NCERT Solutions for Class 10 Science Chapter 10 - In Hindi

अभ्यास

1. निम्न में से कौन-सा पदार्थ लेंस बनाने के लिए प्रयुक्त नहीं किया जा सकता है?

(a) जल

(b) काँच

(c) प्लास्टिक

(d) मिट्टी

उत्तर: (d) मिट्टी।

2. किसी बिंब का अवतल दर्पण द्वारा बना प्रतिबिंब आभासी, सीधा तथा बिंब से बड़ा पाया गया। वस्तु की स्थिति कहाँ होनी चाहिए?

(a) मुख्य फोकस तथा वक्रता केंद्र के बीच

(b) वक्रता केंद्र पर

(c) वक्रता केंद्र से परे

(d) दर्पण के ध्रुव तथा मुख्य फोकस के बीच

उत्तर: (d) दर्पण के ध्रुव तथा मुख्य फोकस के बीच।

3. किसी बिंब का वास्तविक तथा समान साइज़ का प्रतिबिंब प्राप्त करने के लिए बिंब को उत्तल लेंस के सामने कहाँ रखें?

(a) लेंस के मुख्य फोकस पर

(b) फोकस दूरी की दोगुनी दूरी पर

(c) अनंत पर ।

(d) लेंस के प्रकाशिक केंद्र तथा मुख्य फोकस के बीच

उत्तर: (b) फोकस दूरी की दोगुनी दूरी पर।

4. किसी गोलीय दर्पण तथा किसी पतले गोलीय लेंस दोनों की फोकस दूरियाँ -15cm हैं। दर्पण तथा लेंस संभवतः हैं-

(a) दोनों अवतल

(b) दोनों उत्तल

(c) दर्पण अवतल तथा लेंस उत्तल

(d) दर्पण उत्तल तथा लेंस अवतल

उत्तर: (a) दोनों अवतल।

5. किसी दर्पण से आप चाहे कितनी ही दूरी पर खड़े हों, आपका प्रतिबिंब सदैव सीधा प्रतीत होता है। संभवतः दर्पण है-

(a) केवल समतल

(b) केवल अवतल

(c) केवल उत्तल ।

(d) या तो समतल अथवा उत्तल

उत्तर: (d) या तो समतल अथवा उत्तल।

6. किसी शब्दकोश में पाए गए छोटे अक्षरों को पढ़ते समय आप निम्न में से कौन-सा लेंस पसंद करेंगे?

(a) 50 cm फोकस दूरी का एक उत्तल लेंस

(b) 50 cm फोकस दूरी का एक अवतल लेंस

(c) 5 cm फोकस दूरी का एक उत्तल लेंस

(d) 5 cm फोकस दूरी का एक अवतल लेंस

उत्तर: (c) 5 cm फोकस दूरी का एक उत्तल लेंस।

7. 15 cm फोकस  दूरी के एक अवतल दर्पण का उपयोग करके हम किसी बिंब का सीधा प्रतिबिंब बनाना चाहते हैं। बिंब का दर्पण से दूरी का परिसर (range) क्या होना चाहिए? प्रतिबिंब की प्रकृति कैसी है? प्रतिबिंब बिंब से बड़ा है अथवा छोटा? इस स्थिति में प्रतिबिंब बनने का एक किरण आरेख बनाइए।

उत्तर: बिंब का दर्पण से दूरी का परिसर 0 cm से 15 cm के बीच होना चाहिए, क्योंकि जब बिंब दर्पण के ध्रुव P तथा मुख्य फोकस F के बीच स्थित होता है, तभी उसका सीधा प्रतिबिंब बनता है।

किरण आरेख-

प्रतिबिंब की प्रकृति- आभासी तथा सीधा, प्रतिबिंब का साइज़ बिंब से बड़ा है।

8. निम्न स्थितियों में प्रयुक्त दर्पण का प्रकार बताइए-

अपने उत्तर की कारण सहित पुष्टि कीजिए।

(a) किसी कार का अग्र-दीप (हैड-लाइट)

उत्तर:

कार की हैडलाइटों में अवतल दर्पण का प्रयोग किया जाता है। बल्ब दर्पण के मुख्य फोकस पर रख दिया जाता है ताकि प्रकाश की किरणें दर्पण से परावर्तन के बाद उसके मुख्य अक्ष के समांतर हो जाएँ तथा प्रकाश का सीधा और शक्तिशाली किरण पुंज मिले।

(b) किसी वाहन का पार्श्व/ पश्च दृश्य दर्पण

उत्तर: किसी वाहन के पार्श्व/ पश्च-दृश्य दर्पण के लिए उत्तल दर्पण का प्रयोग किया जाता है क्योंकि ये सदैव छोटा परंतु सीधा प्रतिबिंब बनाते हैं। बाहर की ओर वक्री होने के कारण इनका दृष्टि क्षेत्र भी ज्यादा होता है, जिसके कारण ड्राइवर पीछे के बहुत बड़े क्षेत्र को देखने में समर्थ होता है।

(c) सौर भट्टी

उत्तर: सौर भट्टी में सूर्य के प्रकाश को केंद्रित करने के लिए बड़े अवतल दर्पणों का उपयोग किया जाता है। आपतित सूर्य की किरणें अनंत दूरी से आने वाली समांतर किरणें होती हैं जो अवतल दर्पण से परावर्तित होकर इसके फोकस बिंदु पर फोकसित होती हैं, जिससे ताप तेजी से 180°C-200°C तक बढ़ जाता है।

9. किसी उत्तल लेंस का आधा भाग काले कागज़ से ढक दिया गया है। क्या यह लेंस किसी बिंब का पूरा प्रतिबिंब बना पाएगा? अपने उत्तर की प्रयोग द्वारा जाँच कीजिए। अपने प्रेक्षणों की व्याख्या कीजिए।

उत्तर: हाँ, किसी उत्तल लेंस का आधा भाग काले कागज़ से ढक देने पर भी उत्तल लेंस दिए गए बिंब का पूरा प्रतिबिंब बनाता है।

प्रायोगिक विधि द्वारा जाँच- सर्वप्रथम एक उत्तल लेंस लीजिए तथा इसके आधे भाग को काले कागज़ से ढक दीजिए। अब लेंस को किसी स्टैंड के सहारे दी गई आकृति के अनुसार रखिए। लेंस के एक तरफ़ जलती हुई मोमबत्ती तथा दूसरी तरफ़ एक सफेद पर्दा रखिए। हम पाते हैं कि पर्दे पर मोमबत्ती का पूरा उल्टा प्रतिबिंब बनता है।

प्रेक्षण-

1. प्रतिबिंब की संरचना लेंस के आकार पर निर्भर नहीं करती है, एक छोटा लेंस भी वस्तु का पूर्ण प्रतिबिंब बना सकता है।

2. परंतु प्रतिबिंब की चमक अपेक्षाकृत कम हो जाती है, क्योंकि लेंस से गुजरने वाली प्रकाश की किरणों की संख्या कम हो जाती है।

10. 5 cm लंबा कोई बिंब 10 cm फोकस दूरी के किसी अभिसारी लेंस से 25 cm दूरी पर रखा जाता है। प्रकाश किरण-आरेख खींचकर बनने वाले प्रतिबिंब की स्थिति, साइज़ तथा प्रकृति ज्ञात कीजिए।

उत्तर: किरण-आरेख-

दिया है -   

f = +10 cm       ( चूँकि लेंस अभिसारी (उत्तल लेंस ) है )

u = -25 cm

h = 5 cm

लेंस सूत्र द्वारा, 

1/f = 1/v - 1/u

1/v = 1/f + 1/u

1/v = 1/10 + 1/(-25) = (5 - 2)/50 = 3/50

v = 50/3 = 16.67 cm

प्रतिबिम्ब की स्थिति लेंस की दूसरी ओर 16.67 सेंटीमीटर पर F2 तथा 2F2  के बीच 

प्रतिबिम्ब की साइज़- 

m = v/u  = h’/h 

(50/3)/(-25) =  h’/5 

-2/3 =  h’/5 

h’ = -10/3 = -3.33 cm 

प्रतिबिंब का साइज़ छोटा है।

प्रतिबिंब की प्रकृति- वास्तविक तथा उल्टा।

11. 15 cm फोकस दूरी का कोई अवतल लेंस किसी बिंब का प्रतिबिंब लेंस से 10 cm दूरी पर बनाता है। बिंब लेंस से कितनी दूरी पर स्थित है? किरण आरेख खींचिए।

उत्तर: अवतल लेंस के लिए u तथा f ऋणात्मक है क्योंकि प्रतिबिंब आभासी होता है-

f = -15 cm, v = -10 cm 

लेंस सूत्र द्वारा,

1/v - 1/u = 1/f

1/(-10) - 1/u = 1/(-15)

1/(-10) + 1/15 = 1/u

1/u = 1/15 - 1/10 = (2 - 3)/30

1/u = -1/30

u = -30 cm

अत: बिम्ब (वस्तु) लेंस के सामने 30 सेमी की दूरी पर स्थित है, जिसे आकृति में दर्शाया गया है|

12. 15 cm फोकस दूरी के किसी उत्तल दर्पण में कोई बिंब 10 cm दूरी पर रखा है। प्रतिबिंब की स्थिति तथा प्रकृति ज्ञात कीजिए।

उत्तर:

f = +15 cm (उत्तल दर्पण की फोकस दूरी धनात्मक होती है )

u = -10 cm 

अत दर्पण सूत्र, 

1/f = 1/v + 1/u

1/15 = 1/v + 1/(-10)

1/15 + 1/10 = 1/v

1/v = (2 + 3)/30 = 5/30

v = 30/5 = +6 cm.

अतः प्रतिबिंब दर्पण के पीछे 6 cm की दूरी पर बनेगा तथा यह एक आभासी तथा सीधा प्रतिबिंब होगा।

13. एक समतल दर्पण द्वारा उत्पन्न आवर्धन +1 है। इसका क्या अर्थ हैं? 

उत्तर: आवर्धन का धनात्मक (+) चिह्न का अर्थ यह है कि प्रतिबिंब आभासी है।

चूँकि आवर्धन, m = h2/h1 = +1 ; ∴h2 = h1

 m = +1 का अर्थ है कि प्रतिबिंब का आकार बिंब के आकार के समान है और बिंब से समान दूरी पर प्रतिबिंब दर्पण के पीछे बना है |

14. 5.0 cm लंबाई का कोई बिंब 30 cm वक्रता त्रिज्या के किसी उत्तल दर्पण के सामने 20 cm दूरी पर रखा गया है। प्रतिबिंब की स्थिति, प्रकृति तथा साइज़ ज्ञात कीजिए।

उत्तर:

f = 15 cm (उत्तल दर्पण के लिए ‘f’  धनात्मक होता है )

f = +15 cm, u = -20 cm, h = 5.0 cm

दर्पण सूत्र द्वारा,

1/v + 1/u = 1/f

1/v + 1/(-20) = 1/15

1/v = 1/15 + 1/20

1/v = 7/60

v = 60/7 cm = 8.6 cm

अतः प्रतिबिंब आभासी तथा सीधा और दर्पण के पीछे 8.6 cm की दूरी पर बनता है।

m = -v/u = -(60/7)/(-20) = 3/7

h’/h = 3/7 

h’/5 = 3/7

h’ = 15/7 = 2.2 cm

अतः प्रतिबिंब, बिंब से छोटे साइज़ का है।

15. 7.0 cm साइज़ का कोई बिंब 18 cm फोकस दूरी के किसी अवतल दर्पण के सामने 27 cm दूरी पर रखा गया है। दर्पण से कितनी दूरी पर किसी परदे को रखें कि उस पर वस्तु का स्पष्ट फोकसित प्रतिबिंब प्राप्त किया जा सके। प्रतिबिंब का साइज़ तथा प्रकृति ज्ञात कीजिए।

उत्तर:

h = +7 cm

u = -27 cm

f = -38 cm (अवतल दर्पण)

दर्पण सूत्र द्वारा - 

1/v + 1/u = 1/f

∴ 1/v + 1/(-27) = 1/(-18)

1/v = -1/18 + 1/27 = (-3+ 2)/54 = -1/54

v = -54 cm 

∴ m = -v/u = (-54)/(-27) = -2 

साथ ही,                                

h’/h = m = h’/7 = -2 

h’ = -14 cm

प्रतिबिंब का साइज़ 14 cm है जो बिंब से आवर्धित (बड़ा) है।

प्रतिबिंब की प्रकृति- चूँकि v का मान ऋणात्मक है, इसलिए प्रतिबिंब वास्तविक तथा उल्टा है।

16. उस लेंस की फोकस दूरी ज्ञात कीजिए जिसकी क्षमता -2.0D है। यह किस प्रकार का लेंस है?

उत्तर: लेंस की क्षमता

P = -2.0 D 

P = 1/f

∴ f = 1/P = 1/-2.0D = -0.5 m

चूँकि लेंस की क्षमता एवं फोकस दूरी के मान धनात्मक हैं अत: यह एक उत्तल लेंस (अभिसारी) लेंस है।

17. कोई डॉक्टर + 1.5D क्षमता का संशोधक लेंस निर्धारित करता है। लेंस की फोकस दूरी ज्ञात कीजिए। क्या निर्धारित लेंस अभिसारी है अथवा अपसारी?

उत्तर: लेंस की क्षमता

P = +1.5D,  P = 1/f

लेंस की फोकस दूरी  

f = 1/P = 1/+1.5D =  +0.67 m 

चूँकि लेंस की क्षमता एवं फोकस दूरी के मान धनात्मक हैं अत: यह एक उत्तल लेंस (अभिसारी) लेंस है।

NCERT Solutions for Class 10 Science Chapter 10 Light Reflection and Refraction in Hindi

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