Class 10 Science Chapter 9 प्रकाश परावर्तन तथा अपवर्तन Short Notes

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परीक्षा से ठीक पहले त्वरित रिवीज़न के लिए: अध्याय की हर परिभाषा, सूत्र और नामित तथ्य एक ही जगह। विस्तृत पढ़ाई और किरण-आरेखों के लिए पूर्ण नोट्स अलग से उपलब्ध हैं।

1 परावर्तन और गोलीय दर्पण

परावर्तन के नियम: (i) आपतन कोण = परावर्तन कोण (ii) आपतित किरण, अभिलंब, परावर्तित किरण एक ही तल में
समतल दर्पण का प्रतिबिंब: आभासी, सीधा, बराबर साइज़, पीछे बराबर दूरी पर, पार्श्व-परिवर्तित
अवतल दर्पण: अंदर की ओर वक्रित, C सामने; उत्तल दर्पण: बाहर की ओर वक्रित, C पीछे
ध्रुव (P) · वक्रता केंद्र (C) · वक्रता त्रिज्या (R = PC) · मुख्य अक्ष · मुख्य फोकस (F) · फोकस दूरी (f = PF) · द्वारक (दर्पण का व्यास)
$R = 2f$ : फोकस दूरी वक्रता त्रिज्या की आधी होती है

बिंब (अवतल दर्पण)	प्रतिबिंब की स्थिति	साइज़	प्रकृति
अनंत पर	F पर	बिंदु-सदृश	वास्तविक, उल्टा
C से परे	F और C के बीच	छोटा	वास्तविक, उल्टा
C पर	C पर	बराबर साइज़	वास्तविक, उल्टा
C और F के बीच	C से परे	बड़ा	वास्तविक, उल्टा
F पर	अनंत पर	कोई प्रतिबिंब नहीं
P और F के बीच	दर्पण के पीछे	बड़ा	आभासी, सीधा

उत्तल दर्पण: अनंत पर → F पर पीछे, बिंदु-सदृश, आभासी सीधा; अनंत और P के बीच → P और F के बीच पीछे, छोटा, आभासी सीधा। सदैव आभासी, सीधा, छोटा।

चार किरण-नियम (दर्पण)
(i) अक्ष के समांतर → F से होकर (अवतल) / F से आती प्रतीत (उत्तल) (ii) F से/की ओर होकर → अक्ष के समांतर निकलती है (iii) C से/की ओर होकर → सीधी वापस लौटती है (iv) ध्रुव P पर → बराबर कोण से तिरछी परावर्तित

उपयोग: अवतल: टॉर्च, हेडलाइट, सर्च-लाइट, शेविंग/दंत-चिकित्सक का दर्पण, सौर भट्टी। उत्तल: पश्च-दृश्य (पार्श्व) दर्पण (सीधा प्रतिबिंब + व्यापक दृश्य-क्षेत्र)।

नई कार्तीय चिह्न-परिपाटी: ध्रुव = मूल बिंदु, मुख्य अक्ष = x-अक्ष, बिंब सदैव बाईं ओर (u ऋणात्मक); दाएँ/ऊपर = धनात्मक, बाएँ/नीचे = ऋणात्मक।

दर्पण सूत्र और आवर्धन

\frac{1}{v}+\frac{1}{u}=\frac{1}{f} \qquad m=\frac{h'}{h}=-\frac{v}{u}

ऋणात्मक

m

= वास्तविक, उल्टा। धनात्मक

m

= आभासी, सीधा।

2 प्रकाश का अपवर्तन

अपवर्तन: प्रकाश की चाल में बदलाव के कारण, पारदर्शी माध्यमों के बीच तिरछा जाते समय दिशा बदलना
विरल → सघन: अभिलंब की ओर मुड़ता है, धीमा होता है। सघन → विरल: अभिलंब से दूर मुड़ता है, तेज़ होता है
काँच स्लैब: दोनों फलकों पर बराबर व विपरीत मुड़ाव; निर्गत किरण आपतित किरण के समांतर, पर पार्श्व-विस्थापित

अपवर्तन के नियम
(i) आपतित किरण, अपवर्तित किरण, अभिलंब: एक तल में (ii) स्नेल का नियम:

\dfrac{\sin i}{\sin r}

= स्थिरांक = अपवर्तनांक

अपवर्तनांक

n_{21}=\dfrac{v_1}{v_2}

· निरपेक्ष अपवर्तनांक

n_m=\dfrac{c}{v}

c=3\times10^8\ \mathrm{m/s}

। अधिक

n

= प्रकाशिक सघन (द्रव्यमान घनत्व से अलग विचार; किरोसिन,

n=1.44

, जल,

n=1.33

, से प्रकाशिक सघन है, यद्यपि किरोसिन का द्रव्यमान घनत्व जल से कम है)।

माध्यम	n	माध्यम	n
वायु	1.0003	कनाडा बालसम	1.53
बर्फ़	1.31	खनिज नमक	1.54
जल	1.33	कार्बन डाइसल्फाइड	1.63
एल्कोहल	1.36	सघन फ्लिंट काँच	1.65
किरोसिन	1.44	रूबी (मणिक्य)	1.71
संगलित क्वार्ट्ज़	1.46	नीलम	1.77
तारपीन का तेल	1.47	हीरा	2.42
बेंजीन	1.50	क्राउन काँच	1.52

3 गोलीय लेंस

उत्तल लेंस: बीच में मोटा, अभिसारी। अवतल लेंस: किनारों पर मोटा, अपसारी
प्रकाशिक केंद्र (O) · वक्रता केंद्र ( $C_1$ , $C_2$ ) · मुख्य फोकस ( $F_1$ , $F_2$ ) · O से गुज़रने वाली किरण बिना मुड़े निकलती है

बिंब (उत्तल लेंस)	प्रतिबिंब की स्थिति	साइज़	प्रकृति
अनंत पर	$F_2$ पर	बिंदु-सदृश	वास्तविक, उल्टा
$2F_1$ से परे	$F_2$ और $2F_2$ के बीच	छोटा	वास्तविक, उल्टा
$2F_1$ पर	$2F_2$ पर	बराबर साइज़	वास्तविक, उल्टा
$F_1$ और $2F_1$ के बीच	$2F_2$ से परे	बड़ा	वास्तविक, उल्टा
$F_1$ पर	अनंत पर	कोई प्रतिबिंब नहीं
$F_1$ और O के बीच	बिंब की ओर वाली ओर	बड़ा	आभासी, सीधा

अवतल लेंस: अनंत पर → $F_1$ पर, बिंदु-सदृश, आभासी सीधा; अनंत और O के बीच → $F_1$ और O के बीच, छोटा, आभासी सीधा। सदैव आभासी, सीधा, छोटा।

तीन किरण-नियम (लेंस)
(i) अक्ष के समांतर → दूर वाले फोकस से होकर (उत्तल) / पास वाले फोकस से आती प्रतीत (अवतल) (ii) फोकस से/की ओर होकर → अक्ष के समांतर निकलती है (iii) प्रकाशिक केंद्र से होकर → कोई विचलन नहीं

चिह्न-परिपाटी: प्रकाशिक केंद्र O से मापी गई; उत्तल लेंस की f धनात्मक, अवतल की f ऋणात्मक।

लेंस सूत्र और आवर्धन

\frac{1}{v}-\frac{1}{u}=\frac{1}{f} \qquad m=\frac{h'}{h}=\frac{v}{u}

ध्यान दें: दर्पण धन है और आवर्धन में ऋण चिह्न रखता है; लेंस ऋण है और आवर्धन में कोई ऋण चिह्न नहीं रखता।

4 लेंस की क्षमता

क्षमता

P=\frac{1}{f}\ (f\ \text{मीटर में})

SI मात्रक: डाइऑप्टर (D),

1\ \mathrm{D}=1\ \mathrm{m^{-1}}

। उत्तल लेंस:

P

धनात्मक। अवतल लेंस:

P

ऋणात्मक। संपर्क में संयुक्त क्षमता:

P=P_1+P_2+P_3+\dots

(जैसे

+2.0\ \mathrm{D}

और

+0.25\ \mathrm{D}

मिलकर

+2.25\ \mathrm{D}

)।

त्वरित रिवीज़न

दर्पण: $\frac{1}{v}+\frac{1}{u}=\frac{1}{f}$ , $m=-\frac{v}{u}$ · लेंस: $\frac{1}{v}-\frac{1}{u}=\frac{1}{f}$ , $m=\frac{v}{u}$
दर्पणों के लिए $R=2f$ · $c=3\times10^8\ \mathrm{m/s}$ · $n_m=c/v$ · $P=1/f$ , मात्रक डाइऑप्टर
अवतल लेंस और उत्तल दर्पण दोनों सदैव आभासी, सीधा, छोटा प्रतिबिंब देते हैं
विरल→सघन में अभिलंब की ओर मुड़ता है; सघन→विरल में दूर मुड़ता है

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