कक्षा 10 विज्ञान अध्याय 10: प्रकाश – परावर्तन तथा अपवर्तन | नोट्स, प्रश्न-उत्तर व MCQ टेस्ट | Bihar Board
📘 कक्षा 10 • विज्ञान • बिहार बोर्ड
अध्याय 10: प्रकाश – परावर्तन तथा अपवर्तन (Light: Reflection and Refraction)
शिक्षक शैली में सरल व्याख्या, उदाहरण, महत्वपूर्ण सूत्र, प्रश्न-उत्तर और 50 MCQ ऑनलाइन टेस्ट
अध्यायवार नोट्समहत्वपूर्ण प्रश्न-उत्तरMCQ अभ्यास
📘 अध्याय परिचय — प्रकाश: परावर्तन तथा अपवर्तन
विद्यार्थियों, आइए अपने आसपास की कुछ घटनाओं पर ध्यान दें। हम दर्पण में अपना चेहरा कैसे देख पाते हैं? पानी में डाली गई पेंसिल टेढ़ी-सी क्यों दिखाई देती है? इन दोनों घटनाओं का संबंध प्रकाश से है। जब प्रकाश किसी सतह से टकराकर लौटता है, तो इसे परावर्तन कहते हैं; जब प्रकाश एक पारदर्शी माध्यम से दूसरे माध्यम में प्रवेश करते समय अपनी चाल बदलने के कारण दिशा बदलता है, तो इसे अपवर्तन कहते हैं।
🤔 सोचिए और बताइए — ऐसा क्यों होता है?
दर्पण के सामने खड़े होने पर हमें अपना प्रतिबिंब क्यों दिखाई देता है?
पानी में रखी पेंसिल अपनी वास्तविक स्थिति से मुड़ी हुई क्यों दिखाई देती है?
वाहनों में पीछे का अधिक क्षेत्र देखने के लिए उत्तल दर्पण का उपयोग क्यों किया जाता है?
आइए, क्रम से समझें: पहले परावर्तन और उसके नियम पढ़ेंगे, फिर गोलीय दर्पण तथा उनके सूत्र समझेंगे। इसके बाद अपवर्तन, गोलीय लेंस, लेंस सूत्र और लेंस की क्षमता का अध्ययन करेंगे।
🎯 इस अध्याय में हम क्या सीखेंगे?
- प्रकाश के परावर्तन के नियम और किरण आरेख की मूल बातें।
- अवतल तथा उत्तल दर्पण की प्रकृति, प्रतिबिंब और उपयोग।
- दर्पण सूत्र, आवर्धन और चिह्न परिपाटी का प्रयोग।
- प्रकाश का अपवर्तन तथा स्नेल का नियम।
- उत्तल और अवतल लेंस, लेंस सूत्र तथा लेंस की क्षमता।
🧑🏫 शिक्षक की सलाह
सूत्रों को केवल रटें नहीं। पहले यह पहचानें कि प्रश्न दर्पण से संबंधित है या लेंस से; फिर सही सूत्र लिखें, दी गई राशियों के चिह्न लगाएँ और उसके बाद गणना करें।📌 परीक्षा में बार-बार पूछा जाता है
परावर्तन के नियम, अवतल और उत्तल दर्पण के उपयोग, दर्पण सूत्र, अपवर्तन का नियम, लेंस सूत्र तथा डायोप्टर की परिभाषा और मात्रक विशेष रूप से याद रखें।② 🔦 प्रकाश का परावर्तन
जब प्रकाश किसी चमकदार सतह से टकराकर वापस लौटता है, तो इस घटना को प्रकाश का परावर्तन कहते हैं।
परावर्तन के नियम
- आपतन कोण (∠i) = परावर्तन कोण (∠r)।
- आपतित किरण, परावर्तित किरण और अभिलंब तीनों एक ही तल में होते हैं।
उदाहरण: समतल दर्पण में सीधा प्रतिबिंब बनता है और बाएँ-दाएँ का उलटाव (Lateral Inversion) दिखाई देता है।
🧑🏫 शिक्षक की सलाह: कोण हमेशा अभिलंब से मापे जाते हैं, सतह से नहीं। परावर्तन के चित्र में पहले दर्पण की सतह और फिर अभिलंब बनाइए।
③ 🪞 गोलीय दर्पण
गोलीय दर्पण ऐसे दर्पण हैं जिनकी परावर्तक सतह किसी खोखले गोले के भाग के समान होती है। चम्मच का अंदरूनी भाग अवतल तथा बाहरी भाग उत्तल दर्पण जैसा व्यवहार कर सकता है।
(i) अवतल दर्पण
यह अभिसारी होता है और प्रकाश को एकत्र करता है।
उपयोग:- टॉर्च और हेडलाइट
- दंत चिकित्सक
- शेविंग मिरर
(ii) उत्तल दर्पण
यह अपसारी होता है और प्रकाश फैलाता है।
उपयोग:- वाहनों का साइड मिरर
यह छोटा और सीधा प्रतिबिंब बनाकर पीछे का अधिक क्षेत्र दिखाता है।
④ 📐 दर्पण सूत्र और चिह्न परिपाटी
1/v + 1/u = 1/f
आवर्धन (m): m = −v/u
चिह्न परिपाटी
- u (वस्तु दूरी): स्रोत के अनुसार हमेशा ऋणात्मक (−)।
- f (फोकस दूरी): अवतल दर्पण के लिए (−), उत्तल दर्पण के लिए (+)।
- ऊँचाई: मुख्य अक्ष के ऊपर (+), नीचे (−)।
🎯 परीक्षा के लिए याद रखें: संख्यात्मक प्रश्नों में दिए गए u, v और f के संकेतों का ध्यानपूर्वक उपयोग करें।
⑤ 💧 प्रकाश का अपवर्तन
जब प्रकाश एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाता है तो उसकी चाल बदलने के कारण वह मुड़ सकता है। इस घटना को प्रकाश का अपवर्तन कहते हैं।
- विरल → सघन: प्रकाश अभिलंब की ओर झुकता है।
- सघन → विरल: प्रकाश अभिलंब से दूर हटता है।
sin i / sin r = स्थिरांक (n)
उदाहरण: पानी में रखी वस्तु का अलग दिखाई देना तथा स्रोत में दिया गया नींबू बड़ा दिखने का उदाहरण।
स्नेल का नियम: आपतन कोण और अपवर्तन कोण के sine का अनुपात दिए गए माध्यमों के लिए स्थिर रहता है।
🧑🏫 ध्यान देने योग्य: प्रकाश की दिशा में बदलाव को समझते समय दोनों माध्यमों की प्रकृति पर ध्यान दें। विरल से सघन माध्यम में किरण अभिलंब की ओर और सघन से विरल में अभिलंब से दूर मुड़ती है।
⑥ 👓 गोलीय लेंस
लेंस पारदर्शी पदार्थ से बने होते हैं और प्रकाश का अपवर्तन करते हैं।
| गुण | उत्तल लेंस | अवतल लेंस |
|---|---|---|
| आकार | बीच में मोटा, किनारों पर पतला | बीच में पतला, किनारों पर मोटा |
| प्रकृति | अभिसारी | अपसारी |
| क्षमता (P) | धनात्मक (+) | ऋणात्मक (−) |
लेंस सूत्र
1/v − 1/u = 1/f
लेंस की क्षमता
P = 1/f
यहाँ f मीटर में लिया जाता है और क्षमता का मात्रक डायोप्टर (D) है।
उदाहरण: +2.0 D क्षमता वाला चश्मे का लेंस उत्तल लेंस है।
सरल शब्दों में समझें
उत्तल लेंस समानांतर प्रकाश किरणों को एक बिंदु की ओर अभिसारित करता है। अवतल लेंस किरणों को फैलाता है, इसलिए उसे अपसारी लेंस कहते हैं।📚 परीक्षा सारांश — याद रखने योग्य महत्वपूर्ण बातें
- परावर्तन: प्रकाश चमकदार सतह से टकराकर लौटता है।
- परावर्तन के नियम: ∠i = ∠r और तीनों किरण/अभिलंब एक ही तल में होते हैं।
- अवतल दर्पण: अभिसारी; टॉर्च, हेडलाइट, दंत चिकित्सक आदि में उपयोग।
- उत्तल दर्पण: अपसारी; वाहन के साइड मिरर में उपयोग।
- दर्पण सूत्र: 1/v + 1/u = 1/f।
- दर्पण आवर्धन: m = −v/u।
- अपवर्तन: माध्यम बदलने पर प्रकाश मुड़ सकता है।
- लेंस सूत्र: 1/v − 1/u = 1/f।
- लेंस की क्षमता: P = 1/f, f मीटर में; मात्रक डायोप्टर।
- उत्तल लेंस: अभिसारी और सामान्यतः धनात्मक क्षमता। अवतल लेंस: अपसारी और ऋणात्मक क्षमता।
📝 परीक्षा के लिए महत्वपूर्ण सूत्र
दर्पण सूत्र: 1/v + 1/u = 1/f | दर्पण आवर्धन: m = −v/u
लेंस सूत्र: 1/v − 1/u = 1/f | लेंस की क्षमता: P = 1/f (f मीटर में)
ध्यान देने योग्य बातें: परावर्तन में ∠i = ∠r होता है। उत्तल दर्पण छोटा, सीधा प्रतिबिंब और अधिक क्षेत्र दिखाता है। उत्तल लेंस अभिसारी तथा अवतल लेंस अपसारी होता है।
🎯 परीक्षा में बार-बार पूछे जाने वाले बिंदु
दर्पण और लेंस के सूत्रों में अंतर, अवतल/उत्तल दर्पण के उपयोग, विरल-सघन माध्यम में किरण का मुड़ना और लेंस की क्षमता का मात्रक डायोप्टर अच्छी तरह तैयार करें।✍️ प्रश्नोत्तर अभ्यास
प्रश्न पर क्लिक करके उत्तर देखें। एक समय में केवल एक उत्तर खुला रहेगा।
अति लघु उत्तरीय प्रश्न
1परावर्तन किसे कहते हैं?›
उत्तर:जब प्रकाश किसी चमकदार सतह से टकराकर वापस लौटता है, तो उसे परावर्तन कहते हैं।
2परावर्तन का पहला नियम क्या है?›
उत्तर:आपतन कोण (∠i) और परावर्तन कोण (∠r) बराबर होते हैं।
3अवतल दर्पण की प्रकृति क्या है?›
उत्तर:अवतल दर्पण अभिसारी होता है।
4उत्तल दर्पण की प्रकृति क्या है?›
उत्तर:उत्तल दर्पण अपसारी होता है।
5दर्पण सूत्र लिखिए।›
उत्तर:1/v + 1/u = 1/f
6दर्पण का आवर्धन सूत्र क्या है?›
उत्तर:m = −v/u
7अपवर्तन किसे कहते हैं?›
उत्तर:प्रकाश के एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर उसकी दिशा बदलने की घटना को अपवर्तन कहते हैं।
8विरल से सघन माध्यम में प्रकाश किस ओर झुकता है?›
उत्तर:अभिलंब की ओर।
9लेंस की क्षमता का मात्रक क्या है?›
उत्तर:डायोप्टर (D)।
10लेंस की क्षमता का सूत्र क्या है?›
उत्तर:P = 1/f, जहाँ f मीटर में है।
लघु उत्तरीय प्रश्न
11अवतल और उत्तल दर्पण में अंतर बताइए।›
उत्तर:अवतल दर्पण प्रकाश को अभिसारित करता है, जबकि उत्तल दर्पण प्रकाश को अपसारित करता है। स्रोत में अवतल दर्पण के उपयोग टॉर्च, हेडलाइट, दंत चिकित्सक और शेविंग मिरर बताए गए हैं; उत्तल दर्पण वाहन के साइड मिरर में उपयोग होता है।
12परावर्तन के दोनों नियम समझाइए।›
उत्तर:पहला नियम है कि आपतन कोण परावर्तन कोण के बराबर होता है। दूसरा नियम है कि आपतित किरण, परावर्तित किरण और अभिलंब एक ही तल में होते हैं।
13उत्तल दर्पण को वाहन के साइड मिरर में क्यों उपयोग किया जाता है?›
उत्तर:स्रोत के अनुसार उत्तल दर्पण छोटा और सीधा प्रतिबिंब बनाता है तथा पीछे का अधिक क्षेत्र दिखाता है। इसलिए वाहन के साइड मिरर में इसका उपयोग किया जाता है।
14अपवर्तन में विरल से सघन और सघन से विरल जाने पर क्या होता है?›
उत्तर:विरल से सघन माध्यम में जाने पर प्रकाश अभिलंब की ओर झुकता है, जबकि सघन से विरल माध्यम में जाने पर अभिलंब से दूर हटता है।
15उत्तल और अवतल लेंस की तुलना कीजिए।›
उत्तर:उत्तल लेंस बीच में मोटा और किनारों पर पतला होता है तथा अभिसारी है। अवतल लेंस बीच में पतला और किनारों पर मोटा होता है तथा अपसारी है। स्रोत के अनुसार उत्तल की क्षमता धनात्मक और अवतल की ऋणात्मक होती है।
16दर्पण और लेंस के सूत्र लिखिए।›
उत्तर:दर्पण का सूत्र 1/v + 1/u = 1/f है, जबकि लेंस का सूत्र 1/v − 1/u = 1/f है। स्रोत में लेंस सूत्र में ऋण चिह्न पर विशेष जोर दिया गया है।
17लेंस की क्षमता से क्या समझते हैं?›
उत्तर:लेंस की क्षमता उसके प्रकाश को अभिसारित या अपसारित करने की क्षमता को दर्शाती है। इसका सूत्र P = 1/f है, जहाँ f मीटर में होता है और मात्रक डायोप्टर है।
18लैटरल इनवर्जन क्या है?›
उत्तर:समतल दर्पण में बनने वाले प्रतिबिंब में बाएँ और दाएँ का उलटाव दिखाई देता है। स्रोत इसे Lateral Inversion कहता है।
19स्नेल का नियम लिखिए।›
उत्तर:स्रोत में स्नेल के नियम को sin i / sin r = स्थिरांक (n) के रूप में दिया गया है।
20+2.0D लेंस किस प्रकार का है?›
उत्तर:स्रोत के उदाहरण के अनुसार +2.0D क्षमता वाला लेंस उत्तल लेंस है।
दीर्घ उत्तरीय प्रश्न
21गोलीय दर्पणों के प्रकार, प्रकृति और उपयोग समझाइए।›
उत्तर:गोलीय दर्पणों में अवतल और उत्तल दर्पण प्रमुख हैं। अवतल दर्पण अभिसारी होता है और प्रकाश को इकट्ठा करता है। इसका उपयोग टॉर्च, हेडलाइट, दंत चिकित्सक तथा शेविंग मिरर में किया जाता है। उत्तल दर्पण अपसारी होता है और प्रकाश फैलाता है। इसका उपयोग वाहनों के साइड मिरर में किया जाता है, क्योंकि यह छोटा और सीधा प्रतिबिंब बनाकर पीछे का अधिक क्षेत्र दिखाता है।
22प्रकाश के परावर्तन के नियम तथा दर्पण सूत्र समझाइए।›
उत्तर:प्रकाश के परावर्तन में प्रकाश चमकदार सतह से टकराकर लौटता है। इसके दो नियम हैं—आपतन कोण परावर्तन कोण के बराबर होता है और आपतित किरण, परावर्तित किरण तथा अभिलंब एक ही तल में होते हैं। दर्पण के लिए सूत्र 1/v + 1/u = 1/f तथा आवर्धन m = −v/u है। प्रश्न हल करते समय चिह्न परिपाटी का ध्यान रखना आवश्यक है।
23प्रकाश के अपवर्तन को समझाइए और स्नेल का नियम लिखिए।›
उत्तर:जब प्रकाश एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाता है तो उसकी चाल में परिवर्तन के कारण उसकी दिशा बदल सकती है। विरल से सघन माध्यम में किरण अभिलंब की ओर और सघन से विरल माध्यम में अभिलंब से दूर झुकती है। स्रोत में स्नेल का नियम sin i / sin r = स्थिरांक (n) दिया गया है।
24गोलीय लेंस के प्रकार, उनके गुण तथा क्षमता का सूत्र समझाइए।›
उत्तर:उत्तल लेंस बीच में मोटा और किनारों पर पतला होता है तथा अभिसारी होता है। अवतल लेंस बीच में पतला और किनारों पर मोटा होता है तथा अपसारी होता है। उत्तल लेंस की क्षमता धनात्मक और अवतल लेंस की क्षमता ऋणात्मक होती है। लेंस का सूत्र 1/v − 1/u = 1/f तथा क्षमता P = 1/f है। f मीटर में लेने पर क्षमता का मात्रक डायोप्टर होता है।
25दर्पण सूत्र और लेंस सूत्र में अंतर स्पष्ट कीजिए।›
उत्तर:स्रोत के अनुसार दर्पण के लिए 1/v + 1/u = 1/f है, जबकि लेंस के लिए 1/v − 1/u = 1/f है। दोनों सूत्रों में u, v और f का उपयोग किया जाता है, लेकिन लेंस सूत्र में ऋण चिह्न आता है। दर्पण के आवर्धन का सूत्र m = −v/u दिया गया है, जबकि लेंस की क्षमता P = 1/f से निकाली जाती है।
🎯 50 प्रश्नों का Interactive MCQ Test
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