विज्ञान कक्षा 10 के लिए अभ्यास प्रश्न "परावर्तन और अपवर्तन"

बहुविकल्पीय प्रश्न (एमसीक्यू):

1. बी) आपतन कोण - आपतित किरण और आपतन बिंदु पर अभिलंब के बीच का कोण।
2. C)  परावर्तन का नियम - यह नियम बताता है कि आपतन कोण परावर्तन कोण के बराबर होता है।
3. B)  यह अभिलम्ब से दूर झुक जाता है - जब प्रकाश सघन माध्यम से विरल माध्यम में जाता है।
4. बी) अपवर्तन - एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाते समय प्रकाश का मुड़ना।
5. बी) अवतल दर्पण - एक दर्पण जो अंदर की ओर मुड़ा होता है।
6. बी) आभासी और सीधा - समतल दर्पण द्वारा निर्मित छवि की विशेषताएँ।
7. A)  निर्वात में प्रकाश की गति/माध्यम में प्रकाश की गति - अपवर्तनांक का सूत्र।
8. सी) फैलाव - श्वेत प्रकाश का उसके स्पेक्ट्रम में विभाजित होना।
9. बी) उत्तल लेंस - प्रकाश किरणों को एक केन्द्र बिन्दु पर अभिसरित करता है।
10. A)  वक्रता त्रिज्या का आधा - गोलाकार दर्पण के लिए, फोकस दूरी (f) वक्रता त्रिज्या (R) का आधा होती है, f = R/2.
11. A)  डायोप्टर - लेंस की शक्ति मापने की इकाई।
12. B)  इसकी तरंगदैर्घ्य कम हो जाती है - जब प्रकाश कांच जैसे सघन माध्यम में प्रवेश करता है, तो इसकी गति और तरंगदैर्घ्य कम हो जाती है, लेकिन आवृत्ति स्थिर रहती है।
13. बी) उत्तल - यह व्यापक दृश्य क्षेत्र प्रदान करता है, जिससे यह पश्च-दृश्य दर्पणों के लिए आदर्श है।
14. बी) फोकस - वह बिंदु जहां प्रकाश की समानांतर किरणें परावर्तन/अपवर्तन के बाद अभिसरित होती हैं या अपसारित होती प्रतीत होती हैं।
15. A)  प्रकाश सघन माध्यम से विरल माध्यम की ओर क्रांतिक कोण से अधिक कोण पर यात्रा करता है - इससे पूर्ण आंतरिक परावर्तन होता है।
16. बी) उत्तल - सरल सूक्ष्मदर्शी में छवियों को बड़ा करने के लिए उपयोग किया जाता है।
17. A) 2 × 10^8 मीटर/सेकेंड - माध्यम में प्रकाश की गति = निर्वात में गति/अपवर्तनांक = 3 × 10^8 मीटर/सेकेंड / 1.5.
18. बी) अपवर्तन - पृथ्वी के वायुमंडल में भिन्न घनत्वों के कारण, तारों से आने वाला प्रकाश अलग-अलग तरीके से अपवर्तित होता है, जिससे टिमटिमाहट होती है।
19. C)  अविचलित उत्सर्जित होता है - लेंस के प्रकाशिक केंद्र से गुजरने वाला प्रकाश विचलित नहीं होता है।
20. सी) विवर्तन - बाधाओं के चारों ओर या संकीर्ण झिरियों के माध्यम से प्रकाश का मुड़ना।

लघु उत्तरीय प्रश्न:

21. अपवर्तनांक: निर्वात में प्रकाश की गति और माध्यम में प्रकाश की गति का अनुपात।
22. अवतल दर्पण का मुख्य फोकस: वह बिंदु जहां प्रकाश की समान्तर किरणें परावर्तन के बाद अभिसरित होती हैं।
23. पेंसिल मुड़ी हुई प्रतीत होना: अपवर्तन के कारण, पेंसिल से आने वाला प्रकाश जल-वायु अंतरापृष्ठ पर मुड़ जाता है, जिससे एक आभासी छवि बनती है जो मुड़ी हुई प्रतीत होती है।
24. वास्तविक बनाम आभासी छवियाँ:

• वास्तविक: वास्तविक प्रकाश किरणों के अभिसरित होने से निर्मित स्क्रीन पर प्रक्षेपित किया जा सकता है।
• आभासी: प्रक्षेपित नहीं किया जा सकता, प्रकाश किरणों के स्पष्ट विचलन से निर्मित होता है।

25. मोटाई और फोकल लंबाई: मोटे लेंसों की फोकल लंबाई कम होती है क्योंकि वे प्रकाश को अधिक मोड़ते हैं।
26. पूर्ण आंतरिक परावर्तन: जब सघन माध्यम में यात्रा करता हुआ प्रकाश, क्रांतिक कोण से अधिक कोण पर अंतरापृष्ठ से टकराता है, तो वह पूर्णतः सघन माध्यम में वापस परावर्तित हो जाता है।
27. लेंस की शक्ति: शक्ति = 1/फोकल लंबाई मीटर में (डायोप्टर में)। कम फोकल लंबाई का मतलब है अधिक शक्ति।
28. नीला आकाश: रेले प्रकीर्णन के कारण, जहां छोटी नीली रोशनी वायुमंडलीय कणों द्वारा अधिक प्रकीर्णित होती है।
29. क्रांतिक कोण: आपतन कोण जिस पर अपवर्तित कोण 90° हो जाता है, जिसके आगे पूर्ण आंतरिक परावर्तन होता है।
30. परावर्तन नियमों का प्रदर्शन: कोणों को मापने के लिए समतल दर्पण, प्रकाश स्रोत और चाँदे का उपयोग करें; सत्यापित करें कि आपतन कोण परावर्तन कोण के बराबर है।
31. कांच से हवा में प्रकाश: यदि प्रकाश क्रांतिक कोण से कम कोण पर है तो वह अभिलम्ब से दूर मुड़ जाता है; यदि यह कोण क्रांतिक कोण से अधिक है तो वह वापस परावर्तित हो जाता है।
32. फैलाव: विभिन्न तरंगदैर्घ्यों के लिए अलग-अलग अपवर्तनांक के कारण श्वेत प्रकाश का उसके घटक रंगों में पृथक्करण।
33. वक्रता और फोकस लंबाई: अधिक वक्र दर्पणों की फोकस लंबाई कम होती है, क्योंकि वे प्रकाश किरणों को अधिक तीव्रता से अभिसरित करते हैं।
34. पश्च दृश्य के लिए उत्तल दर्पण: वे अधिक व्यापक दृश्य क्षेत्र प्रदान करते हैं, जिससे पीछे के यातायात को देखना आसान हो जाता है।
35. प्रकाशिकी में संकेत संवहन: छवि के प्रकार, स्थिति और प्रकृति को निर्धारित करने में मदद करता है; दर्पण/लेंस के बाईं ओर की दूरियां ऋणात्मक, दाईं ओर की दूरियां धनात्मक आदि होती हैं।
36. उत्तल लेंस द्वारा छवि:

• अनन्त पर वस्तु: फोकस पर प्रतिबिम्ब, वास्तविक, उल्टा, छोटा।
• 2F  से परे वस्तु: F और 2F के बीच का प्रतिबिंब, वास्तविक, उल्टा, छोटा।
• 2F  पर वस्तु: 2F पर प्रतिबिम्ब, वास्तविक, उल्टा, समान आकार।
• F  और 2F के बीच की वस्तु: 2F से परे का प्रतिबिंब, वास्तविक, उल्टा, आवर्धित।
• F  के अंदर की वस्तु: आभासी, सीधी, बढ़ी हुई।

37. ऑप्टिकल केंद्र: लेंस का केंद्रीय बिंदु जिसके माध्यम से प्रकाश किरणें बिना विचलन के गुजरती हैं।
38. अवतल दर्पण के उपयोग:

• दंत दर्पण, सौर हीटर, टॉर्च में रिफ्लेक्टर, मेकअप दर्पण।

39. हीरे की चमक: पूर्ण आंतरिक परावर्तन और फैलाव के कारण, प्रकाश कई बार फंस जाता है और परावर्तित होता है, जिससे चमक और रंग बढ़ जाता है।
40. लेंस और दृष्टि सुधार:

• उत्तल: दूरदृष्टि के लिए, प्रकाश को रेटिना पर केन्द्रित करें।
• अवतल: निकट दृष्टि दोष के लिए, फोकस दूरी बढ़ाने के लिए प्रकाश को अपसारित करें।

दीर्घ उत्तरीय प्रश्न:

41. परावर्तन के नियम:

• प्रथम नियम: आपतित किरण, अभिलम्ब तथा परावर्तित किरण सभी एक ही तल में स्थित होते हैं।
• दूसरा नियम: आपतन कोण परावर्तन कोण के बराबर होता है। [इसे दर्शाने वाला एक आरेख शामिल करें।]

42. स्नेल का नियम:

• n₁sin(θ₁) = n₂sin(θ₂), जहाँ n अपवर्तनांक है, θ कोण है। माध्यम के गुणों के आधार पर प्रकाश किस प्रकार विभिन्न कोणों पर मुड़ता है, यह दर्शाकर अपवर्तनांक से संबंधित है। [अपवर्तन के लिए एक आरेख शामिल करें।]

43. दर्पण द्वारा छवि निर्माण:

• अवतल: वस्तु की स्थिति के आधार पर वास्तविक या आभासी छवि बना सकते हैं; किरणें अभिसरित होती हैं या अपसरित होती हुई प्रतीत होती हैं। [विभिन्न स्थितियों के लिए किरण आरेख शामिल करें।]
• उत्तल: हमेशा आभासी, सीधा, छोटा प्रतिबिंब बनाता है; किरणें अपसरित होती हैं। [किरण आरेख शामिल करें।]

44. सम्पूर्ण आंतरिक परावर्तन के अनुप्रयोग:

• संचार के लिए ऑप्टिकल फाइबर, दूरबीन में प्रिज्म, फोटोग्राफी में पूर्ण परावर्तन प्रिज्म, तथा चिकित्सा में एंडोस्कोप।

45. मनुष्य की आंख:

• प्रकाश कॉर्निया द्वारा अपवर्तित होता है, फिर लेंस द्वारा जो रेटिना पर प्रकाश को केंद्रित करने के लिए आकार बदल सकता है। रेटिना से परावर्तन एक उलटी छवि बनाता है जिसे मस्तिष्क द्वारा संसाधित किया जाता है। [आंख का एक आरेख शामिल करें।]

46. वास्तविक बनाम आभासी छवियों की तुलना:

• वास्तविक: अभिसारी किरणों द्वारा निर्मित, स्क्रीन पर कैद किया जा सकता है, हमेशा उल्टा (नज़दीकी दूरी पर आवर्धक कांच को छोड़कर)।
• आभासी: अपसारी किरणों या अपसारी की उपस्थिति के कारण निर्मित, स्क्रीन पर नहीं लिया जा सकता, हमेशा सीधा रहता है।

47. लेंस और प्रकाश:

• उत्तल: प्रकाश को अभिसारीत करता है, वस्तु की स्थिति के आधार पर वास्तविक या आभासी छवि बनाता है।
• अवतल: प्रकाश को अपसारित करता है, सदैव आभासी, सीधा प्रतिबिंब बनाता है।

48. फैलाव और इंद्रधनुष:

• विभिन्न रंगों के लिए अलग-अलग अपवर्तनांक के कारण फैलाव प्रकाश को विभाजित करता है। इंद्रधनुष तब बनता है जब प्रकाश पानी की बूंदों में अपवर्तित, परावर्तित और बिखरा हुआ होता है।

49. लेंस की शक्ति:

• शक्ति = 1/f (जहाँ f मीटर में है)। अधिक शक्ति का अर्थ है छोटी फ़ोकल लंबाई, जिससे प्रकाश का झुकाव अधिक होता है।

50. फोकल लंबाई प्रयोग:

• लेंस का उपयोग करके स्क्रीन पर दूर स्थित वस्तु की स्पष्ट छवि बनाएँ। लेंस से स्क्रीन तक की दूरी फ़ोकल लंबाई है। [चित्र के साथ सेटअप समझाएँ।]

51. अपवर्तक सूचकांक और ऑप्टिकल उपकरण:

• उच्च अपवर्तनांक वाली सामग्रियां प्रकाश को अधिक मोड़ सकती हैं, जिससे डिजाइन सघन बनता है, लेकिन अधिक विचलन भी होता है।

52. कैमरे/माइक्रोस्कोप में लेंस:

• कैमरा: उत्तल लेंस प्रकाश को केन्द्रित कर फिल्म/सेंसर पर छवि बनाते हैं।
• सूक्ष्मदर्शी: छोटी वस्तुओं पर ध्यान केंद्रित करने और उन्हें बड़ा करने के लिए लेंसों के संयोजन का उपयोग करते हैं।

53. फाइबर ऑप्टिक्स में क्रांतिक कोण:

• प्रकाश को फाइबर के साथ पूरी तरह से आंतरिक रूप से परावर्तित होने के लिए क्रांतिक कोण से कम कोण पर प्रवेश करना चाहिए, जिससे न्यूनतम हानि के साथ प्रकाश संचरण संभव हो सके।

54. वायुमंडलीय अपवर्तन और तारे:

• तारों से आने वाला प्रकाश विभिन्न वायु घनत्वों से होकर अपवर्तित होता है, जिसके कारण तारे टिमटिमाते हैं या अपनी स्थिति बदलते हुए प्रतीत होते हैं।

55. मानव नेत्र छवि निर्माण:

• लेंस अपना आकार (अनुकूलन) बदलकर निकट या दूर की वस्तुओं से आने वाले प्रकाश को रेटिना पर केंद्रित करता है, जहां इसे विद्युत संकेतों में परिवर्तित कर दिया जाता है।

56. सम्पूर्ण आंतरिक परावर्तन के लिए शर्तें:

• प्रकाश को सघन माध्यम से विरल माध्यम की ओर यात्रा करनी चाहिए, तथा आपतन कोण क्रांतिक कोण से अधिक होना चाहिए।

57. दर्पण बनाम लेंस:

• दर्पण के लाभ: कोई रंगीन विपथन नहीं, उच्च प्रकाश तीव्रता को संभाल सकता है।
• नुकसान: बड़े एपर्चर के लिए भारी।
• लेंस के लाभ: कॉम्पैक्ट, प्रणालियों के लिए संयोजन में आसान।
• नुकसान: रंगीन विपथन, सामग्री के गुणों द्वारा सीमित।

58. रंगीन पथांतरण:

• प्रकाश की अलग-अलग तरंगदैर्घ्य अलग-अलग कोणों पर मुड़ती हैं, जिससे रंग फ्रिंज बनते हैं। अक्रोमैटिक लेंस (विभिन्न सामग्रियों के लेंसों का संयोजन) से इसे कम किया जा सकता है।

59. प्रिज्म और फैलाव:

• प्रिज्म का आकार त्रिभुजाकार होता है, जहां से प्रकाश प्रवेश करता है, अपवर्तित होता है

61. परावर्तन कोण: यदि आपतन कोण 30° है, तो परावर्तन के नियम के कारण परावर्तन कोण भी 30° होगा।
62. जल में अपवर्तन हेतु प्रयोग:

• एक सीधी वस्तु जैसे कि पेंसिल को पानी के गिलास में एक कोण पर रखें। बगल से देखें; अपवर्तन के कारण पेंसिल मुड़ी हुई दिखाई देगी।

63. माध्यम में प्रकाश की गति:

• माध्यम में प्रकाश की गति = निर्वात में प्रकाश की गति / अपवर्तनांक = 3 × 10^8 मी/से / 1.33 ≈ 2.26 × 10^8 मी/से ।

64. घर पर फैलाव का प्रदर्शन:

• एक संकीर्ण छेद वाले प्रिज्म या पानी के गिलास में टॉर्च की रोशनी डालें। प्रकाश एक सफ़ेद स्क्रीन या दीवार पर रंगों के स्पेक्ट्रम में फैल जाएगा।

65. लेंस की शक्ति:

• शक्ति = 1/f (मीटर में), f = 20 सेमी = 0.2 मीटर, इसलिए शक्ति = 1/0.2 = 5 डायोप्टर ।

66. कागज को प्रकाशित करने के लिए अवतल दर्पण का उपयोग:

• कागज को अवतल दर्पण के केन्द्र बिन्दु पर रखें, तथा दर्पण पर सूर्य का प्रकाश या कोई तीव्र प्रकाश स्रोत डालें, जिससे प्रकाश कागज पर केन्द्रित हो जाए, जिससे वह जलने लगे।

67. लेजर से अपवर्तक सूचकांक मापना:

• एक कांच के ब्लॉक के माध्यम से प्रकाश पथ का पता लगाने के लिए लेजर का उपयोग करें, आपतन और अपवर्तन के कोण को मापें, अपवर्तनांक की गणना करने के लिए स्नेल के नियम का उपयोग करें।

68. पेरिस्कोप डिजाइन:

• एक ट्यूब में एक दूसरे से 45° के कोण पर दो समतल दर्पणों का उपयोग करें। प्रकाश एक दर्पण से दूसरे दर्पण पर परावर्तित होता है, जिससे आप बाधाओं के पार देख सकते हैं।

69. क्रांतिक कोण और पूर्ण आंतरिक परावर्तन:

• यदि आपतन कोण 43° है, जो कि क्रांतिक कोण 42° से अधिक है, तो प्रकाश पूरी तरह से आंतरिक रूप से वापस कांच में परावर्तित हो जाएगा।

70. उत्तल लेंस से आग शुरू करना:

• एक उत्तल लेंस की सहायता से सूर्य की रोशनी को कागज़ या टिंडर के एक छोटे टुकड़े पर केन्द्रित करें। केन्द्रित प्रकाश गर्म होकर पदार्थ को जला देगा।

आलोचनात्मक चिंतन प्रश्न:

71. प्रौद्योगिकी में परावर्तन और अपवर्तन:

• छवि प्रक्षेपण, ऑप्टिकल डेटा भंडारण, सौर संकेन्द्रक, और चिकित्सा में उन्नत इमेजिंग प्रणालियों के लिए वीआर/एआर हेडसेट में उपयोग किया जाता है।

72. उच्च अपवर्तक सूचकांक सामग्री:

• यह छोटे, हल्के प्रकाशिकी की अनुमति देता है, लेकिन अधिक रंगीन और गोलाकार विपथन उत्पन्न कर सकता है, जिसके लिए जटिल सुधार की आवश्यकता होती है।

73. खगोल विज्ञान और प्रकाशिकी:

• विभिन्न माध्यमों में प्रकाश के व्यवहार को समझने से दूरबीनों को डिजाइन करने, वायुमंडलीय विकृति को ठीक करने तथा तारों के प्रकाश स्पेक्ट्रम का विश्लेषण करने में मदद मिलती है।

74. लेंस/दर्पण निर्माण में पर्यावरण संबंधी विचार:

• इसमें संसाधनों का उपयोग, रासायनिक अपशिष्ट, ऊर्जा खपत और उत्पादों का जीवन चक्र शामिल है, तथा टिकाऊ सामग्रियों और पुनर्चक्रण पर जोर दिया जाता है।

75. प्रकाशिकी और ऊर्जा दक्षता:

• लेंस या परावर्तक सतहों के साथ कुशल प्रकाश वितरण, एलईडी प्रौद्योगिकी जैसी प्रकाश प्रणालियों में ऊर्जा की बर्बादी को कम करना।

76. ऑप्टिकल निगरानी की नैतिकता:

• गोपनीयता संबंधी चिंताएं, दुरुपयोग की संभावना, पारदर्शिता और सहमति की आवश्यकता, तथा सुरक्षा और व्यक्तिगत अधिकारों के बीच संतुलन।

77. चिकित्सा में प्रकाशिकी:

• एंडोस्कोपी, लेजर सर्जरी, ओसीटी (ऑप्टिकल कोहेरेंस टोमोग्राफी) जैसी गैर-इनवेसिव डायग्नोस्टिक्स, और उन्नत माइक्रोस्कोपी तकनीकें।

78. दैनिक जीवन में परावर्तन और अपवर्तन:

• स्वयं को देखने के लिए दर्पण, चश्मों में लेंस, इंद्रधनुष, मृगतृष्णा, नीला आकाश, तथा प्रकाशीय उपकरणों में प्रिज्म का उपयोग।

79. पानी के नीचे के लिए ऑप्टिकल सिस्टम:

• चुनौतियों में पानी का उच्च अपवर्तनांक, जिसके कारण विकृति उत्पन्न होती है, उपकरणों पर दबाव का प्रभाव, तथा गन्दे वातावरण में स्पष्टता बनाए रखना शामिल है।

80. प्रकाश प्रदूषण में कमी:

• प्रकाशिकी का प्रयोग केवल वहीं करना जहां आवश्यक हो (प्रकाश ढाल, दिशात्मक प्रकाश व्यवस्था), कम चमक वाली एलईडी प्रौद्योगिकी को बढ़ावा देना, तथा आकाशीय चमक को न्यूनतम करने के लिए प्रकाश के उपयोग के बारे में शिक्षित करना।