एनसीईआरटी कक्षा 10 विज्ञान अध्याय 10 - प्रकाश परावर्तन और अपवर्तन संशोधन नोट्स

प्रकाश ऊर्जा का एक रूप है, जो हमें दृष्टि की शक्ति देता है।
इस अध्याय में हम प्रकाश के गुण का उपयोग करके परावर्तन और अपवर्तन की घटनाओं का अध्ययन करेंगे अर्थात सीधी रेखा का प्रसार (प्रकाश तरंग एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक, एक सीधी रेखा के साथ यात्रा करती है)।
प्रकाश की किरण : यह प्रकाश की गति की दिशा में एक रेखा है।
प्रकाश पुंज : यह प्रकाश की किरणों का गुच्छा है।
समानांतर किरण: सभी किरणें समानांतर होती हैं।
प्रकाश का परावर्तन
जब प्रकाश को अत्यधिक पॉलिश की गई सतह, जैसे दर्पण पर गिरने दिया जाता है, तो अधिकांश प्रकाश परावर्तित हो जाता है।
परावर्तन के नियम
1. आपतन कोण हमेशा परावर्तन कोण के बराबर होता है।


2. आपतित किरण, परावर्तित किरण और परावर्तक सतह से आपतन बिंदु पर अभिलंब एक ही तल में होते हैं।
समतल दर्पण द्वारा निर्मित प्रतिबिम्ब (समतल परावर्तक पृष्ठ)

1. आभासी (काल्पनिक) एवं सीधा : वह प्रतिबिम्ब जो परदे पर नहीं बनता।
वास्तविक छवियों को स्क्रीन पर रिकॉर्ड किया जा सकता है।
2. पार्श्व रूप से उल्टा (वस्तु का बाईं ओर छवि के दाईं ओर दिखाई देता है)
3. छवि का आकार वस्तु के आकार के बराबर है।
4. बनने वाला प्रतिबिम्ब दर्पण के उतना ही पीछे होता है, जितना कि वस्तु उसके सामने होती है।
गोलाकार दर्पणों द्वारा प्रकाश का परावर्तन
जिन दर्पणों का परावर्तक पृष्ठ गोलाकार रूप से अंदर या बाहर की ओर घुमावदार होता है, गोलीय दर्पण कहलाते हैं।
उदाहरण के लिए - चम्मच  शाइनिंग स्पून की घुमावदार सतह को घुमावदार दर्पण माना जा सकता है।

यदि यह अंदर की ओर घुमावदार है  तो अवतल दर्पण के रूप में कार्य करें
यदि यह बाहर की ओर घुमावदार है तो   उत्तल दर्पण के रूप में कार्य करें।
गोलाकार दर्पण से संबंधित कुछ बुनियादी शब्द

1. मुख्य अक्ष : गोलीय दर्पण के ध्रुव और वक्रता केंद्र को मिलाने वाली रेखा।
2. ध्रुव: परावर्तक गोलाकार सतह का ज्यामितीय केंद्रीय बिंदु। (एपर्चर), (पी) द्वारा निरूपित।
3. एपर्चर: गोलाकार सतह को प्रतिबिंबित करने की चौड़ाई।
4. वक्रता केंद्र : कांच के खोखले गोले का केंद्र, जिसका गोलाकार दर्पण एक भाग होता है, वक्रता केंद्र कहलाता है।
5. वक्रता त्रिज्या : ध्रुव और वक्रता केंद्र के बीच की दूरी। यानी
   पीसी = आर या खोखले गोले की त्रिज्या जिसका दर्पण एक हिस्सा है।
6. फोकस बिंदु: मुख्य अक्ष पर वह बिंदु, जहां परावर्तन के बाद सभी समानांतर किरणें मिलती हैं, प्रधान फोकस या फोकस कहलाता है। इसे 'F' अक्षर से दर्शाया जाता है।
7. फोकल लंबाई: ध्रुव और फोकस बिंदु के बीच की दूरी यानी पीएफ = f
8. फोकस दूरी और वक्रता त्रिज्या के बीच संबंध। 

गोलाकार दर्पण द्वारा प्रतिबिम्ब बनाना
इससे पहले कि हम प्रतिबिम्ब या किरण आरेख का निर्माण सीखें, आइए कुछ युक्तियों पर ध्यान दें
(ए) याद रखें, प्रकाश की एक किरण जो सिद्धांत अक्ष के समानांतर होती है, हमेशा फोकस से गुजरती है (फोकस पर मिलती है) या इसके विपरीत .

(बी) प्रकाश की एक किरण जो वक्रता केंद्र से गुजरती है (इसे गोलाकार दर्पण पर आपतन बिंदु पर सामान्य के रूप में भी जाना जाता है) परावर्तन के बाद अपना रास्ता वापस ले लेगी।

(c) ध्रुव पर पड़ने वाली प्रकाश की किरण मुख्य अक्ष के दूसरी ओर उसी कोण पर परावर्तित होती है।

नोट: प्रकाश की एक किरण परावर्तक गोलाकार सतह के वक्रता केंद्र से होकर गुजरती है जो हमेशा आपतन बिंदु पर सामान्य की तरह कार्य करती है। यदि हम अभिलंब जानते हैं तो हम आपतन कोण और परावर्तन कोण बना सकते हैं
 
नोट 1 : प्रतिबिम्ब तभी बनेगा जब दो या दो से अधिक किरणें एक बिंदु पर मिलें। वस्तु की विभिन्न स्थिति के लिए अवतल दर्पण द्वारा प्रतिबिम्ब का निर्माण।
एनसीईआरटी की किताबों में दिए गए रे डायग्राम का भी पालन करना अच्छा है।
अवतल दर्पण द्वारा प्रतिबिम्ब का
 



निर्माण उत्तल दर्पण द्वारा प्रतिबिम्ब का निर्माण अवतल दर्पण के उपयोग 1 टॉर्च, सर्च लाइट तथा वाहन की हेडलाइट में प्रयुक्त। 2. शेविंग मिरर के रूप में चेहरे की बड़ी छवि देखने के लिए प्रयुक्त 3. दांतों की बड़ी छवियों को देखने के लिए दंत चिकित्सक द्वारा प्रयुक्त 4. सौर भट्टियों में सूर्य के प्रकाश (गर्मी) को केंद्रित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला बड़ा अवतल दर्पण। उत्तल दर्पण का उपयोग वाहनों में रियर-व्यू मिरर के रूप में किया जाता है क्योंकि यह सीधा प्रतिबिम्ब देता है। यह ड्राइवर को बड़े क्षेत्र को देखने में भी मदद करता है।

  

  


गोलाकार दर्पण द्वारा परावर्तन के लिए कन्वेंशन पर हस्ताक्षर करें

1. वस्तु को हमेशा दर्पण के बाईं ओर रखा जाता है।
2. सभी दूरी पोल (पी) से मापी जानी चाहिए; मुख्य अक्ष के समानांतर।
3. 'P' को मूल के रूप में लें। दूरियों को मापा

मूल के दाईं ओर (+x-अक्ष) को धनात्मक लिया जाता
है मूल के बाएँ (-x-अक्ष) को ऋणात्मक ले जाया जाता
है और मुख्य अक्ष के ऊपर और ऊपर (+y-अक्ष) को
मुख्य अक्ष के नीचे और नीचे धनात्मक लंबवत लिया जाता है (-y -एक्सिस) नकारात्मक

मिरर फॉर्मूला लिया जाता है

f   और ध्रुव के बीच की दूरी
v  ध्रुव  से छवि की दूरी
u  ध्रुव R   से वस्तु की  दूरी वक्रता केंद्र और ध्रुव के बीच की दूरी। जहाँ  आवर्धन इसे छवि की ऊँचाई और वस्तु की ऊँचाई के अनुपात के रूप में व्यक्त किया जाता है।  1 और 2 समीकरण से  जब   सिद्धांत अक्ष से छवि की ऊंचाई।  सिद्धांत अक्ष से वस्तु की ऊंचाई गोलाकार दर्पण के लिए संकेत परंपरा को याद रखने के लिए कुछ सुझाव

	एफ	तुम	वी
नतोदर	-ve(असली)	-ve(असली)	-ve(असली) +ve(आभासी)
उत्तल	+वी	+वी	+वी

h - हमेशा +ve
h´ है - वर्चुअल के लिए +ve है, रियल के लिए -ve है।
प्रकाश का अपवर्तन प्रकाश
का अपवर्तन पारदर्शी माध्यम में होता है जब प्रकाश एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाता है तो अपवर्तन होता है।
प्रकाश की किरण जब एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाती है तो मुड़ जाती है। एक पारदर्शी माध्यम से दूसरे माध्यम में प्रवेश करने पर प्रकाश की गति में परिवर्तन के कारण अपवर्तन होता है।
प्रकाश की गति कम हो जाती है  क्योंकि प्रकाश की किरण विरल माध्यम से सघन माध्यम तक जाती है।

अपवर्तन के कारण कुछ सामान्य रूप से देखी जाने वाली घटनाएँ

• आपकी आंखें।
• इंद्रधनुष।
• एक गिलास पानी में प्रकाश झुकना।
• चश्मा।
• कैमरा लेंस।
• पानी में वस्तु का विस्थापन।
• दूरबीन..

एक आयताकार ग्लास स्लैब के माध्यम से अपवर्तन

जब प्रकाश की एक घटना किरण AO एक विरल माध्यम (वायु) से बिंदु पर एडेंसर माध्यम (कांच) तक जाती है। O इंटरफ़ेस KL पर, यह सामान्य की ओर झुक जाएगा। ptO1 पर, इंटरफ़ेस NM पर प्रकाश किरण सघन माध्यम (कांच) से विरल माध्यम (वायु) में प्रवेश करती है, यहाँ प्रकाश किरण सामान्य OO1 से दूर झुक जाएगी, एक अपवर्तित किरण है O B एक उभरती हुई किरण है। यदि आपतित किरण को C तक बढ़ाया जाता है, तो हम देखेंगे कि निर्गत किरण O1B I आपतित किरण के समानांतर है। अपवर्तन के बाद किरण पार्श्व रूप से थोड़ी विस्थापित हो जाएगी।
नोट: जब प्रकाश की किरण सामान्य रूप से दो माध्यमों के इंटरफेस पर आपतित होती है तो वह बिना किसी विचलन के सीधी जाएगी।
प्रकाश के अपवर्तन के नियम
आपतित किरण, अपवर्तित किरण और आपतन बिंदु पर दो पारदर्शी माध्यमों के अंतरापृष्ठ के अभिलम्ब, सभी एक ही तल में होते हैं।

• आपतन कोण की ज्या का अपवर्तन कोण की ज्या से अनुपात एक स्थिरांक है अर्थात
  

दिए गए रंग और माध्यम के युग्म के लिए, इस नियम को स्नेल का नियम
स्थिरांक n  के रूप में भी जाना जाता है जो किसी दिए गए माध्यम के लिए अपवर्तनांक है। यह पहले माध्यम के सापेक्ष दूसरे माध्यम का अपवर्तनांक है।

अपवर्तनांक
हवा के संबंध में कांच का अपवर्तनांक हवा में प्रकाश की गति और कांच में प्रकाश की गति के अनुपात से दिया जाता है। c  निर्वात में प्रकाश की गति =   वायु में प्रकाश की गति निर्वात की तुलना में थोड़ी कम होती है। कांच के संबंध में वायु का अपवर्तनांक किसके द्वारा दिया जाता है?

पानी का अपवर्तनांक  पानी का  अपवर्तनांक गोलाकार लेंस एक पारदर्शी सामग्री जो दो सतहों से बंधी होती है, जिनमें से एक या दोनों सतह गोलाकार होती है, एक लेंस बनाती है। उत्तल लेंस अवतल लेंस 1. बाहर की ओर उभड़ा हुआ 1. अंदर की ओर उभड़ा हुआ। 2. अभिसारी लेंस। 2. अपसारी लेंस। अवतल लेंस एक लेंस जो दो गोलाकार सतहों से घिरा होता है, अंदर की ओर घुमावदार होता है, इसे डबल अवतल लेंस (या केवल अवतल लेंस) के रूप में जाना जाता है, इसे अपसारी लेंस के रूप में भी जाना जाता है क्योंकि यह प्रकाश का विचलन करता है। गोलाकार लेंस से संबंधित कुछ बुनियादी शर्तें

 






1. वक्रता केंद्र : एक लेंस, या तो उत्तल लेंस या अवतल लेंस दो गोलाकार सतहों का संयोजन होता है। इनमें से प्रत्येक सतह गोले का हिस्सा बनाती है। इन दो गोले के केंद्र को वक्रता केंद्र कहा जाता है जिसे C1 और C2 द्वारा दर्शाया जाता है।
2. मुख्य अक्ष : वक्रता के दो केंद्रों से गुजरने वाली काल्पनिक सीधी रेखा

3. प्रकाशिक केंद्र : लेंस का केंद्रीय बिंदु इसका प्रकाशिक केंद्र (O) होता है। प्रकाश की एक किरण जब 'O' से गुजरती है तो वह अविचलित रहती है अर्थात सीधी जाती है।
4. छिद्र : गोलाकार लेंस की वृत्ताकार रूपरेखा का प्रभावी व्यास।
5. लेंस का फोकस: मुख्य अक्ष के समानांतर प्रकाश की किरण,
1 से अपवर्तन के बाद, उत्तल लेंस, मुख्य अक्ष पर बिंदु पर अभिसरण करता है, जिसे F द्वारा दर्शाया जाता है, जिसे मुख्य फोकस के रूप में जाना जाता है

2. अवतल लेंस, एक बिंदु से विचलन करता प्रतीत होता है मुख्य धुरी जिसे मुख्य फोकस के रूप में जाना जाता है।

OF2 और OF1 की दूरी को फोकल लेंथ कहा जाता
है Drawaomg Ray Diagram के लिए टिप्स

1. अपवर्तन के बाद, मुख्य अक्ष के समानांतर एक किरण F से होकर गुजरेगी।
2. एक किरण F से होकर गुजरती है, अपवर्तन के बाद मुख्य अक्ष के समानांतर निकलेगी
   

वस्तु की विभिन्न स्थिति के लिए उत्तल लेंस
  

 
द्वारा छवि निर्माण अवतल लेंस द्वारा छवि निर्माण


गोलाकार लेंस द्वारा अपवर्तन के लिए साइन कन्वेंशन
गोलाकार दर्पण के समान, केवल अंतर यह है कि सभी विषय माप ऑप्टिकल केंद्र 'O'

लेंस सूत्र

आवर्धन
से बने होते हैं। छवि की ऊंचाई और वस्तु की ऊंचाई के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।
यह 'u' और 'v' से भी संबंधित है समीकरण (1) और (2) से यदि आवर्धन m> 1 है, तो छवि आवर्धित है m = 1, छवि समान आकार m <1 की है, छवि कम हो गई है कुछ सुझाव गोलाकार लेंस के लिए साइन कन्वेंशन याद रखें

एफ	तुम	वी
नतोदर	-वे	-वे	-ve (आभासी छवि हमेशा)
उत्तल	+वी	-वे	+ve(असली) -ve(आभासी)

h हमेशा
रियल के लिए +ve h´ -ve होता है और वर्चुअल और इरेक्ट के लिए +ve होता है।
लेंस की शक्ति लेंस
द्वारा प्राप्त प्रकाश किरण के अभिसरण या विचलन की डिग्री को लेंस की शक्ति के रूप में जाना जाता है।
इसे P द्वारा निरूपित इसकी फोकस दूरी के व्युत्क्रम के रूप में परिभाषित किया गया है।
यदि F मीटर में दिया गया है, तो यदि F सेमी में दिया गया है, तो लेंस की शक्ति की SI इकाई "डायोप्टर" है जिसे 'D' I डायोप्टर या आईडी  द्वारा दर्शाया गया है।  यह लेंस की शक्ति है जिसकी फोकस दूरी I m है, उत्तल लेंस या अपसारी लेंस की शक्ति सदैव ऋणात्मक होती है यदि किसी प्रकाशिक यंत्र में बहुत से लेंस हैं, तो शुद्ध शक्ति होगी