तरंग प्रकाशिकी प्रश्न उत्तर

प्रिय छात्रों कक्षा 12 के अध्याय 10 तरंग प्रकाशिकी प्रश्न उत्तर महत्वपूर्ण लघु उत्तरीय प्रश्न उत्तर के साथ एक स्थान पर एकत्र किए गए हैं ताकि आप सभी को अपनी 12 बिहार बोर्ड परीक्षा के साथ-साथ यूपी बोर्ड परीक्षा, झारखंड बोर्ड परीक्षा, एमपी बोर्ड परीक्षा ,राजस्थान बोर्ड परीक्षा, और अन्य बोर्ड परीक्षाके लिए तैयार किया जा सके। अधिक सहायता के लिए मेरे नवेंदु क्लासेस यूट्यूब चैनल पर जाएं।

1. प्रकाश के व्यतिकरण के लिए आवश्यक शर्तें क्या है?

उत्तर - प्रकाश के व्यतिकरण के लिए आवश्यक शर्तें निम्न हैं।

(i) व्यतिकरण की घटना के लिए दोनों प्रकाश स्रोत कला संबद्ध होना चाहिए

अर्थात दोनों प्रकाश स्रोत एक ही स्रोत से प्राप्त होने चाहिए ।

(ii) प्रकाश स्रोत छिद्र संकरा (narrow) होना चाहिए।

(iii) दोनों प्रकाश स्रोत एकवर्णी (monochromatic) होने चाहिए।

(iv) दोनों कला संबद्ध प्रकाश स्रोतों के बीच की दूरी कम होनी चाहिए ताकि फ्रिंज चौड़ी ($\beta =\frac{\lambda D}{d}$) और स्पष्ट हो।

( v) दोनों कला संबद्ध प्रकाश स्रोतों और पर्दा के बीच की दूरी अधिक होनी चाहिए ताकि फ्रिंज चौड़ी($\beta =\frac{\lambda D}{d}$) और स्पष्ट हो।

(vi ) अध्यारोपित होने वाले तरंगों के आयाम बराबर या लगभग बराबर होने चाहिए। जिससे व्यतिकरण फ्रिन्जो का कंट्रास्ट बढ़ जाता है और वे स्पस्ट दिखाई पड़ते है।

2. संतोषी व्यतिकरण की दो आवश्यक शर्तें लिखिए।

बिहार बोर्ड 2021

उत्तर- संतोषी व्यतिकरण के लिए निम्नलिखित दो आवश्यक शर्तें हैं।

(i) अध्यारोपित होने वाली तरंगें एक ही कला में होनी चाहिए।

(ii) दोनों प्रकाश स्रोत कला सम्बद्ध होने चाहिए।

3. यंग के द्विझिरी(double slit) प्रयोग का वर्णन कीजिए।

उत्तर.- नवेंदु भौतिक कक्षाओं की नोट बुक में देखें

4. साबुन के रंगहीन घोल का बुलबुला श्वेत प्रकाश की उपस्थिति में रंगीन दिखाई देता है,क्यों ?

उत्तर - साबुन के बुलबुले में दो परतें होती हैं। जिसपर आपतित श्वेत प्रकाश का कुछ भाग ऊपरी सतह से और शेष भाग निचली सतह से परावर्तित होता है। जिसके कारण दोनों सतहों से परावर्तित होकर हमारी आंखों में प्रवेश करने वाले श्वेत प्रकाश का व्यतिकरण होता है, जिसके कारण साबुन का बुलबुला रंगीन दिखाई देता हैं।

5. प्रकृति में प्रकाश के व्यतिकरण के कुछ उदाहरण दीजिए।

उत्तर - (i) साबुन के बुलबुले प्रकाश के व्यतिकरण के कारण रंगीन दिखाई देते हैं

(ii) जब पानी की सतह पर तेल छिड़कते है तो तेल पानी की सतह पर तैरता है और वह प्रकाश के व्यतिकरण के कारण ही रंगीन दिखाई देता है।

6. यदि यंग का प्रयोग श्वेत प्रकाश के साथ हो तो व्यतिकरण फ्रिंजे कैसी दिखाई देंगी ?

उत्तर - श्वेत प्रकाश में सात रंगो की प्रकाश किरणे हैं। सातों रंगों के प्रकाश किरणों का तरंगदैर्घ्य भिन्न-भिन्न होता है। व्यतिकरण फ्रिन्जों की दूरी तरंगदैर्घ्य ($x=\frac{n\lambda D}{d}$) का समानुपाती होती है, जिसके कारण इन सातों रंगों द्वारा निर्मित व्यतिकरण फ्रिंजें भिन्न-भिन्न दूरीयों पर होंगी। अत: हमें पर्दे पर विभिन्न रंगों (रंगीन) की व्यतिकरण फ्रिंजे दिखाई देंगी।

7. व्यतिकरण फ्रिज दो स्वतंत्र स्रोतों से नहीं बनते हैं,क्यों?

उत्तर - दो स्वतंत्र स्रोतों से भी व्यतिकरण फ्रिंजे बनती हैं ,लेकिन वे स्थिर और स्पष्ट नहीं होती हैं क्योंकि किसी भी बिंदु पर अध्य्यारोपित होकर फ्रिंज निर्माण करनेवाली तरंगों के बीच का कलांतर ( या पथान्तर) नियत नहीं रहता है।

लेकिन यदि दोनों स्रोंतों को एक ही ही मूल स्रोंत से प्राप्त किये जायें ,तो मूल स्रोंत में आया कोई परिवर्तन दोनों स्रोतों में समान रूप से लागू होता है। जिससे किसी भी बिंदु पर फ्रिंज निर्माण करनेवाली तरंगों के बीच का कलांतर (या पथान्तर) नियत रहता है। अतः व्यतिकरण फ्रिन्जें स्थिर और स्पस्ट दिखाई पड़ती है।

8. व्यतिकरण फ्रिंजो के चौड़ाई का व्यंजक लिखें।

Bihar Board 2014

उत्तर - फ्रिंज की चौड़ाई =$\beta =\frac{\lambda D}{d}$

$\lambda =$ प्रकाश का तरंगदैर्घ्य

D = प्रकाश स्रोतों और पर्दा के बीच की दूरी

d = दोनों प्रकाश स्रोंतों के बीच की दूरी

9. प्रकाश के व्यतिकरण और विवर्तन में अन्तर स्पस्ट करें ।

उत्तर - प्रकाश का व्यतिकरण

(i) यह घटना दो कलासम्बद्ध प्रकाश स्रोतों से आने वाली तरंगों के अध्यारोपण के कारण होती है।

(ii) सभी दीप्त फ्रिज समान तीव्रता के होते हैं।

(iii) सभी फ्रिंज समान चौड़ाई के होते हैं।

(iv) इसकी अदीप्त फ्रिंजें लगभग गहरे रंग की होती हैं।

प्रकाश प्रकाश का विवर्तनका विवर्तन

(i) यह घटना एक ही तरंगाग्र से आने वाली द्वितीयक तरंगिकाओं के अध्यारोपण के कारण घटित होती है।

(ii) सभी दीप्त फ्रिज असमान तीव्रता के होते हैं।

(iii) सभी फ्रिंज असमान चौड़ाई के होते हैं।

(iv) इसकी अदीप्त फ्रिंजें अलग-अलग तीव्रता की होती हैं।

10. यदि यंग के द्वि-स्लिट प्रयोग स्लिट को क्रमशः को लाल और नीले पारदर्शी पेपर से ढककर किया जाता है तो फ्रिंज की चौड़ाई में क्या परिवर्तन होगा?

उत्तर- चूँकि हम जानते हैं कि फ्रिंज की चौड़ाई ($\beta =\frac{\lambda D}{d}$) तरंगद्धैर्य के समानुपाती होती है।

यदि द्वि-स्लिट को लाल कागज से ढकने के बाद नीले कागज से ढक दिया जाए तो प्रकाश का तरंगदैर्ध्य (${{\lambda }_{blue}}\prec {{\lambda }_{red}}$) कम हो जाएगा,इसलिए फ्रिंज की चौड़ाई भी कम हो जाएगी।

11. द्वि-प्रिज्म (या द्विछिद्र ) प्रयोगों में संकीर्ण रेखा छिद्रों (narrow slit ) का प्रयोग किया जाता है,क्यों?

उत्तर- एक चौड़ा छिद्र अनेक सूक्ष्म छिद्रों से मिलकर बना होता है। प्रत्येक सूक्ष्म छिद्र अलग व्यतिकरण पैटर्न (फ्रिन्जें ) उत्पन्न करता है। ये व्यतिकरण पैटर्न एक-दूसरे को अध्य्यारोपित (Overlap) करते हैं जिससे फ्रिंज स्पष्ट रूप से दिखाई नहीं देते हैं। यही कारण है कि द्वि-प्रिज्म (या द्विछिद्र ) प्रयोगों में संकीर्ण रेखा छिद्रों (narrow slit ) का प्रयोग किया जाता है।

12. ध्रुवण का मैलस नियम क्या है?

उत्तर - यदि समतल ध्रुवित प्रकाश के कम्पन्न तल और पोलराइज़र ( polarizer )के सहज गमण तल के बीच का कोण $\theta $ हो , तो पोलराइज़र के माध्यम से संचरण के बाद प्रकाश की तीव्रता आपतित प्रकाश की तीव्रता का ${{\cos }^{2}}\theta $ गुना होती है।

13. पोलेरॉइड क्या है ? इसके कुछ अनुप्रयोगों का वर्णन कीजिए।

Bihar Board 2009

उत्तर - वह पदार्थ जो प्रकाश का ध्रुवण (समतल ध्रुवित) करता है, पोलेरॉइड कहलाता है।

पोलेरॉइड के उपयोग -

(i) प्रकाश की चकाचौंध से बचने के लिए।

(ii) रात की ड्राइविंग के दौरान सामनेवाली कार की तरफ से आने वाली तेज रोशनी से बचने के लिए।

(iii) 3-डी-चित्र (फिल्म) देखने के लिए पोलेरॉइड के चश्मे लगाए जाते हैं।

(iv) होलोग्राफी में।

(v) कैलकुलेटर और घड़ी के लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले में प्रकाश के ध्रुवीकरण के माध्यम से अक्षरों और संख्याओं को उगाया जाता है।

14. प्रकाश के ध्रुवण के ब्रूस्टर का नियम लिखें।

Bihar Board 2014 ,2017, 2021

उत्तर- ब्रूस्टर का नियम - ध्रुवण कोण का tangent माध्यम के अपवर्तनांक के बराबर होता है।

$\mu =\tan {{i}_{p}}$

जहाँ $\mu $= माध्यम का अपवर्तनांक

${{i}_{p}}$= ध्रुवण कोण

15. प्रकाश के विवर्तन से आप क्या समझते है?

Bihar Board 2020

उत्तर- किसी अवरोधक या द्वारक (या छिद्र ) के किनारे से प्रकाश के मुड़ने की घटना प्रकाश का विवर्तन कहलाता है।

प्रकाश के विवर्तन के लिए अवरोधक या द्वारक का आकार प्रकाश के तरंगदैध्र्र्य के क्रम का होना चाहिए।

16 . विवर्तन किस प्रकार प्रकाशीय यंत्रों की विभेदन क्षमता को सीमित करता है?

उत्तर - विवर्तन की घटना के कारण किसी बिंदु वस्तु का किसी लेंस द्वारा बिंदु प्रतिबिम्ब नहीं बनता है बल्कि एयरीडिस्क प्रतिबिंब बनता है। दो बिंदु वस्तुओं के दो एयरीडिस्क एक-दूसरे पर अध्य्यारोपित (Overlap कर) हो जाते है ,जिसके कारण दो बिंदु वस्तुओं का अलग-अलग प्रतिबिम्ब तभी बनता है जब उनके बिच एक न्यूनतम दुरी हो।

अतः विवर्तन किसी प्रकाशीय यन्त्र के विभेदन क्षमता को सिमित करता है।

17 . ध्वनि में प्रकाश की अपेक्षा साधारण अवरोधक द्वारा विवर्तन होता है, समझावें ।

उत्तर - साधारण अवरोधों का आकार प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के क्रम का नहीं होता है।

लेकिन ध्वनि तरंग का तरंगदैर्घ्य साधारण अवरोधों (1 से 2 मीटर) के क्रम का होता है, यही कारण है कि ध्वनि तरंग का विवर्तन साधारण अवरोधों द्वारा होता है।

अध्याय 1 विद्युत आवेश एवं क्षेत्र लघु प्रश्न -उत्तर

अध्याय 2 स्थिरवैद्युत विभव एवं धारिता लघु प्रश्न -उत्तर

अध्याय 3 वर्तमान विद्युत् धारा लघु प्रश्न -उत्तर

अध्याय 4 गतिमान आवेश और चुम्कत्व लघु प्रश्न -उत्तर

अध्याय 5 चुंबकत्व एवं द्रव्य लघु प्रश्न -उत्तर

अध्याय 6 विद्युत चुम्बकीय प्रेरण लघु प्रश्न -उत्तर

अध्याय 7 प्रत्यावर्ती धारा लघु प्रश्न -उत्तर

अध्याय 8 विद्युत चुंबकीय तरंगें लघु प्रश्न -उत्तर