text{दीप्त} \\ \text{दर्पण} \\ \text{अपारदर्शी} \\ \text{पिनहोल कैमरा} \\ \text{परावर्तन} \\ \text{परछाई} \\ \text{पारभासी} \\ \text{पारदर्शी} \\ \end{array}$

सारांश

  • अपारदर्शी वस्तुएँ प्रकाश को अपने से गुजरने नहीं देतीं।
  • पारदर्शी वस्तुएँ प्रकाश को अपने से गुजरने देती हैं और हम इन वस्तुओं के आर-पार स्पष्ट रूप से देख सकते हैं।
  • पारभासी वस्तुएँ प्रकाश को आंशिक रूप से अपने से गुजरने देती हैं।
  • परछाइयाँ तब बनती हैं जब कोई अपारदर्शी वस्तु प्रकाश के मार्ग में आ जाती है।
  • पिनहोल कैमरा साधारण सामग्रियों से बनाया जा सकता है और इसका उपयोग सूर्य और तेज रोशनी वाली वस्तुओं का प्रतिबिंब बनाने के लिए किया जा सकता है।
  • प्रकाश सीधी रेखा में यात्रा करता है।
  • दर्पण परावर्तन हमें स्पष्ट प्रतिबिंब देता है।

अभ्यास

1. नीचे दिए गए बक्सों को इस तरह व्यवस्थित कीजिए कि एक वाक्य बने जो हमें अपारदर्शी वस्तुओं को समझने में मदद करे।

$ \begin{array}{|l|} \hline \text{OWS} \quad \\ \hline \end{array} $ $ \begin{array}{|l|} \hline \text{AKE} \quad \\ \hline \end{array} $ $ \begin{array}{|l|} \hline \text{OPAQ} \quad \\ \hline \end{array} $ $ \begin{array}{|l|} \hline \text{UEO} \quad \\ \hline \end{array} $ $ \begin{array}{|l|} \hline \text{BJEC} \quad \\ \hline \end{array} $ $ \begin{array}{|l|} \hline \text{TSM} \quad \\ \hline \end{array} $

$ \begin{array}{|l|} \hline \text{SHAD} \quad \\ \hline \end{array} $

$ \begin{array}{|l|l|l|l|l|l|} \hline \quad & \quad & \quad & \quad & \quad & \quad \\ \hline \end{array} $
$ \begin{array}{|l|} \hline \quad \\ \hline \end{array} $

2. नीचे दी गई वस्तुओं या पदार्थों को अपारदर्शी, पारदर्शी या पारभासी और दीप्त या अदीप्त के रूप में वर्गीकृत कीजिए:

वायु, जल, चट्टान का एक टुकड़ा, एल्युमीनियम की एक शीट, एक दर्पण, एक लकड़ी का तख्ता, पॉलिथीन की एक शीट, एक सीडी, धुआँ, समतल काँच की एक शीट, कोहरा, लाल तप्त लोहे का एक टुकड़ा, एक छाता, एक जलता हुआ फ्लोरोसेंट ट्यूब, एक दीवार, कार्बन पेपर की एक शीट, गैस बर्नर की लौ, कार्डबोर्ड की एक शीट, एक जलता हुआ टॉर्च, सेलोफेन की एक शीट, तार की जाली, केरोसिन स्टोव, सूर्य, जुगनू, चंद्रमा।

3. क्या आप एक ऐसा आकार बनाने के बारे में सोच सकते हैं जो एक तरह से पकड़े जाने पर गोलाकार परछाई और दूसरे तरह से पकड़े जाने पर आयताकार परछाई दे?

4. एक पूरी तरह अंधेरे कमरे में, यदि आप अपने सामने एक दर्पण पकड़ेंगे, तो क्या आप दर्पण में अपना प्रतिबिंब देखेंगे?

सुझाए गए क्रियाकलाप

1. अपने मित्रों - A, B, C और D की एक पंक्ति बनाइए, जो एक पंक्ति में खड़े हों। एक मित्र को उनके सामने खड़ा होने दीजिए और उनकी ओर एक दर्पण पकड़े हुए होने दीजिए (चित्र 8.10)।

अब, प्रत्येक व्यक्ति बता सकता है कि वह दर्पण में किसे देख पा रहा है। A, B, C, या D। यदि A, दर्पण में B को देख पा रहा है, तो क्या B भी दर्पण में A को देख सकता है? इसी तरह, A, B, C, या D में से किन्हीं दो जोड़ों के लिए?

यदि A दर्पण में B को नहीं देख पा रहा है, तो क्या B दर्पण में A को देख पा रहा है?

इसी तरह, A, B, C, या D में से किन्हीं दो जोड़ों के लिए?

चित्र 8.10

यह क्रियाकलाप ह