فزکس آپٹکس
کلیدی تصورات اور فارمولے
| # | تصور | مختصر وضاحت |
|---|---|---|
| 1 | قانون انعکاس | θᵢ = θᵣ (زاویہ وقوع = زاویہ انعکاس) |
| 2 | انعطافی اشاریہ | n = c/v = sin i/sin r (رفتار کا تناسب اور سنیل کا قانون) |
| 3 | آئینہ فارمولا | 1/f = 1/v + 1/u (f = فوکل لمبائی، u = شے، v = تصویر) |
| 4 | لینس فارمولا | 1/f = 1/v - 1/u (علامتی کنونشن: حقیقی = مثبت) |
| 5 | لینس کی طاقت | P = 1/f (ڈائی اوپٹر میں، f میٹر میں) |
| 6 | مکمل اندرونی انعکاس | اس وقت ہوتا ہے جب n₁ > n₂ اور θ > θc = sin⁻¹(n₂/n₁) |
| 7 | تکبیر | m = h’/h = -v/u (منفی = الٹی تصویر) |
10 مشق کے MCQs
Q1. ایک ٹرین کی ہیڈ لائٹ روشنی کی متوازی شعاعیں پیدا کرتی ہے۔ کون سا آئینہ استعمال ہوتا ہے؟ A) مقعر B) محدب C) مستوی D) اسطوانی
جواب: A) مقعر
حل: جب شے کو مقعر آئینے کے فوکس (f) پر رکھا جاتا ہے، تو منعکس شعاعیں متوازی ہو جاتی ہیں۔ ٹرین کی ہیڈ لائٹس اس اصول کو استعمال کرتی ہیں۔
شارٹ کٹ: “ہیڈ لائٹس کو متوازی شعاعیں چاہئیں → فوکس پر مقعر آئینہ”
تصور: فزکس آپٹکس - آئینوں کے اطلاقات
Q2. شیشے میں روشنی کی رفتار (n=1.5) ہے ×10⁸ m/s: A) 3.0 B) 2.0 C) 1.5 D) 4.5
جواب: B) 2.0
حل: v = c/n = (3×10⁸)/1.5 = 2×10⁸ m/s
شارٹ کٹ: گھنے میڈیم میں رفتار کم ہوتی ہے → n سے تقسیم کریں
تصور: فزکس آپٹکس - انعطافی اشاریہ
Q3. ایک پلیٹ فارم آئینہ آئینے کے پیچھے 2m پر سیدھی تصویر بناتا ہے۔ شے کا فاصلہ ہے: A) 1m B) 2m C) 4m D) 0.5m
جواب: B) 2m
حل: مستوی آئینہ: تصویر کا فاصلہ = شے کا فاصلہ
شارٹ کٹ: مستوی آئینہ → تصویر کا فاصلہ = شے کا فاصلہ
تصور: فزکس آپٹکس - مستوی آئینے کی خصوصیات
Q4. ریلوے سگنل لینس کی طاقت +5D ہے۔ اس کی فوکل لمبائی ہے: A) 5cm B) 20cm C) 50cm D) 2cm
جواب: B) 20cm
حل: f = 1/P = 1/5 = 0.2m = 20cm
شارٹ کٹ: f(cm) = 100/P(D)
تصور: فزکس آپٹکس - لینس کی طاقت
Q5. شیشہ-پانی انٹرفیس کے لیے بحرانی زاویہ (n_glass=1.5, n_water=1.33): A) 62.5° B) 48.6° C) 41.8° D) 30.2°
جواب: A) 62.5°
حل: θc = sin⁻¹(n₂/n₁) = sin⁻¹(1.33/1.5) = sin⁻¹(0.887) = 62.5°
شارٹ کٹ: θc = sin⁻¹(ہلکا/گھنا)
تصور: فزکس آپٹکس - مکمل اندرونی انعکاس
Q6. ایک 6m لمبا الیکٹرک پول 3m سایہ بناتا ہے۔ اگر اسٹیشن کی عمارت کا سایہ 24m ہے، تو اس کی اونچائی ہے: A) 12m B) 48m C) 36m D) 24m
جواب: B) 48m
حل: مشابہ مثلثوں کا استعمال: h₁/h₂ = s₁/s₂ → 6/h = 3/24 → h = 48m
شارٹ کٹ: اونچائی ∝ سایے کی لمبائی (ایک ہی وقت)
تصور: فزکس آپٹکس - سایہ بننا اور مشابہ مثلثیں
Q7. محدب آئینہ (f=20cm) 10cm پر تصویر دکھاتا ہے جب شے ہے: A) 30cm B) 20cm C) 15cm D) 10cm
جواب: B) 20cm
حل: 1/f = 1/v + 1/u کا استعمال کرتے ہوئے f=+20cm, v=+10cm → 1/20 = 1/10 + 1/u → u = -20cm
شارٹ کٹ: محدب آئینہ: مجازی تصویر ہمیشہ شے کے قریب ہوتی ہے
تصور: فزکس آپٹکس - آئینہ فارمولا
Q8. دو پلیٹ فارم لائٹس 60m کے فاصلے پر ہیں اور دوربین سے دیکھنے پر ملا ہوا دکھائی دیتی ہیں جس کی زاویائی ریزولوشن 0.01° ہے۔ زیادہ سے زیادہ دیکھنے کا فاصلہ ہے: A) 34.4km B) 3.44km C) 344m D) 344km
جواب: A) 34.4km
حل: d = s/θ = 60/(0.01×π/180) = 60×180×7/22 = 34,363m ≈ 34.4km
شارٹ کٹ: d(km) ≈ s(m)/θ(degrees)×57.3
تصور: فزکس آپٹکس - زاویائی ریزولوشن
Q9. ایک ٹرین 440Hz کی سیٹی کے نیچے سے گزرتی ہے۔ اگر 400Hz سنائی دے، تو ٹرین کی رفتار ہے (آواز کی رفتار=340m/s): A) 34m/s B) 30.9m/s C) 27.6m/s D) 25m/s
جواب: B) 30.9m/s
حل: f’ = f(v-v₀)/v → 400 = 440(340-v)/340 → v = 340(1-400/440) = 30.9m/s
شارٹ کٹ: Δf/f ≈ v_train/v_sound (v«v_sound کے لیے)
تصور: فزکس آپٹکس - ڈاپلر اثر
Q10. گرم دن میں ریلوے ٹریک چمکدار دکھائی دیتا ہے اس کی وجہ ہے: A) انحراف B) مکمل انعکاس C) انعطاف D) مداخلت
جواب: C) انعطاف
حل: گرم ہوا کی تہوں کی کثافت مختلف ہوتی ہے → مختلف انعطافی اشاریہ → روشنی مختلف طریقے سے مڑتی ہے
شارٹ کٹ: “چمک = ہوا کی تہیں = انعطاف”
تصور: فزکس آپٹکس - فضائی انعطاف
5 پچھلے سال کے سوالات
PYQ 1. ایک لینس کی طاقت -2.5D ہے۔ لینس ہے: [RRB NTPC 2021 CBT-1]
جواب: B) فوکل لمبائی -40cm کا مقعر لینس
حل: P = 1/f → f = 1/(-2.5) = -0.4m = -40cm۔ منفی فوکل لمبائی = مقعر لینس
امتحانی ٹپ: منفی طاقت ہمیشہ مقعر/پھیلنے والے لینس کی نشاندہی کرتی ہے
PYQ 2. ایک مقعر آئینہ شے کے سائز سے دوگنی حقیقی تصویر بناتا ہے۔ اگر شے 15cm پر ہے، تو فوکل لمبائی ہے: [RRB Group D 2022]
جواب: C) 10cm
حل: m = -2 (حقیقی = منفی)، v = -2u = -30cm۔ 1/f = 1/v + 1/u = 1/(-30) + 1/(-15) = -3/30 → f = -10cm کا استعمال کرتے ہوئے
امتحانی ٹپ: علامتی کنونشن یاد رکھیں: حقیقی تصاویر میں منفی تکبیر ہوتی ہے
PYQ 3. ہیرے کے لیے بحرانی زاویہ (n=2.42) تقریباً ہے: [RRB ALP 2018]
جواب: B) 24.4°
حل: θc = sin⁻¹(1/2.42) = sin⁻¹(0.413) = 24.4°
امتحانی ٹپ: زیادہ انعطافی اشاریہ → کم بحرانی زاویہ → زیادہ چمکدار جواہرات
PYQ 4. ایک لوکوموٹو ہیڈ لائٹ 10cm فوکل لمبائی کا آئینہ استعمال کرتی ہے۔ متوازی شعاع کے لیے بلب کہاں رکھا جائے؟ [RRB JE 2019]
جواب: A) فوکس پر (10cm)
حل: متوازی منعکس شعاعوں کے لیے، شے کو مقعر آئینے کے فوکس پر رکھیں
امتحانی ٹپ: اطلاقات: ہیڈ لائٹس، سرچ لائٹس، ٹارچ → شے فوکس پر
PYQ 5. پانی کے لحاظ سے شیشے کا انعطافی اشاریہ ہے: [RPF SI 2019]
جواب: C) 1.5/1.33 = 1.13
حل: n_glass/water = n_glass/n_water = 1.5/1.33 = 1.13
امتحانی ٹپ: رشتہ دار انعطافی اشاریہ = n₁/n₂
تیز چالوں اور شارٹ کٹس
| صورت حال | شارٹ کٹ | مثال |
|---|---|---|
| تصویر کی نوعیت معلوم کرنا | “REAL VS” - حقیقی تصاویر: آئینوں کے لیے فوکس کے اندر شے ہونے پر مجازی، لینسز کے لیے فوکس کے اندر شے ہونے پر مجازی | محدب آئینہ: ہمیشہ مجازی۔ مقعر: حقیقی اگر u>f، مجازی اگر u<f |
| طاقت سے فوکل لمبائی | f(cm) = 100/P(D) | P = +4D → f = 25cm |
| بحرانی زاویہ یاد رکھنا | “زیادہ n → کم θc” | ہیرا (n=2.4) → θc≈24°, پانی (n=1.33) → θc≈49° |
| تکبیر کی علامت | “حقیقی منفی، مجازی مثبت” | m = -2 → حقیقی، الٹی، 2× سائز |
| آئینہ/لینس کے اطلاقات | “CCTV - C=مقعر، V=گاڑی کی ہیڈ لائٹس، T=دوربین، V=زہرہ” | محدب: ریار ویو، مقعر: شیونگ، ڈینٹسٹ |
عام غلطیاں جن سے بچنا ہے
| غلطی | طلباء یہ کیوں کرتے ہیں | درست طریقہ |
|---|---|---|
| علامتی کنونشن کی غلطیاں | حقیقی/مجازی سمتوں میں الجھنا | ہمیشہ استعمال کریں: روشنی → +ve، حقیقی تصاویر → -ve تکبیر |
| n = c/v بھول جانا | v = c×n کی بجائے c/n استعمال کرنا | گھنے میڈیم میں رفتار کم ہوتی ہے → v = c/n |
| زاویائی ریزولوشن کی اکائیاں | فارمولوں میں براہ راست ڈگری استعمال کرنا | ریڈین میں تبدیل کریں: θ(rad) = θ(°)×π/180 |
| آئینہ بمقابلہ لینس فارمولا | دونوں کے لیے ایک ہی فارمولا استعمال کرنا | آئینہ: 1/f = 1/v + 1/u, لینس: 1/f = 1/v - 1/u |
| بحرانی زاویہ کی شرط | n₁>n₂ کی ضرورت بھول جانا | TIR صرف اس وقت ہوتا ہے جب گھنے→ہلکے میں θ>θc پر جا رہے ہوں |
فوری نظر ثانی کے فلیش کارڈز
| سامنے (سوال/اصطلاح) | پیچھے (جواب) |
|---|---|
| سنیل کا قانون | n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂ |
| لینس میکر فارمولا | 1/f = (n-1)(1/R₁ - 1/R₂) |
| طاقت کی اکائی | ڈائی اوپٹر (D) = m⁻¹ |
| کل تکبیر | m_total = m₁ × m₂ × m₃… |
| منشور فارمولا | δ = (n-1)A (چھوٹے A کے لیے) |
| قوس قزح کی تشکیل | پانی کے قطروں میں پاشیدگی + TIR |
| ظاہری گہرائی | حقیقی گہرائی / n |
| بحرانی زاویہ فارمولا | θc = sin⁻¹(n₂/n₁) |
| آئینہ تکبیر | m = -v/u = h’/h |
| طاقت کے لحاظ سے لینس کی اقسام | +ve = مائل، -ve = متفرق |
موضوعات کے روابط
براہ راست روابط:
- لہریں: برقناطیسی لہر کے طور پر روشنی (c = fλ)
- پیمائشیں: ورنیر کیلیپرز لینس کی موٹائی ناپتے ہیں
- حرارت: ٹرین کے انجنوں سے زیرسرخ تابکاری
مشترکہ سوالات:
- آپٹکس + حرکت: حرکت کرتی ٹرینوں کے ساتھ ڈاپلر اثر
- آپٹکس + توانائی: فوٹو وولٹائک اثر استعمال کرتے ہوئے شمسی پینل
- آپٹکس + بجلی: ریلوے سگنلنگ میں ایل ای ڈی سگنلز
بنیاد:
- جدید فزکس: ضیائی برقی اثر، لیزرز
- الیکٹرانکس: مواصلات میں آپٹیکل فائبرز
- فوٹوگرافی: نگرانی کے لیے کیمرہ آپٹکس