प्रकाश परावर्तन अपवर्तन
मुख्य संकल्पना
| # | संकल्पना | स्पष्टीकरण |
|---|---|---|
| 1 | परावर्तनाचा नियम | आपाती कोन (∠i) = परावर्तन कोन (∠r); आपाती किरण, परावर्तित किरण आणि अभिलंब एकाच समतलात असतात. |
| 2 | गोलीय आरसे | अवतल → प्रकाश एकवटतो; उत्तल → प्रकाश अपसृत करतो; ध्रुव (P), नाभी (F), वक्रता केंद्र (C), त्रिज्या (R), नाभीय अंतर (f) = R/2. |
| 3 | आरसा सूत्र | 1/f = 1/v + 1/u (कार्तीय चिन्ह: वास्तव −ve, आभासी +ve); विशालन m = –v/u. |
| 4 | अपवर्तन | प्रकाश एका माध्यमातून दुसऱ्या माध्यमात तिरपा जाताना वाकणे; स्नेलच्या नियमानुसार: n₁ sin i = n₂ sin r. |
| 5 | अपवर्तनांक (n) | n = c/v (निर्वातातील गती ÷ माध्यमातील गती); दाट माध्यमासाठी n > 1; n = वास्तविक खोली ÷ आभासी खोली. |
| 6 | क्रांतिक कोन (θc) | sin θc = n₂/n₁ (n₁ > n₂); θc पेक्षा जास्त असल्यास पूर्ण आंतरिक परावर्तन (TIR) होते — प्रकाशीय तंतूंचा आधार. |
| 7 | भिंग सूत्र | आरसा सूत्रासारखेच पण उत्तल भिंगासाठी f +ve आणि अवतल भिंगासाठी –ve; शक्ती P (D) = 1/f (मीटर). |
| 8 | प्रिझम आणि विक्षेपण | पांढऱ्या प्रकाशाचे VIBGYOR मध्ये विभाजन कारण n हे λ सोबत बदलते (जांभळा सर्वात जास्त आणि लाल सर्वात कमी वळतो). |
15 सराव बहुपर्यायी प्रश्न
- एक प्रकाशकिरण समतल आरशावर 30° कोनात आदळतो. परावर्तन कोन किती?
A) 30°
B) 60°
C) 90°
D) 0°
उत्तर: B) 60°
उकल: अभिलंबाशी कोन = 90° – 30° = 60° = ∠i ⇒ ∠r = 60°.
शॉर्टकट: नेहमी लंब काढा; अभिलंबाशी असलेला कोन ठरवतो.
टॅग: परावर्तनाचा नियम
- एका अवतल आरशाची वक्रता त्रिज्या 40 सेमी आहे. त्याचे नाभीय अंतर किती?
A) 40 सेमी
B) 20 सेमी
C) 80 सेमी
D) 10 सेमी
उत्तर: B) 20 सेमी
उकल: f = R/2 = 40/2 = 20 सेमी.
शॉर्टकट: आरशांसाठी “f हे R च्या निम्मे आहे” लक्षात ठेवा.
टॅग: गोलीय आरसा
- एक वस्तू f = 10 सेमी असलेल्या अवतल आरशापासून 15 सेमी अंतरावर ठेवली आहे. प्रतिमा कशी असेल?
A) आभासी आणि सुलट
B) वास्तव आणि उलट
C) वास्तव आणि सुलट
D) आभासी आणि उलट
उत्तर: B) वास्तव आणि उलट
उकल: u = –15 सेमी, f = –10 सेमी ⇒ 1/v = 1/f – 1/u = –1/10 + 1/15 = –1/30 ⇒ v = –30 सेमी (वास्तव).
शॉर्टकट: जर |u| > |f| आणि अवतल → वास्तव.
टॅग: आरसा सूत्र
- एका माध्यमात प्रकाशाचा वेग 2 × 10⁸ मी से⁻¹ आहे. त्या माध्यमाचा अपवर्तनांक किती?
A) 1.0
B) 1.33
C) 1.5
D) 2.0
उत्तर: C) 1.5
उकल: n = c/v = 3×10⁸ / 2×10⁸ = 1.5.
शॉर्टकट: n = 3 ÷ (10⁸ मधील गती) द्रुत मूल्य देते.
टॅग: अपवर्तनांक
- 6 सेमी खोल पाण्यात (n = 4/3) तळाशी एक नाणे आहे. ते कोणत्या खोलीवर दिसेल?
A) 8 सेमी
B) 4.5 सेमी
C) 6 सेमी
D) 3 सेमी
उत्तर: B) 4.5 सेमी
उकल: आभासी खोली = वास्तविक खोली / n = 6 / (4/3) = 4.5 सेमी.
शॉर्टकट: पाण्यासाठी वास्तविक खोली 0.75 (≈ 3/4) ने गुणा.
टॅग: आभासी खोली
- काच-हवा पृष्ठभागासाठी (n_काच = 1.5) क्रांतिक कोन अंदाजे किती?
A) 30°
B) 42°
C) 60°
D) 90°
उत्तर: B) 42°
उकल: sin θc = 1/1.5 = 0.666 ⇒ θc ≈ 42°.
शॉर्टकट: n चे अंदाजे व्यस्त मूल्य कोन देतो; 1.5 → ~42°.
टॅग: क्रांतिक कोन
- काचेत कोणता रंग सर्वात हळू प्रवास करतो?
A) लाल
B) पिवळा
C) जांभळा
D) हिरवा
उत्तर: C) जांभळा
उकल: लहान तरंगलांबीसाठी n जास्त ⇒ जांभळा सर्वात जास्त वळतो आणि गती = c/n सर्वात कमी.
शॉर्टकट: “जांभळा अतिशय हळू”.
टॅग: विक्षेपण
- f = 25 सेमी असलेल्या उत्तल भिंगाची शक्ती किती?
A) +4 D
B) +2.5 D
C) +0.25 D
D) –4 D
उत्तर: A) +4 D
उकल: P = 1/0.25 मी = +4 D.
शॉर्टकट: 100 ÷ सेमी D देते (100/25 = 4).
टॅग: भिंग शक्ती
- आभासी, सुलट आणि विशालित प्रतिमा कोणत्या परिस्थितीत तयार होते?
A) वस्तू C पेक्षा पलीकडे असताना अवतल आरसा
B) उत्तल आरसा
C) वस्तू F आणि P च्या दरम्यान असताना अवतल आरसा
D) समतल आरसा
उत्तर: C) वस्तू F आणि P च्या दरम्यान असताना अवतल आरसा
उकल: फक्त या श्रेणीत आभासी, सुलट आणि |m| > 1 मिळते.
शॉर्टकट: “F च्या आत → आभासी विशालित शेव्हिंग आरसा”.
टॅग: प्रतिमेची वैशिष्ट्ये
- जेव्हा प्रकाश हवेतून हिऱ्यात (n = 2.42) जातो तेव्हा तो
A) अभिलंबापासून दूर वळतो
B) अभिलंबाकडे वळतो
C) वळत नाही
D) पूर्णपणे परावर्तित होतो
उत्तर: B) अभिलंबाकडे वळतो
उकल: n वाढले ⇒ गती कमी झाली ⇒ अभिलंबाकडे वळतो.
शॉर्टकट: “दाट → अभिलंबाकडे झेप”.
टॅग: अपवर्तनाची दिशा
- पाण्यातील एक मत्स्यव्याध मावळत्या सूर्याकडे पाहतो; त्याला सूर्य वास्तविक स्थानापेक्षा कसा दिसतो?
A) वास्तविकापेक्षा उंच
B) वास्तविकापेक्षा खाली
C) वास्तविक स्थानावर
D) अदृश्य
उत्तर: A) वास्तविकापेक्षा उंच
उकल: पाण्यातून बाहेर पडताना प्रकाश अभिलंबापासून दूर वळतो; मत्स्यव्याध वाकलेल्या किरणाच्या दिशेने प्रतिमा मांडतो → उंच प्रतिमा.
शॉर्टकट: नेहमी “दूर वळण → उंच दिसणे”.
टॅग: आभासी स्थान
- एक वस्तू f = 30 सेमी असलेल्या उत्तल आरशापासून 20 सेमी अंतरावर ठेवली आहे. प्रतिमेचे अंतर किती?
A) –12 सेमी
B) +12 सेमी
C) –7.5 सेमी
D) +7.5 सेमी
उत्तर: B) +12 सेमी
उकल: 1/v = 1/f – 1/u = 1/30 – 1/(–20) = 1/30 + 1/20 = 5/60 ⇒ v = +12 सेमी (आभासी).
शॉर्टकट: उत्तल आरशासाठी v नेहमी +ve आणि < |f|.
टॅग: उत्तल आरसा
- समतल आरशाने निर्माण होणारे विशालन नेहमी किती असते?
A) –1
B) +1
C) 0
D) ∞
उत्तर: B) +1
उकल: प्रतिमेचा आकार = वस्तूचा आकार आणि सुलट ⇒ m = +1.
शॉर्टकट: “समतल साधे +1”.
टॅग: समतल आरसा
- प्रकाशीय तंतू कोणत्या तत्त्वावर कार्य करतात?
A) विसरण
B) विवर्तन
C) पूर्ण आंतरिक परावर्तन
D) व्यतिकरण
उत्तर: C) पूर्ण आंतरिक परावर्तन
उकल: तंतूमध्ये सतत होणाऱ्या TIR द्वारे प्रकाश अडकतो.
शॉर्टकट: “TIR → तंतू तार”.
टॅग: पूर्ण आंतरिक परावर्तन
- उत्तल भिंग साधे विशालक काच म्हणून काम करते जेव्हा वस्तू ठेवली जाते
A) 2F वर
B) F वर
C) F आणि प्रकाशीय केंद्र यांच्या दरम्यान
D) 2F पेक्षा पलीकडे
उत्तर: C) F आणि प्रकाशीय केंद्र यांच्या दरम्यान
उकल: फक्त येथे प्रतिमा आभासी, सुलट आणि |m| > 1 असते.
शॉर्टकट: “F च्या आत → विशालन”.
टॅग: विशालक काच
गती वाढवणारे ट्रिक्स
| परिस्थिती | शॉर्टकट | उदाहरण |
|---|---|---|
| आरसा नाभीय अंतर | f = R ⁄ 2 (समान एकक) | R = 60 सेमी ⇒ f = 30 सेमी |
| पाण्यात आभासी खोली | वास्तविक खोली ३/४ ने गुणा | 8 सेमी पाणी → 6 सेमी दिसते |
| सेमी वरून शक्ती | D = 100 ÷ सेमी | 20 सेमी भिंग → 5 D |
| क्रांतिक कोन द्रुत | n = 1.5 साठी θc ≈ 42° | काच-हवा |
| भिंग / आरसा चिन्ह | “वास्तव ऋण” | वास्तव प्रतिमा → v −ve, उलट → m −ve |
द्रुत पुनरावलोकन
| मुद्दा | तपशील |
|---|---|
| 1 | ∠i = ∠r आणि तिन्ही (आपाती, परावर्तित, अभिलंब) एकसमतलीय असतात. |
| 2 | अवतल आरसा → एकवटणारा; वस्तूच्या स्थानानुसार वास्तव/आभासी प्रतिमा देऊ शकतो. |
| 3 | उत्तल आरसा नेहमी आभासी, सुलट, लहान प्रतिमा तयार करतो — रीअर-व्ह्यू म्हणून वापर. |
| 4 | n = c/v; जास्त n ⇒ हळू प्रकाश आणि अभिलंबाकडे जास्त वळण. |
| 5 | वास्तविक खोली > आभासी खोली; स्थलांतर = t(1 – 1/n). |
| 6 | TIR फक्त तेव्हाच शक्य जेव्हा प्रकाश दाट → विरल माध्यमात जातो आणि ∠i > θc. |
| 7 | भिंगासाठी, उत्तल → +f & +P; अवतल → –f & –P. |
| 8 | विशालन |
| 9 | काचेत जांभळ्याचा n सर्वात जास्त आणि गती सर्वात कमी → सर्वात जास्त वळतो. |
| 10 | भिंग एकत्र करताना: P_एकूण = P₁ + P₂ (डायोप्टर मध्ये). |
BETA
