ಬೆಳಕಿನ ಪ್ರತಿಫಲನ ಮತ್ತು ವಕ್ರೀಭವನ
ಪ್ರಮುಖ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳು
| # | ಪರಿಕಲ್ಪನೆ | ವಿವರಣೆ |
|---|---|---|
| 1 | ಪ್ರತಿಫಲನದ ನಿಯಮ | ಆಪಾತ ಕೋನ (∠i) = ಪ್ರತಿಫಲನ ಕೋನ (∠r); ಆಪಾತ ಕಿರಣ, ಪ್ರತಿಫಲಿತ ಕಿರಣ ಮತ್ತು ಅಭಿಲಂಬ ಒಂದೇ ಸಮತಲದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ. |
| 2 | ಗೋಳೀಯ ದರ್ಪಣಗಳು | ಅವತಲ ದರ್ಪಣ → ಬೆಳಕನ್ನು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ; ಉತ್ತಲ ದರ್ಪಣ → ಬೆಳಕನ್ನು ವಿಕಿರಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ; ಧ್ರುವ (P), ನಾಭಿ (F), ವಕ್ರತಾ ಕೇಂದ್ರ (C), ತ್ರಿಜ್ಯ (R), ನಾಭ್ಯಂತರ (f) = R/2. |
| 3 | ದರ್ಪಣ ಸೂತ್ರ | 1/f = 1/v + 1/u (ಕಾರ್ಟೇಶಿಯನ್ ಚಿಹ್ನೆ: ವಾಸ್ತವಿಕ −ve, ಆಭಾಸೀ +ve); ವರ್ಧನೆ m = –v/u. |
| 4 | ವಕ್ರೀಭವನ | ಬೆಳಕು ಒಂದು ಮಾಧ್ಯಮದಿಂದ ಇನ್ನೊಂದು ಮಾಧ್ಯಮಕ್ಕೆ ಓರೆಯಾಗಿ ಹಾದುಹೋದಾಗ ಬಾಗುವಿಕೆ; ಸ್ನೆಲ್ ನಿಯಮದಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ: n₁ sin i = n₂ sin r. |
| 5 | ವಕ್ರೀಕರಣ ಸೂಚಿ (n) | n = c/v (ಶೂನ್ಯದಲ್ಲಿ ವೇಗ ÷ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ವೇಗ); ದಟ್ಟ ಮಾಧ್ಯಮಕ್ಕೆ n > 1; n = ನಿಜ ಆಳ ÷ ಆಭಾಸೀ ಆಳ. |
| 6 | ಕ್ರಾಂತಿಕೋನ (θc) | sin θc = n₂/n₁ (n₁ > n₂); θc ಗಿಂತ ಮೀರಿದರೆ ಪೂರ್ಣ ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿಫಲನ (TIR) ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ—ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ನ ತಳಹದಿ. |
| 7 | ಲೆನ್ಸ್ ಸೂತ್ರ | ದರ್ಪಣ ಸೂತ್ರದಂತೆಯೇ ಆದರೆ f ಉತ್ತಲಕ್ಕೆ +ve & ಅವತಲಕ್ಕೆ −ve; ಸಾಮರ್ಥ್ಯ P (D) = 1/f (ಮೀಟರ್). |
| 8 | ಪ್ರಿಸ್ಮ್ ಮತ್ತು ವರ್ಣ ವಿಕಿರಣ | ಬಿಳಿ ಬೆಳಕು VIBGYOR ಆಗಿ ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ n ನ λ ಜೊತೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ (ನೇರಳ್ಳಿ ಹೆಚ್ಚು ವಿಚಲನ, ಕೆಂಪು ಕಡಿಮೆ ವಿಚಲನ). |
15 ಅಭ್ಯಾಸ ಬಹು ಆಯ್ಕೆ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು
- ಒಂದು ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣ ಸಮತಲ ದರ್ಪಣವನ್ನು 30° ಕೋನದಲ್ಲಿ ದರ್ಪಣದ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಘಟಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಫಲನ ಕೋನ
A) 30°
B) 60°
C) 90°
D) 0°
ಉತ್ತರ: B) 60°
ಪರಿಹಾರ: ಅಭಿಲಂಬಕ್ಕೆ ಕೋನ = 90° – 30° = 60° = ∠i ⇒ ∠r = 60°.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: ಯಾವಾಗಲೂ ಲಂಬವನ್ನು ಬಿಡಿ; ಅಭಿಲಂಬದೊಂದಿಗಿನ ಕೋನ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ.
ಟ್ಯಾಗ್: ಪ್ರತಿಫಲನದ ನಿಯಮ
- ಒಂದು ಅವತಲ ದರ್ಪಣದ ವಕ್ರತಾ ತ್ರಿಜ್ಯ 40 cm. ಅದರ ನಾಭ್ಯಂತರ
A) 40 cm
B) 20 cm
C) 80 cm
D) 10 cm
ಉತ್ತರ: B) 20 cm
ಪರಿಹಾರ: f = R/2 = 40/2 = 20 cm.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: ದರ್ಪಣಗಳಿಗೆ “f ಎಂಬುದು R ನ ಅರ್ಧ” ಎಂದು ನೆನಪಿಡಿ.
ಟ್ಯಾಗ್: ಗೋಳೀಯ ದರ್ಪಣ
- ಒಂದು ವಸ್ತುವನ್ನು f = 10 cm ಇರುವ ಅವತಲ ದರ್ಪಣದ ಮುಂದೆ 15 cm ದೂರದಲ್ಲಿ ಇಡಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರತಿಬಿಂಬ
A) ಆಭಾಸೀ ಮತ್ತು ನೇರ
B) ವಾಸ್ತವಿಕ ಮತ್ತು ತಲೆಕೆಳಗಾದ
C) ವಾಸ್ತವಿಕ ಮತ್ತು ನೇರ
D) ಆಭಾಸೀ ಮತ್ತು ತಲೆಕೆಳಗಾದ
ಉತ್ತರ: B) ವಾಸ್ತವಿಕ ಮತ್ತು ತಲೆಕೆಳಗಾದ
ಪರಿಹಾರ: u = –15 cm, f = –10 cm ⇒ 1/v = 1/f – 1/u = –1/10 + 1/15 = –1/30 ⇒ v = –30 cm (ವಾಸ್ತವಿಕ).
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: |u| > |f| & ಅವತಲ ಆದರೆ → ವಾಸ್ತವಿಕ.
ಟ್ಯಾಗ್: ದರ್ಪಣ ಸೂತ್ರ
- ಒಂದು ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗ 2 × 10⁸ m s⁻¹. ಮಾಧ್ಯಮದ ವಕ್ರೀಕರಣ ಸೂಚಿ
A) 1.0
B) 1.33
C) 1.5
D) 2.0
ಉತ್ತರ: C) 1.5
ಪರಿಹಾರ: n = c/v = 3×10⁸ / 2×10⁸ = 1.5.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: n = 3 ÷ (10⁸ ರಲ್ಲಿ ವೇಗ) ತ್ವರಿತ ಮೌಲ್ಯ ನೀಡುತ್ತದೆ.
ಟ್ಯಾಗ್: ವಕ್ರೀಕರಣ ಸೂಚಿ
- 6 cm ನೀರಿನ (n = 4/3) ತಳದಲ್ಲಿರುವ ನಾಣ್ಯವು ಆಳದಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸುತ್ತದೆ
A) 8 cm
B) 4.5 cm
C) 6 cm
D) 3 cm
ಉತ್ತರ: B) 4.5 cm
ಪರಿಹಾರ: ಆಭಾಸೀ ಆಳ = ನಿಜ ಆಳ / n = 6 / (4/3) = 4.5 cm.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: ನೀರಿಗೆ ನಿಜ ಆಳವನ್ನು 0.75 (≈ 3/4) ರಿಂದ ಗುಣಿಸಿ.
ಟ್ಯಾಗ್: ಆಭಾಸೀ ಆಳ
- ಗಾಜು-ಗಾಳಿ ಮಾಧ್ಯಮಗಳ ನಡುವಿನ (n_glass = 1.5) ಕ್ರಾಂತಿಕೋನ ಸುಮಾರು
A) 30°
B) 42°
C) 60°
D) 90°
ಉತ್ತರ: B) 42°
ಪರಿಹಾರ: sin θc = 1/1.5 = 0.666 ⇒ θc ≈ 42°.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: n ನ ಸ್ಥೂಲ ವಿಲೋಮ ಕೋನ ನೀಡುತ್ತದೆ; 1.5 → ~42°.
ಟ್ಯಾಗ್: ಕ್ರಾಂತಿಕೋನ
- ಗಾಜಿನಲ್ಲಿ ಯಾವ ಬಣ್ಣ ನಿಧಾನವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ?
A) ಕೆಂಪು
B) ಹಳದಿ
C) ನೇರಳ್ಳಿ
D) ಹಸಿರು
ಉತ್ತರ: C) ನೇರಳ್ಳಿ
ಪರಿಹಾರ: ಕಡಿಮೆ ತರಂಗಾಂತರಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿನ n ⇒ ನೇರಳ್ಳಿ ಹೆಚ್ಚು ಬಾಗುತ್ತದೆ & ವೇಗ = c/n ಕನಿಷ್ಠ.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: “ನೇರಳ್ಳಿ ಅತಿ ನಿಧಾನ”.
ಟ್ಯಾಗ್: ವರ್ಣ ವಿಕಿರಣ
- f = 25 cm ಇರುವ ಉತ್ತಲ ಲೆನ್ಸ್ ನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ
A) +4 D
B) +2.5 D
C) +0.25 D
D) –4 D
ಉತ್ತರ: A) +4 D
ಪರಿಹಾರ: P = 1/0.25 m = +4 D.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: 100 ÷ cm D ನೀಡುತ್ತದೆ (100/25 = 4).
ಟ್ಯಾಗ್: ಲೆನ್ಸ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ
- ಒಂದು ಆಭಾಸೀ, ನೇರ & ವರ್ಧಿತ ಪ್ರತಿಬಿಂಬವನ್ನು ರೂಪಿಸುವುದು
A) ವಸ್ತು C ಗಿಂತಾಚೆ ಇರುವ ಅವತಲ ದರ್ಪಣ
B) ಉತ್ತಲ ದರ್ಪಣ
C) ವಸ್ತು F & P ನಡುವೆ ಇರುವ ಅವತಲ ದರ್ಪಣ
D) ಸಮತಲ ದರ್ಪಣ
ಉತ್ತರ: C) ವಸ್ತು F & P ನಡುವೆ ಇರುವ ಅವತಲ ದರ್ಪಣ
ಪರಿಹಾರ: ಈ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಆಭಾಸೀ, ನೇರ & |m| > 1 ಸಿಗುತ್ತದೆ.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: “F ಒಳಗೆ → ಆಭಾಸೀ ವರ್ಧಿತ ಶೇವಿಂಗ್ ಮಿರರ್”.
ಟ್ಯಾಗ್: ಪ್ರತಿಬಿಂಬದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು
- ಬೆಳಕು ಗಾಳಿಯಿಂದ ವಜ್ರಕ್ಕೆ (n = 2.42) ಹೋದಾಗ ಅದು
A) ಅಭಿಲಂಬದಿಂದ ದೂರ ಸರಿಯುತ್ತದೆ
B) ಅಭಿಲಂಬದ ಕಡೆಗೆ ಬಾಗುತ್ತದೆ
C) ಬಾಗುವುದಿಲ್ಲ
D) ಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪ್ರತಿಫಲಿಸುತ್ತದೆ
ಉತ್ತರ: B) ಅಭಿಲಂಬದ ಕಡೆಗೆ ಬಾಗುತ್ತದೆ
ಪರಿಹಾರ: n ಹೆಚ್ಚಾದರೆ ⇒ ವೇಗ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ⇒ ಅಭಿಲಂಬದ ಕಡೆಗೆ ಬಾಗುತ್ತದೆ.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: “ದಟ್ಟ → ಅಭಿಲಂಬಕ್ಕೆ ಆಲಿಂಗನ”.
ಟ್ಯಾಗ್: ವಕ್ರೀಭವನ ದಿಕ್ಕು
- ನೀರಿನ ಒಳಗೆ ಇರುವ ಒಬ್ಬ ಡೈವರ್ ಮುಳುಗುತ್ತಿರುವ ಸೂರ್ಯನನ್ನು ನೋಡುತ್ತಾನೆ; ಅವನಿಗೆ ಸೂರ್ಯನು ಕಾಣಿಸುತ್ತಾನೆ
A) ನಿಜಕ್ಕಿಂತ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿ
B) ನಿಜಕ್ಕಿಂತ ತಗ್ಗಿನಲ್ಲಿ
C) ನಿಜ ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿ
D) ಅದೃಶ್ಯ
ಉತ್ತರ: A) ನಿಜಕ್ಕಿಂತ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿ
ಪರಿಹಾರ: ಬೆಳಕು ನೀರಿನಿಂದ ಹೊರಬರುವಾಗ ಅಭಿಲಂಬದಿಂದ ದೂರ ಸರಿಯುತ್ತದೆ; ಡೈವರ್ ಬಾಗಿದ ಕಿರಣದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಪ್ರಕ್ಷೇಪಿಸುತ್ತಾನೆ → ಏರಿದ ಪ್ರತಿಬಿಂಬ.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: ಯಾವಾಗಲೂ “ದೂರ ಬಾಗು → ಎತ್ತರದಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸು”.
ಟ್ಯಾಗ್: ಆಭಾಸೀ ಸ್ಥಾನ
- ಒಂದು ವಸ್ತುವನ್ನು f = 30 cm ಇರುವ ಉತ್ತಲ ದರ್ಪಣದಿಂದ 20 cm ದೂರದಲ್ಲಿ ಇಡಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರತಿಬಿಂಬ ದೂರ
A) –12 cm
B) +12 cm
C) –7.5 cm
D) +7.5 cm
ಉತ್ತರ: B) +12 cm
ಪರಿಹಾರ: 1/v = 1/f – 1/u = 1/30 – 1/(–20) = 1/30 + 1/20 = 5/60 ⇒ v = +12 cm (ಆಭಾಸೀ).
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: ಉತ್ತಲ ದರ್ಪಣಕ್ಕೆ v ಯಾವಾಗಲೂ +ve & < |f|.
ಟ್ಯಾಗ್: ಉತ್ತಲ ದರ್ಪಣ
- ಸಮತಲ ದರ್ಪಣದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ವರ್ಧನೆ ಯಾವಾಗಲೂ
A) –1
B) +1
C) 0
D) ∞
ಉತ್ತರ: B) +1
ಪರಿಹಾರ: ಪ್ರತಿಬಿಂಬದ ಗಾತ್ರ = ವಸ್ತುವಿನ ಗಾತ್ರ & ನೇರ ⇒ m = +1.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: “ಸಮತಲ ಸರಳ +1”.
ಟ್ಯಾಗ್: ಸಮತಲ ದರ್ಪಣ
- ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ಗಳು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ತತ್ತ್ವ
A) ಪ್ರಕೀರ್ಣನ
B) ವಿವರ್ತನ
C) ಪೂರ್ಣ ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿಫಲನ
D) ವ್ಯತಿಕರಣ
ಉತ್ತರ: C) ಪೂರ್ಣ ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿಫಲನ
ಪರಿಹಾರ: ಫೈಬರ್ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಪುನರಾವರ್ತಿತ TIR ದಿಂದ ಬೆಳಕು ಸಿಕ್ಕಿಹಾಕಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: “TIR → ಫೈಬರ್ ತಂತಿ”.
ಟ್ಯಾಗ್: ಪೂರ್ಣ ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿಫಲನ
- ಒಂದು ಉತ್ತಲ ಲೆನ್ಸ್ ಸರಳ ವರ್ಧಕ ಕನ್ನಡಿಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ವಸ್ತುವನ್ನು ಇರಿಸಿದಾಗ
A) 2F ನಲ್ಲಿ
B) F ನಲ್ಲಿ
C) F & ದೃಗ್ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕೇಂದ್ರದ ನಡುವೆ
D) 2F ಗಿಂತಾಚೆ
ಉತ್ತರ: C) F & ದೃಗ್ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕೇಂದ್ರದ ನಡುವೆ
ಪರಿಹಾರ: ಇಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಪ್ರತಿಬಿಂಬ ಆಭಾಸೀ, ನೇರ & |m| > 1.
ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್: “F ಒಳಗೆ → ವರ್ಧಿಸು”.
ಟ್ಯಾಗ್: ವರ್ಧಕ ಕನ್ನಡಿ
ವೇಗದ ತಂತ್ರಗಳು
| ಪರಿಸ್ಥಿತಿ | ಶಾರ್ಟ್ಕಟ್ | ಉದಾಹರಣೆ |
|---|---|---|
| ದರ್ಪಣ ನಾಭ್ಯಂತರ | f = R ⁄ 2 (ಅದೇ ಏಕಕ) | R = 60 cm ⇒ f = 30 cm |
| ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಆಭಾಸೀ ಆಳ | ನಿಜ ಆಳವನ್ನು ¾ ರಿಂದ ಗುಣಿಸಿ | 8 cm ನೀರು → 6 cm ಕಾಣಿಸುತ್ತದೆ |
| cm ನಿಂದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ | D = 100 ÷ cm | 20 cm ಲೆನ್ಸ್ → 5 D |
| ಕ್ರಾಂತಿಕೋನ ತ್ವರಿತ | n = 1.5 ಗೆ θc ≈ 42° | ಗಾಜು-ಗಾಳಿ |
| ಲೆನ್ಸ್ / ದರ್ಪಣ ಚಿಹ್ನೆ | “ವಾಸ್ತವಿಕ ಋಣಾತ್ಮಕ” | ವಾಸ್ತವಿಕ ಪ್ರತಿಬಿಂಬ → v −ve, ತಲೆಕೆಳಗಾದ → m −ve |
ತ್ವರಿತ ಪುನರಾವಲೋಕನ
| ಬಿಂದು | ವಿವರ |
|---|---|
| 1 | ∠i = ∠r & ಮೂರೂ (ಆಪಾತ, ಪ್ರತಿಫಲಿತ, ಅಭಿಲಂಬ) ಒಂದೇ ಸಮತಲೀಯ. |
| 2 | ಅವತಲ ದರ್ಪಣ → ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ; ವಸ್ತುವಿನ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ವಾಸ್ತವಿಕ/ಆಭಾಸೀ ಪ್ರತಿಬಿಂಬ ನೀಡಬಹುದು. |
| 3 | ಉತ್ತಲ ದರ್ಪಣ ಯಾವಾಗಲೂ ಆಭಾಸೀ, ನೇರ, ಕುಗ್ಗಿದ ಪ್ರತಿಬಿಂಬ ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ—ಹಿಂಬದಿ ನೋಟಕ್ಕೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. |
| 4 | n = c/v; ಹೆಚ್ಚಿನ n ⇒ ನಿಧಾನ ಬೆಳಕು & ಹೆಚ್ಚು ಬಾಗುವಿಕೆ ಅಭಿಲಂಬದ ಕಡೆಗೆ. |
| 5 | ನಿಜ ಆಳ > ಆಭಾಸೀ ಆಳ; ಸ್ಥಳಾಂತರ = t(1 – 1/n). |
| 6 | TIR ಸಾಧ್ಯ ಮಾತ್ರ ಬೆಳಕು ದಟ್ಟ → ವಿರಳ ಕಡೆಗೆ ಚಲಿಸಿದಾಗ & ∠i > θc. |
| 7 | ಲೆನ್ಸ್ ಗೆ, ಉತ್ತಲ → +f & +P; ಅವತಲ → –f & –P. |
| 8 | ವರ್ಧನೆ |
| 9 | ನೇರಳ್ಳಿ ಗಾಜಿನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ n & ಕನಿಷ್ಠ ವೇಗ ಹೊಂದಿದೆ → ಹೆಚ್ಚು ವಿಚಲನ. |
| 10 | ಲೆನ್ಸ್ ಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಿ: P_total = P₁ + P₂ (ಡಯೋಪ್ಟರ್ ನಲ್ಲಿ). |
BETA
