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

Total Questions: 62

41. एक प्रकाश किरण माध्यम A से माध्यम B में गमन कर रही है। आपतित किरण अभिलंब के साथ 75° का कोण बनाती है, और अपवर्तित किरण अभिलंब के साथ 40° का कोण बनाती है। माध्यम B के सापेक्ष माध्यम A का अपवर्तनांक क्या होगा ? [RRC Group D 28/09/2022 (Morning)]

Correct Answer: (a) 0.67
Solution:

अपवर्तनांक = sin r / sin i (माध्यम A से B के सापेक्ष)

अपवर्तनांक = sin 40 / sin 75 = 0.67.

42. अपवर्तनांक 1.33 वाले जल से भरे एक 30 cm ऊंचे गिलास के तल में एक सिक्का रखा है। सिक्के की आभासी गहराई बताइए। [RRC Group D 28/09/2022 (Evening)]

Correct Answer: (d) 22.6 cm
Solution:

दिया है, वास्तविक गहराई, = 30 cm, आभासी गहराई = ? और n = 1.33

अपवर्तनांक (n) = वास्तविक गहराई / आभासी गहराई

⇒ 1.33 = 30 / आभासी गहराई

⇒ आभासी गहराई = 30 / 1.33 = 22.6 cm.

43. एक द्विक (doublet) में दो लेंस होते हैं। 20 cm फोकस दूरी वाले उत्तल लेंस और 50 cm फोकस दूरी वाले एक अवतल लेंस का उपयोग करके एक ऐसा ही द्विक बनाया गया है। इस द्विक की प्रभावी फोकस दूरी और क्षमता क्रमशः और होगी। [RRC Group D 29/09/2022 (Morning)]

Correct Answer: (b) 33.3 cm, 3D
Solution:

1/F = 1/f1 + 1/f2 ⇒ 1/F = 1/20 + (-1/50)

= 5-2 / 100 = 3/100 cm = 0.03 cm. तो,,

F effective = 1 / 0.03 = 100/3 cm = 33.3cm f₁ = 20cm = 0.2 m, f₂ = 50cm = 0.5 m P₁ = 1 / f₁ = 1 / 0.2 = 5, P₂ = 1 / f₂ = -1 / 0.5 = -2 P₁ + P₂ = 5 + (-2) = 3D. इसलिए, फोकस दूरी और क्षमता 33.3 सेमी और 3 D है।

44. वायु में कोई प्रकाश किरण अपवर्तनांक √(3/2) वाले माध्यम से वायु को पृथक करने वाले पृष्ठ पर 60° के कोण पर आपतित होती है। किरण, माध्यम में _______ के कोण पर अपवर्तित होगी। [RRC Group D 29/09/2022 (Afternoon)]

Correct Answer: (a) 45°
Solution:

दिया गया है, आपतन कोण (i) = 60°, और अपवर्तन कोण (r) = ?, पदार्थ का अपवर्तनांक (n) = √(3/2)

स्नेल का नियम लगाने पर, n = sin i / sin r

⇒ √(3/2) = sin 60° / sin r (∵ sin 60° = √3/2)

⇒ √(3/2) = √3 / 2.sin r

⇒ sin r = 1/√2 (∵ sin 45° = 1/√2)

तो, sin r = sin 45°

दोनों पक्षों की तुलना करने पर, r = 45°

45. 4 cm व्यास वाले एक सिक्के को 30 cm फोकस दूरी वाले उत्तल लेंस के सामने 45 cm की दूरी पर रखा जाता है। सिक्के के प्रतिबिम्ब का व्यास कितना होगा? [RRC Group D 29/09/2022 (Evening)]

Correct Answer: (b) 8 cm
Solution:

दिया गया है, वस्तु की ऊँचाई (h₀) = 4cm, वस्तु की दूरी (u) = - 45 cm, फोकस दूरी (f) = 30 cm.

उपयोग किया गया सूत्र, लेंस सूत्र, 1/f = 1/v - 1/u

⇒ 1/30 = 1/v - 1/-45 , v = 90 cm

आवर्धन सूत्र (m) = v/u = h2/h1

m = 90/-45 = hᵢ/h₀ = hᵢ/4

प्रतिबिम्ब की ऊँचाई (hᵢ) = - 8 cm (ऋणात्मक चिह्न दर्शाता है कि प्रतिबिम्ब वास्तविक और उल्टा है)

46. मान लीजिए कि एक उपग्रह भू-तल से 10² km ऊपर है, और इसका उपयोग वस्तुओं की उच्च रेजोल्यूशन वाली प्रतिबिंबयां लेने के लिए किया जाता है। यदि 1.0m आकार की किसी वस्तु का प्राथमिक प्रतिबिंब बनाने के लिए एक अवतल दर्पण का उपयोग किया जाता है, और यदि प्रतिबिंब का आकार 5 µm है, और यह उल्टा है, तो अवतल दर्पण का मुख्य फोकस होना चाहिए। [RRC Group D 30/09/2022 (Afternoon)]

Correct Answer: (d) - 0.5 m
Solution:

दिया गया है, u = -10² km or -10⁵ m, hᵢ = 5 μm or 5 × 10⁻⁶ m, h₀ = 1m आवर्धन, m = hᵢ/h₀ = -v/u

⇒ -v/-10⁵ = -5 × 10⁻⁶ / 1

⇒ v = (-5 × 10⁻⁶ × 10⁵) / 1 = -5 × 10⁻¹ / 1

= -0.5 m

यहाँ, वस्तु की दूरी >> प्रतिबिम्ब की दूरी, हम कह सकते हैं कि वस्तु प्रतिबिम्ब के सापेक्ष अनंत पर थी। तो, ऐसी स्थिति में प्रतिबिम्ब फोकस पर बनेगा।

अतः, फोकस दूरी = प्रतिबिम्ब दूरी = -0.5 m ।

47. हीरे का अपवर्तनांक 2.42 होता है। तों, हीरे में प्रकाश की चाल ज्ञात कीजिए । [RRC Group D 06/10/2022 (Evening)]

Correct Answer: (b) 1.24 × 10⁸ m/s
Solution:हम जानते हैं कि अपवर्तनांक (n) = c/v = (निर्वात में प्रकाश की गति)/(हीरे में प्रकाश की गति)
⇒ 2.42 = (3 × 10⁸) / v
⇒ v = 1.24 × 10⁸ m/s |

48. मान लीजिए कि रघु फोकस दूरी (f) वाले अवतल दर्पण के सामने विभिन्न दूरियों (u) पर एक वस्तु रखता है, और उसने संगत प्रतिबिंब दूरी (v) को मापा है। ऐसे प्रयोग से, रघु ने u और 1/ आवर्धन यानि 1/m के बीच ग्राफ खींचा। उपरोक्त जानकारी के आधार पर निम्न में से कौन सा विकल्प सत्य है ? [RRC Group D 06/10/2022 (Evening)]

Correct Answer: (d) यह एक सीधी रेखा है, जिसकी प्रवणता +f है, x-अंतः खंड - 1 है, और y अंतः खंड +f है
Solution:अवतल दर्पण में जब वस्तु की दूरी फोकस दूरी से कम होती है तो आवर्धन एक से अधिक होता है। जब हम वस्तु को वक्रता के केंद्र पर रखते हैं, तो आवर्धन 1 होगा। जब हम दर्पण से दूर जाते हैं, तो आवर्धन 1 से कम होगा।

49. राम के पास - 6.5D क्षमता का संशोधक लेंस है। लेंस की फोकस दूरी है: [RRC Group D 07/10/2022 (Evening)]

Correct Answer: (d) - 15.38 cm
Solution:

लेंस की क्षमता को मीटर में इसकी फोकस दूरी के व्युत्क्रम के रूप में परिभाषित किया गया है।

तब P = 1/f

⇒ f = 1/D = 1/-6.5 = -0.1538 meters = -0.1538 × 100 = -15.38 cm

50. यदि एक लेंस की फोकस दूरी 25 cm है, तो उस लेंस की क्षमता क्या होगी? [RRB NTPC CBT-1(10/02/2021) Evening]

Correct Answer: (a) 4D
Solution:

लेंस की शक्ति (डायोप्टर) = 1 / फोकस लंबाई (f)

F = 25 cm = 0.25m.

D = 1 / 0.25m = 4D.