പ്രകാശ പ്രതിഫലനം അപവർത്തനം
പ്രധാന ആശയങ്ങൾ
| # | ആശയം | വിശദീകരണം |
|---|---|---|
| 1 | പ്രതിഫലന നിയമം | പതനകോൺ (∠i) = പ്രതിഫലനകോൺ (∠r); പതനകിരണം, പ്രതിഫലിത കിരണം, അഭിലംബം എന്നിവ ഒരേ തലത്തിൽ കിടക്കുന്നു. |
| 2 | ഗോളീയ ദർപ്പണങ്ങൾ | കോൺകേവ് → പ്രകാശം ഒത്തുചേരുന്നു; കോൺവെക്സ് → പ്രകാശം വികേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു; ധ്രുവം (P), ഫോക്കസ് (F), വക്രതാകേന്ദ്രം (C), ആരം (R), ഫോക്കസ് ദൂരം (f) = R/2. |
| 3 | ദർപ്പണ സൂത്രവാക്യം | 1/f = 1/v + 1/u (കാർട്ടീഷ്യൻ ചിഹ്നം: യഥാർത്ഥം −ve, വാസ്തവികം +ve); വലുപ്പവ്യത്യാസം m = –v/u. |
| 4 | അപവർത്തനം | പ്രകാശം ഒരു മാധ്യമത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് ചരിഞ്ഞ് കടക്കുമ്പോൾ വളയുന്നത്; സ്നെൽ നിയമം നിയന്ത്രിക്കുന്നു: n₁ sin i = n₂ sin r. |
| 5 | അപവർത്തനാങ്കം (n) | n = c/v (ശൂന്യതയിലെ വേഗത ÷ മാധ്യമത്തിലെ വേഗത); സാന്ദ്രതയുള്ള മാധ്യമത്തിന് n > 1; n = യഥാർത്ഥ ആഴം ÷ ദൃശ്യ ആഴം. |
| 6 | കോണീയ അപവർത്തനാങ്കം (θc) | sin θc = n₂/n₁ (n₁ > n₂); θc കവിയുമ്പോൾ പൂർണ്ണാന്തരിക പ്രതിഫലനം (TIR) സംഭവിക്കുന്നു—ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറിന്റെ അടിസ്ഥാനം. |
| 7 | ലെൻസ് സൂത്രവാക്യം | ദർപ്പണ സൂത്രവാക്യം പോലെ തന്നെ, പക്ഷേ f കോൺവെക്സിന് +ve ഉം കോൺകേവിന് −ve ഉം ആണ്; പവർ P (D) = 1/f (മീറ്റർ). |
| 8 | പ്രിസം & വിസരണം | വെളുത്ത പ്രകാശം VIBGYOR ആയി വിഘടിക്കുന്നു കാരണം n, λ-നനുസരിച്ച് മാറുന്നു (വയലറ്റ് ഏറ്റവും കൂടുതൽ വ്യതിചലിക്കുന്നു, ചുവപ്പ് ഏറ്റവും കുറവ്). |
15 പരിശീലന MCQs
- ഒരു പ്രകാശകിരണം ഒരു സമതല ദർപ്പണത്തിൽ 30° കോണിൽ പതിക്കുന്നു. പ്രതിഫലനകോൺ എത്ര?
A) 30°
B) 60°
C) 90°
D) 0°
ഉത്തരം: B) 60°
പരിഹാരം: അഭിലംബത്തിലേക്കുള്ള കോൺ = 90° – 30° = 60° = ∠i ⇒ ∠r = 60°.
ഷോർട്ട്കട്ട്: എല്ലായ്പ്പോഴും ലംബം വീഴ്ത്തുക; അഭിലംബത്തിലുള്ള കോൺ തീരുമാനിക്കുന്നു.
ടാഗ്: പ്രതിഫലന നിയമം
- ഒരു കോൺകേവ് ദർപ്പണത്തിന്റെ വക്രതാവ്യാസാർദ്ധം 40 സെ.മീ ആണ്. അതിന്റെ ഫോക്കസ് ദൂരം എത്ര?
A) 40 സെ.മീ
B) 20 സെ.മീ
C) 80 സെ.മീ
D) 10 സെ.മീ
ഉത്തരം: B) 20 സെ.മീ
പരിഹാരം: f = R/2 = 40/2 = 20 സെ.മീ.
ഷോർട്ട്കട്ട്: ദർപ്പണങ്ങൾക്ക് “f, R-ന്റെ പകുതി” എന്ന് ഓർക്കുക.
ടാഗ്: ഗോളീയ ദർപ്പണം
- 10 സെ.മീ f ഉള്ള ഒരു കോൺകേവ് ദർപ്പണത്തിന് മുന്നിൽ 15 സെ.മീ അകലത്തിൽ ഒരു വസ്തു വയ്ക്കുന്നു. പ്രതിബിംബം
A) വാസ്തവികവും നിവർന്നതുമാണ്
B) യഥാർത്ഥവും തലകീഴായതുമാണ്
C) യഥാർത്ഥവും നിവർന്നതുമാണ്
D) വാസ്തവികവും തലകീഴായതുമാണ്
ഉത്തരം: B) യഥാർത്ഥവും തലകീഴായതുമാണ്
പരിഹാരം: u = –15 സെ.മീ, f = –10 സെ.മീ ⇒ 1/v = 1/f – 1/u = –1/10 + 1/15 = –1/30 ⇒ v = –30 സെ.മീ (യഥാർത്ഥം).
ഷോർട്ട്കട്ട്: |u| > |f| & കോൺകേവ് ആണെങ്കിൽ → യഥാർത്ഥം.
ടാഗ്: ദർപ്പണ സൂത്രവാക്യം
- ഒരു മാധ്യമത്തിൽ പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗത 2 × 10⁸ m s⁻¹ ആണ്. മാധ്യമത്തിന്റെ അപവർത്തനാങ്കം എത്ര?
A) 1.0
B) 1.33
C) 1.5
D) 2.0
ഉത്തരം: C) 1.5
പരിഹാരം: n = c/v = 3×10⁸ / 2×10⁸ = 1.5.
ഷോർട്ട്കട്ട്: n = 3 ÷ (10⁸-ൽ വേഗത) എന്നത് വേഗത്തിലുള്ള മൂല്യം നൽകുന്നു.
ടാഗ്: അപവർത്തനാങ്കം
- 6 സെ.മീ ആഴമുള്ള വെള്ളത്തിന്റെ (n = 4/3) അടിയിലുള്ള ഒരു നാണയം എത്ര ആഴത്തിൽ കാണപ്പെടും?
A) 8 സെ.മീ
B) 4.5 സെ.മീ
C) 6 സെ.മീ
D) 3 സെ.മീ
ഉത്തരം: B) 4.5 സെ.മീ
പരിഹാരം: ദൃശ്യ ആഴം = യഥാർത്ഥ ആഴം / n = 6 / (4/3) = 4.5 സെ.മീ.
ഷോർട്ട്കട്ട്: വെള്ളത്തിന് യഥാർത്ഥ ആഴത്തെ 0.75 (≈ 3/4) കൊണ്ട് ഗുണിക്കുക.
ടാഗ്: ദൃശ്യ ആഴം
- ഗ്ലാസ്-വായു ഇന്റർഫേസിനുള്ള കോണീയ അപവർത്തനാങ്കം (n_glass = 1.5) ഏകദേശം എത്ര?
A) 30°
B) 42°
C) 60°
D) 90°
ഉത്തരം: B) 42°
പരിഹാരം: sin θc = 1/1.5 = 0.666 ⇒ θc ≈ 42°.
ഷോർട്ട്കട്ട്: n-ന്റെ ഏകദേശ വിപരീതം കോൺ നൽകുന്നു; 1.5 → ~42°.
ടാഗ്: കോണീയ അപവർത്തനാങ്കം
- ഗ്ലാസിൽ ഏത് നിറമാണ് ഏറ്റവും മന്ദഗതിയിൽ സഞ്ചരിക്കുന്നത്?
A) ചുവപ്പ്
B) മഞ്ഞ
C) വയലറ്റ്
D) പച്ച
ഉത്തരം: C) വയലറ്റ്
പരിഹാരം: കുറഞ്ഞ λ-ന് ഉയർന്ന n ⇒ വയലറ്റ് ഏറ്റവും കൂടുതൽ വളയുകയും വേഗത = c/n ഏറ്റവും കുറവുമാണ്.
ഷോർട്ട്കട്ട്: “വയലറ്റ് വൈഷസ്ലി സ്ലോ”.
ടാഗ്: വിസരണം
- 25 സെ.മീ f ഉള്ള ഒരു കോൺവെക്സ് ലെൻസിന്റെ പവർ എത്ര?
A) +4 D
B) +2.5 D
C) +0.25 D
D) –4 D
ഉത്തരം: A) +4 D
പരിഹാരം: P = 1/0.25 m = +4 D.
ഷോർട്ട്കട്ട്: 100 ÷ സെ.മീ D നൽകുന്നു (100/25 = 4).
ടാഗ്: ലെൻസ് പവർ
- ഒരു വാസ്തവിക, നിവർന്ന, വലുതാക്കിയ പ്രതിബിംബം രൂപപ്പെടുന്നത്
A) വസ്തു C-ക്കപ്പുറത്തുള്ള കോൺകേവ് ദർപ്പണം
B) കോൺവെക്സ് ദർപ്പണം
C) വസ്തു F ഉം P ഉം ഇടയിലുള്ള കോൺകേവ് ദർപ്പണം
D) സമതല ദർപ്പണം
ഉത്തരം: C) വസ്തു F ഉം P ഉം ഇടയിലുള്ള കോൺകേവ് ദർപ്പണം
പരിഹാരം: ഈ പരിധിയിൽ മാത്രമേ വാസ്തവിക, നിവർന്ന, |m| > 1 എന്നിവ ലഭിക്കുകയുള്ളൂ.
ഷോർട്ട്കട്ട്: “F-ന്റെ ഉള്ളിൽ → വാസ്തവിക വലുതാക്കിയ ഷേവിംഗ് മിറർ”.
ടാഗ്: പ്രതിബിംബ സവിശേഷതകൾ
- പ്രകാശം വായുവിൽ നിന്ന് വജ്രത്തിലേക്ക് (n = 2.42) പോകുമ്പോൾ അത്
A) അഭിലംബത്തിൽ നിന്ന് അകന്ന് വളയുന്നു
B) അഭിലംബത്തിലേക്ക് വളയുന്നു
C) വളയുന്നില്ല
D) പൂർണ്ണമായി പ്രതിഫലിക്കുന്നു
ഉത്തരം: B) അഭിലംബത്തിലേക്ക് വളയുന്നു
പരിഹാരം: n കൂടുന്നു ⇒ വേഗത കുറയുന്നു ⇒ അഭിലംബത്തിലേക്ക് വളയുന്നു.
ഷോർട്ട്കട്ട്: “സാന്ദ്രത → അഭിലംബത്തെ കെട്ടിപ്പിടിക്കുക”.
ടാഗ്: അപവർത്തന ദിശ
- വെള്ളത്തിനുള്ളിലെ ഒരു ഡൈവർ അസ്തമിക്കുന്ന സൂര്യനെ നോക്കുന്നു; അയാൾക്ക് സൂര്യൻ കാണപ്പെടുന്നത്
A) യഥാർത്ഥ സ്ഥാനത്തേക്കാൾ ഉയർന്നതായി
B) യഥാർത്ഥ സ്ഥാനത്തേക്കാൾ താഴ്ന്നതായി
C) യഥാർത്ഥ സ്ഥാനത്ത് തന്നെ
D) അദൃശ്യമായി
ഉത്തരം: A) യഥാർത്ഥ സ്ഥാനത്തേക്കാൾ ഉയർന്നതായി
പരിഹാരം: വെള്ളത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തുകടക്കുമ്പോൾ പ്രകാശം അഭിലംബത്തിൽ നിന്ന് അകന്ന് വളയുന്നു; ഡൈവർ വളഞ്ഞ കിരണത്തിലൂടെ എക്സ്ട്രാപോലേറ്റ് ചെയ്യുന്നു → ഉയർന്ന പ്രതിബിംബം.
ഷോർട്ട്കട്ട്: എല്ലായ്പ്പോഴും “അകലേക്ക് വളയുക → ഉയർന്നതായി കാണുക”.
ടാഗ്: ദൃശ്യ സ്ഥാനം
- 30 സെ.മീ f ഉള്ള ഒരു കോൺവെക്സ് ദർപ്പണത്തിൽ നിന്ന് 20 സെ.മീ അകലത്തിൽ ഒരു വസ്തു വയ്ക്കുന്നു. പ്രതിബിംബ ദൂരം എത്ര?
A) –12 സെ.മീ
B) +12 സെ.മീ
C) –7.5 സെ.മീ
D) +7.5 സെ.മീ
ഉത്തരം: B) +12 സെ.മീ
പരിഹാരം: 1/v = 1/f – 1/u = 1/30 – 1/(–20) = 1/30 + 1/20 = 5/60 ⇒ v = +12 സെ.മീ (വാസ്തവികം).
ഷോർട്ട്കട്ട്: കോൺവെക്സ് ദർപ്പണത്തിന് v എല്ലായ്പ്പോഴും +ve ഉം < |f| ഉം ആണ്.
ടാഗ്: കോൺവെക്സ് ദർപ്പണം
- സമതല ദർപ്പണം ഉണ്ടാക്കുന്ന വലുപ്പവ്യത്യാസം എല്ലായ്പ്പോഴും
A) –1
B) +1
C) 0
D) ∞
ഉത്തരം: B) +1
പരിഹാരം: പ്രതിബിംബ വലിപ്പം = വസ്തുവിന്റെ വലിപ്പം & നിവർന്നത് ⇒ m = +1.
ഷോർട്ട്കട്ട്: “സമതല പ്ലെയിൻ +1”.
ടാഗ്: സമതല ദർപ്പണം
- ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് ഈ തത്വത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ്
A) ചിതറൽ
B) വിവർത്തനം
C) പൂർണ്ണാന്തരിക പ്രതിഫലനം
D) ഇടപെടൽ
ഉത്തരം: C) പൂർണ്ണാന്തരിക പ്രതിഫലനം
പരിഹാരം: ഫൈബറിലൂടെ ആവർത്തിച്ചുള്ള TIR മൂലം പ്രകാശം കെട്ടിപ്പിടിക്കപ്പെടുന്നു.
ഷോർട്ട്കട്ട്: “TIR → ഫൈബർ വയർ”.
ടാഗ്: പൂർണ്ണാന്തരിക പ്രതിഫലനം
- ഒരു കോൺവെക്സ് ലെൻസ് ഒരു ലളിതമായ വലുതാക്കുന്ന ഗ്ലാസായി പ്രവർത്തിക്കുന്നത് വസ്തു വയ്ക്കുമ്പോൾ
A) 2F-ൽ
B) F-ൽ
C) F ഉം ഒപ്റ്റിക്കൽ കേന്ദ്രവും ഇടയിൽ
D) 2F-ക്കപ്പുറം
ഉത്തരം: C) F ഉം ഒപ്റ്റിക്കൽ കേന്ദ്രവും ഇടയിൽ
പരിഹാരം: ഇവിടെ മാത്രമേ പ്രതിബിംബം വാസ്തവിക, നിവർന്ന, |m| > 1 എന്നിവ ആകുകയുള്ളൂ.
ഷോർട്ട്കട്ട്: “F-ന്റെ ഉള്ളിൽ → വലുതാക്കുക”.
ടാഗ്: വലുതാക്കുന്ന ഗ്ലാസ്
വേഗത ട്രിക്കുകൾ
| സാഹചര്യം | ഷോർട്ട്കട്ട് | ഉദാഹരണം |
|---|---|---|
| ദർപ്പണ ഫോക്കസ് ദൂരം | f = R ⁄ 2 (ഒരേ യൂണിറ്റ്) | R = 60 സെ.മീ ⇒ f = 30 സെ.മീ |
| വെള്ളത്തിലെ ദൃശ്യ ആഴം | യഥാർത്ഥ ആഴത്തെ ¾ കൊണ്ട് ഗുണിക്കുക | 8 സെ.മീ വെള്ളം → 6 സെ.മീ ആയി കാണപ്പെടും |
| സെ.മീ-ൽ നിന്നുള്ള പവർ | D = 100 ÷ സെ.മീ | 20 സെ.മീ ലെൻസ് → 5 D |
| കോണീയ അപവർത്തനാങ്കം വേഗത്തിൽ | n = 1.5 എങ്കിൽ θc ≈ 42° | ഗ്ലാസ്-വായു |
| ലെൻസ് / ദർപ്പണ ചിഹ്നം | “യഥാർത്ഥം നെഗറ്റീവ് ആണ്” | യഥാർത്ഥ പ്രതിബിംബം → v −ve, തലകീഴായത് → m −ve |
വേഗ റിവിഷൻ
| പോയിന്റ് | വിശദാംശം |
|---|---|
| 1 | ∠i = ∠r & മൂന്നും (പതനകിരണം, പ്രതിഫലിത കിരണം, അഭിലംബം) ഒരേ തലത്തിലാണ്. |
| 2 | കോൺകേവ് ദർപ്പണം → ഒത്തുചേരുന്നു; വസ്തുവിന്റെ സ്ഥാനത്തെ ആശ്രയിച്ച് യഥാർത്ഥ/വാസ്തവിക പ്രതിബിംബം നൽകാം. |
| 3 | കോൺവെക്സ് ദർപ്പണം എല്ലായ്പ്പോഴും വാസ്തവിക, നിവർന്ന, ചെറുതാക്കിയ പ്രതിബിംബം രൂപപ്പെടുത്തുന്നു—റിയർ-വ്യൂവിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. |
| 4 | n = c/v; ഉയർന്ന n ⇒ മന്ദഗതിയിലുള്ള പ്രകാശം & കൂടുതൽ അഭിലംബത്തിലേക്കുള്ള വളവ്. |
| 5 | യഥാർത്ഥ ആഴം > ദൃശ്യ ആഴം; ഷിഫ്റ്റ് = t(1 – 1/n). |
| 6 | TIR സാധ്യമാകുന്നത് പ്രകാശം സാന്ദ്രതയുള്ളതിൽ നിന്ന് സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞതിലേക്ക് നീങ്ങുമ്പോൾ & ∠i > θc ആയിരിക്കുമ്പോൾ മാത്രമാണ്. |
| 7 | ലെൻസിന്, കോൺവെക്സ് → +f & +P; കോൺകേവ് → –f & –P. |
| 8 | വലുപ്പവ്യത്യാസം |
| 9 | ഗ്ലാസിൽ വയലറ്റിന് ഏറ്റവും ഉയർന്ന n & ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ വേഗത ഉണ്ട് → ഏറ്റവും കൂടുതൽ വ്യതിചലിക്കുന്നു. |
| 10 | ലെൻസുകൾ സംയോജിപ്പിക്കുക: P_total = P₁ + P₂ (ഡയോപ്റ്ററിൽ). |
BETA
