प्रकाश और प्रकाशिकी (भौतिक विज्ञान) (Part-VII)

Total Questions: 62

31. ब्राजील में 10.0 m आकार का स्टैलेक्टाइट पाया गया। यदि इस स्टैलेक्टाइट को अवतल दर्पण से 20.0m की दूरी पर रखा जाता है, और 30.0 m आकार का वास्तविक प्रतिबिम्ब बनता है, तो दर्पण का मुख्य फोकस ___ पर होगा। [RRC Group D 26/09/2022 (Morning)]

Correct Answer: (a) - 30.0 m
Solution:

m = hᵢ/h₀ = -v/u => 30/10 = -v/-20

v = 60 m

1/f = 1/v + 1/u => 1/f = 1/60 + 1/-20

1/f = 1-3/60 => f = -30 m

32. - 2.5 D की शक्ति वाले लेंस के सामने 20 सेमी की दूरी पर 6 सेमी ऊँची सुई रखी जाती है। सुई की प्रतिबिंब की ऊँचाई कितनी होगी? [RRC Group D 26/09/2022 (Morning)]

Correct Answer: (a) 4 सेमी
Solution:

(अवतल लेंस)। वस्तु का आकार (h₁) = 6 सेमी, वस्तु की दूरी (u) = -20 सेमी।

लेंस की शक्ति P = 1/f ⇒ -2.5 = 1/f

⇒ f = -0.4 मी. = -40 सेमी

लेंस सूत्र द्वारा, 1/f = 1/v - 1/u ⇒ 1/v = 1/f + 1/u ⇒ 1/v = -1/40 + -1/20 = v = -13.33 सेमी.

प्रतिबिम्ब का आवर्धन (m) = h₂/h₁ = v/u

जहाँ f = फोकस दूरी, u = वस्तु से दूरी, v = प्रतिबिम्ब से दूरी, h₁ = वस्तु की ऊचाई h₂ = प्रतिबिम्ब की ऊचाई।

⇒ h₂ = -13.33/-20 × 6 = 4 सेमी।

33. यदि प्रकाश, वायु से किसी माध्यम A में प्रवेश करता है, जिसका अपवर्तनांक 1.33 है, तो माध्यम A में प्रकाश की चाल क्या होगी? [RRC Group D 26/09/2022 (Evening)]

Correct Answer: (c) 2.26 × 10⁸ m/s
Solution:

μ = c/v = वायु में प्रकाश की चाल / माध्यम में प्रकाश की चाल

⇒ μv = c

⇒ v = c/μ = (3 × 10⁸ m/s) / 1.33 = 2.26 × 10⁸ m/s.

34. एक प्रकाश किरण वायु माध्यम से जल माध्यम (अपवर्तनांक = 1.3) में प्रवेश करती है जहां आपतन कोण x अंश और अपवर्तन कोण y अंश है। अनुपात ((sin y)/(sin x)) का मान निम्नांकित में से कितना होगा? [RRC Group D 26/09/2022 (Evening)]

Correct Answer: (b) 1/1.3
Solution:

अपवर्तनांक = sin i / sin r

1.3 = sin i / sin r = sin x / sin y (क्योंकि i = x और y = r)

sin y / sin x = 1 / 1.3

35. 10 cm व्यास का एक सिक्का, f फोकस दूरी के एक अवतल दर्पण के ध्रुव से 3.5f की दूरी पर रखा गया है। प्रतिबिंब का रैखिक आवर्धन और व्यास ज्ञात कीजिए। [RRC Group D 27/09/2022 (Morning)]

Correct Answer: (a) क्रमशः 2/5 और 4 cm
Solution:

दिया गया है, वस्तु की ऊँचाई (h) = 10 सेमी, प्रतिबिम्ब की ऊँचाई (h') = ?, प्रतिबिम्ब की दूरी (v) = ?, वस्तु की दूरी (u) = -3.5f, फोकस दूरी (f) = -f |
आवर्धन (m) = -v/u = h'/h और
दर्पण का सूत्र, 1/f = 1/v + 1/u,

दर्पण सूत्र लगाने पर, 1/-f = 1/v + 1/-3.5f

⇒ 1/v = 1/-f + 1/3.5f ⇒ 1/v = 1/f - 2/7f

⇒ 1/v = -5/7f ⇒ v = -7f/5

⇒ -7f/5 / -3.5f = h'/10

⇒ h' = - 4 cm (ऋणात्मक चिह्न दर्शाता है कि प्रतिबिंब उल्टा बनेगा).

आवर्धन (m) = h'/h

⇒ m = -4/10 ⇒ m = -2/5 (ऋणात्मक चिह्न दर्शाता है कि दर्पण अवतल है).

36. फ्लिंट कांच का अपवर्तनांक 1.56 है। कांच-वायु अंतरापृष्ठ के लिए क्रांतिक कोण ((I_c)) को Sin (I_c) के रूप में भी व्यक्त किया जा सकता है, जो ______ के बराबर होता है। [RRC Group D 27/09/2022 (Afternoon)]

Correct Answer: (a) 0.64
Solution:

क्रांतिक कोण (= 1\अपवर्तनांक

= 1\1.56= 0.64)

माध्यम में प्रकाश की गति और निर्वात में गति के बीच का अनुपात अपवर्तनांक (µ या n) है।

37. 6 cm व्यास के एक बर्फ के गोले को एक अवतल दर्पण के सामने 30 cm की दूरी पर रखा जाता है, और इसका मुख्य फोकस वस्तु की दूरी के दोगुने के बराबर है। नई कार्तीय चिह्न परिपाटी का पालन करते हुए, प्रतिबिंब का व्यास ज्ञात कीजिए। [RRC Group D 27/09/2022 (Afternoon)]

Correct Answer: (b) 12 cm
Solution:

दिया गया है, f (फोकस दूरी) = - 60 सेमी , v (प्रतिबिंब दूरी) = ?, u (वस्तु दूरी) = - 30 सेमी।

दर्पण सूत्र → 1/f = 1/v + 1/u

⇒ 1/-60 = 1/v + 1/-30 (दिया गया है, f = 2u)

⇒ 1/v = 1/60 ⇒ v = 60 cm,

hᵢ/h₀ = -v/u ⇒ hᵢ/6 = -60/-30

⇒ hᵢ = 12 सेमी, जहाँ hᵢ = प्रतिबिम्ब की ऊँचाई (प्रतिबिम्ब का व्यास) और h₀ = वस्तु की ऊँचाई (वस्तु का व्यास)।

38. मान लीजिए कि राम फोकस दूरी (f) वाले अवतल दर्पण के सामने विभिन्न दूरियों (u) पर एक गेंद रखता है, और संगत प्रतिबिंब दूरियों (v) को मापता है। और के मानों का उपयोग करके, राम ने 1/v और 1/u के बीच ग्राफ खींचा। ग्राफ से, राम ने पाया कि x और y अंतः खंड क्रमशः 0.1 cm और 0.11 cm हैं। दर्पण की फोकस दूरी ज्ञात कीजिए। [RRC Group D 27/09/2022 (Evening)]

Correct Answer: (c) 9.09 cm
Solution:राम के अवलोकन के आधार पर, हम अवतल दर्पण की फोकस दूरी की गणना करने के लिए दर्पण सूत्र का उपयोग कर सकते हैं। दर्पण सूत्र है: (1/f=1/u+1/v) (जहां f = दर्पण की फोकस दूरी, u = वस्तु से दूरी, और v = प्रतिबिम्ब से दूरी) हम जानते हैं कि राम द्वारा आलेखित ग्राफ 1/v विपरीत है 1/u का, उपरोक्त समीकरण को पुनर्व्यवस्थित करने पर, हमें (1/v = -1/u + 1/f) प्राप्त होता है, इसकी तुलना y = mx + c से करते हैं

(m = -1) और (c = 1/f = 0.11) (दिया गया है) (f = 9.09) सेमी

39. आयरलैंड की लेविधान दूरबीन (Leviathan telescope) में 3.0m फोकस दूरी वाले अवतल दर्पण का उपयोग किया गया है। यदि इससे 4.0m की दूरी पर, किसी वस्तु का 80 cm ऊंचा प्रतिबिंब बनता है, तो वस्तु की ऊंचाई, वस्तु की दूरी और आवर्धन ज्ञात कीजिए (वस्तु को दर्पण के सामने रखा गया है)। [RRC Group D 27/09/2022 (Evening)]

Correct Answer: (a) क्रमश: 2.4 m, 12 m और 1/3
Solution:

दिया गया है, फोकस दूरी = - 3m, प्रतिबिम्ब से दूरी Vi = -4m, माना वस्तु से दूरी Vo = U

दर्पण सूत्र, 1/F = 1/Vi + 1/Vo

⇒ 1/-3 = 1/-4 + 1/U

⇒ 1/U = -1/12 = u = -12 मी.

आवर्धन (m) = -V/U = -(-4)/-12 = -1/3

वस्तु की ऊँचाई = hi/ho = Vi/Vo

⇒ -0.8/ho = -4/-12 = ho = 2.4 मीटर

40. एक अवतल दर्पण, पर्दे पर किसी वस्तु के आकार के तीन गुने आकार का वास्तविक प्रतिबिंब निर्मित करता है। फिर प्रतिबिंब का आकार, वस्तु के आकार के छह गुने के बराबर होने तक वस्तु और पर्दे को खिसकाया जाता है। यदि पर्दे का विस्थापन (shift) 39 cm है, तो दर्पण की फोकस दूरी ज्ञात कीजिए। [RRC Group D 28/09/2022 (Morning)]

Correct Answer: (c) 13 cm
Solution:

दिया गया है, आवर्धन वस्तु के आकार का 3 गुना है, m = v/u

दर्पण सूत्र 1/f = 1/v + 1/u , दोनों पक्षों को v से गुणा करने पर,

v/f = v/u + 1 = v/u = v/f - 1 = m = v/f - 1 ⇒ 3 = v/f - 1

= 4f = v --------(1)

जब स्क्रीन को 39 सेमी स्थानांतरित किया जाता है, v₁ = v + 39, m₁ = 6

= m₁ = v₁/f - 1 ⇒ 6 = (v + 39)/f - 1

7f = v + 39 --------(2)

1 और 2 को बराबर करने पर,

7f = 4f + 39 ⇒ 3f = 39 ⇒ f = 13 सेमी