एनसीईआरटी समाधान कक्षा 8 विज्ञान जिज्ञासा अध्याय 10 प्रकाश – दर्पण एवं लेंस

1. किसी दर्पण पर आपतित प्रकाश की एक किरण एवं उसके संगत परावर्तित किरण चित्र 10.21 में दर्शाई गई है। आपतित किरण दर्पण पर अभिलंब के साथ 40° का कोण बनाती है। परावर्तित किरण और दर्पण के बीच बने कोण का मान कितना है?
(i) 40°    (ii) 50°     (iii) 45°    (iv) 60°

उत्तर:
(ii) 50°
परावर्तन के नियम के अनुसार आपतन कोण = परावर्तन कोण = 40°
परावर्तित किरण और दर्पण के बीच का कोण = 90° – परावर्तन कोण = 90° – 40° = 50°

2. चित्र 10.22 में तीन भिन्न स्थितियाँ दर्शाई गई हैं। जिनमे प्रकाश किरण एक दर्पण पर आपतित है –

(i) प्रकाश किरण अभिलंब के अनुदिश दर्पण पर आपतित है।
(ii) दर्पण को किसी कोण पर घुमा दिया गया है किंतु प्रकाश किरण अभी भी इस पर अभिलंब के अनुदिश आपतित है।
(iii) दर्पण को किसी कोण पर घुमा दिया गया है और प्रकाश किरण इस पर अभिलंब से 20° का कोण बनाती हुई आपतित होती है।
उत्तर:
(i) जब प्रकाश किरण अभिलंब के अनुदिश आपतित होती है तो आपतन कोण = 0°
परावर्तन के नियम से — परावर्तन कोण = आपतन कोण = 0°
परावर्तित किरण उसी रास्ते वापस लौटती है जिस रास्ते से आई थी।

(ii) यहाँ भी आपतन कोण = 0° क्योंकि किरण अभिलंब के अनुदिश ही आपतित है।
परावर्तन कोण = 0°
परावर्तित किरण पुनः वापस उसी मार्ग से लौटेगी।

(iii) आपतन कोण = 20°
परावर्तन के नियम से — परावर्तन कोण = 20°
परावर्तित किरण अभिलंब के दूसरी ओर 20° का कोण बनाएगी।

3. चित्र 10.23 में तीन प्रकार के दर्पणों के सामने स्केच पेन का ढक्कन रखा गया है।

प्रतिबिंब का मिलान सही दर्पण से कीजिए।

उत्तर:

4. चित्र 10.24 में एक स्केच पेन के ढक्कन को एक उत्तल लेंस, एक अवतल लेंस और एक समतल काँच पट्टिका के पीछे समान दूरी पर रखिए और प्रतिबिंबों का अवलोकन कीजिए। ये चित्र 10.24 में दर्शाए अनुसार हो सकते है।

प्रत्येक प्रतिबिंब का मिलान सही प्रकाशिक युक्ति के साथ कीजिए।

उत्तर:

5. किसी समतल दर्पण पर प्रकाश अभिलंब के अनुदिश आपतित है। बताइए कि निम्नलिखित में से कौन सा कथन सत्य है —
(i) आपतन कोण 90° है।
(ii) आपतन कोण 0° है।
(iii) परावर्तन कोण 90° है।
(iv) इस स्थिति में प्रकाश परावर्तित नहीं होता है।
उत्तर:
(ii) आपतन कोण 0° है।
आपतन कोण वह कोण होता है जो आपतित किरण और अभिलंब के बीच होता है। यदि प्रकाश अभिलंब के अनुदिश आपतित है तो आपतित किरण और अभिलंब एक ही दिशा में हैं। इसलिए उनके बीच का कोण शून्य (0°) होगा। परावर्तन के नियम से परावर्तन कोण भी 0° होगा और प्रकाश वापस उसी मार्ग से लौट जाएगा।

6. चित्र 10.25 में तीन दर्पण — समतल, अवतल एवं उत्तल रखे गए हैं। किसी ग्राफ पत्रक के दर्पण में बने प्रतिबिंब के आधार पर इन दर्पणों की पहचान कीजिए और चित्र में दर्पणों के ऊपर उनके नाम लिखिए।

उत्तर:
उत्तल दर्पण: जिस दर्पण में ग्राफ पत्रक की खानें छोटी दिखाई दें वह उत्तल दर्पण है। उत्तल दर्पण सदैव सीधा और छोटा प्रतिबिंब बनाता है।
अवतल दर्पण: जिस दर्पण में ग्राफ पत्रक की खानें बड़ी दिखाई दें वह अवतल दर्पण है। जब वस्तु अवतल दर्पण के समीप हो तो यह आवर्धित सीधा प्रतिबिंब बनाता है।
समतल दर्पण: जिस दर्पण में ग्राफ पत्रक की सभी खानों का आमाप समान रहे और कोई विकृति न आए वह समतल दर्पण है। समतल दर्पण वस्तु के बराबर आमाप का सीधा प्रतिबिंब बनाता है।

7. किसी संग्रहालय में कोई महिला एक विशाल अवतल दर्पण में अपना प्रतिबिंब देखती हुई चल कर उसकी ओर जाती है। वह देखेगी कि —
(i) उसके सीधे प्रतिबिंब का आमाप घटता जाता है।
(ii) उसके उल्टे प्रतिबिंब का आमाप घटता जाता है।
(iii) उसके उल्टे प्रतिबिंब का आमाप बढ़ता जाता है और अंततः यह सीधा तथा आवर्धित हो जाता है।
(iv) उसके सीधे प्रतिबिंब का आमाप बढ़ता जाता है।

उत्तर:
(iii) उसके उल्टे प्रतिबिंब का आमाप बढ़ता जाता है और अंततः यह सीधा तथा आवर्धित हो जाता है।
जब महिला दूर से अवतल दर्पण की ओर चलना शुरू करती है तो पहले उसका प्रतिबिंब उल्टा और आवर्धित बनता है। जैसे-जैसे वह दर्पण के निकट आती जाती है उल्टा प्रतिबिंब और बड़ा होता जाता है। जब वह दर्पण के बहुत निकट पहुँच जाती है तो प्रतिबिंब सीधा और आवर्धित हो जाता है। यह अवतल दर्पण का एक महत्वपूर्ण गुण है।

8. एक आवर्धक लेंस को किसी मुद्रित पाठ्यसामग्री के ऊपर लाइए और उस दूरी को पहचानिए जिस पर पाठ्यसामग्री का आमाप बड़ा दिखाई देने लगता है। अब इसे पाठ्यसामग्री से दूर ले जाइए। आप क्या अवलोकन करते हैं? बताइए आवर्धक लेंस किस प्रकार का लेंस होता है?
उत्तर:
जब आवर्धक लेंस को पाठ्यसामग्री के समीप रखा जाता है तो अक्षर बड़े और स्पष्ट दिखाई देते हैं। जब लेंस को पाठ्यसामग्री से दूर ले जाया जाता है तो एक विशेष दूरी तक अक्षर बड़े दिखाई देते हैं। उसके बाद लेंस को और दूर ले जाने पर अक्षर उल्टे और पहले बड़े फिर छोटे होते जाते हैं।
आवर्धक लेंस एक उत्तल लेंस होता है। उत्तल लेंस बीच में मोटा और किनारों पर पतला होता है। जब वस्तु उत्तल लेंस के बहुत समीप रखी जाती है तो यह वस्तु का सीधा और आवर्धित प्रतिबिंब बनाता है। इसीलिए इसे आवर्धक लेंस कहते हैं।

9. स्तंभ I की प्रविष्टियों का मिलान स्तंभ II में की गई प्रविष्टियों से कीजिए।

उत्तर:

10. निम्नलिखित प्रश्न अभिकथन या कारण पर आधारित है।
अभिकथन : पीछे के यातायात के अवलोकन के लिए उत्तल दर्पणों को वरीयता दी जाती है।
कारण : उत्तल दर्पण समतल दर्पणों की तुलना में सार्थक रूप से व्यापक दृष्टि क्षेत्र प्रदान करता है।
सही विकल्प का चयन कीजिए
(i) अभिकथन और कारण दोनों सही हैं और कारण अभिकथन की सही व्याख्या है।
(ii) अभिकथन और कारण दोनों सही हैं परंतु कारण अभिकथन की सही व्याख्या नहीं है।
(iii) अभिकथन सही है किंतु कारण असत्य है।
(iv) अभिकथन और कारण दोनों असत्य हैं।
उत्तर:
(i) अभिकथन और कारण दोनों सही हैं और कारण अभिकथन की सही व्याख्या है।
उत्तल दर्पण बाहर की ओर वक्रित होता है जिससे यह पीछे की सड़क का एक विस्तृत क्षेत्र दिखाता है। इसलिए वाहनों के पाश्र्व-दृश्य दर्पण के रूप में उत्तल दर्पण का उपयोग किया जाता है। समतल दर्पण की तुलना में उत्तल दर्पण कहीं अधिक बड़ा दृष्टि क्षेत्र प्रदान करता है। यही सही व्याख्या है।

11. चित्र 10.27 में O वस्तु, M दर्पण तथा I प्रतिबिंब को निरूपित करता है। निम्नलिखित में से कौन सा कथन सत्य है?
(i) चित्र (क) समतल दर्पण और चित्र (ख) अवतल दर्पण निरूपित करता है।
(ii) चित्र (क) उत्तल दर्पण और चित्र (ख) अवतल दर्पण निरूपित करता है।
(iii) चित्र (क) अवतल दर्पण तथा चित्र (ख) उत्तल दर्पण निरूपित करता है।
(iv) चित्र (क) समतल दर्पण तथा चित्र (ख) उत्तल दर्पण निरूपित करता है।

उत्तर:
(ii) चित्र (क) उत्तल दर्पण और चित्र (ख) अवतल दर्पण निरूपित करता है।
चित्र (क) में प्रतिबिंब I वस्तु O की तुलना में छोटा है और दर्पण M के पीछे बना है — यह उत्तल दर्पण की विशेषता है जो सदैव छोटा और सीधा प्रतिबिंब बनाता है।
चित्र (ख) में प्रतिबिंब I वस्तु O की तुलना में बड़ा है — यह अवतल दर्पण की विशेषता है जो वस्तु के समीप होने पर आवर्धित प्रतिबिंब बनाता है।

12. किसी पारदर्शी काँच के गिलास के पीछे एक पेंसिल रखिए। (चित्र 10.28)। अब गिलास को आधा जल से भरिए (चित्र 10.28)। जल भरे भाग से गिलास के पार देखने पर पेंसिल कैसी दिखती है? व्याख्या कीजिए कि इसकी आकृति में परिवर्तन क्यों प्रतीत होता है?

उत्तर:
जब खाली गिलास के पार पेंसिल को देखते हैं तो वह सीधी और सामान्य दिखाई देती है। लेकिन जब गिलास के आधे भाग में जल भरा जाता है तो जल भरे भाग से देखने पर पेंसिल मुड़ी हुई या टेढ़ी दिखाई देती है।
व्याख्या:
जल भरे गिलास का पृष्ठ वक्रित जैसा काम करता है। जब प्रकाश एक माध्यम (हवा) से दूसरे माध्यम (जल) में जाता है तो उसकी दिशा में परिवर्तन होता है — इसे प्रकाश का अपवर्तन कहते हैं। गोल गिलास में जल भरने पर जल की वक्रित सतह एक लेंस की भाँति कार्य करती है। इस लेंस की क्रिया के कारण पेंसिल का प्रतिबिंब अपने वास्तविक स्थान से थोड़ा हटकर बनता है। जल के ऊपर वाले खाली भाग में पेंसिल सामान्य दिखती है जबकि जल वाले भाग में पेंसिल मुड़ी हुई दिखती है। इस प्रकार जल और वायु के सीमांत पर पेंसिल टूटी या मुड़ी हुई प्रतीत होती है।

इस अध्याय में आपको यह समझना है कि समतल दर्पण, अवतल दर्पण, उत्तल दर्पण, उत्तल लेंस और अवतल लेंस कैसे काम करते हैं।

• अध्याय की शुरुआत इस विचार से होती है कि कुछ दर्पण चेहरा बड़ा दिखाते हैं, कुछ छोटा, और कुछ में प्रतिबिंब उल्टा भी दिखाई देता है। फिर पुस्तक बताती है कि ऐसे दर्पण गोलीय दर्पण कहलाते हैं, जिनके परावर्तक पृष्ठ भीतर या बाहर की ओर वक्रित होते हैं। आगे चलकर यह भी पढ़ना है कि अलग-अलग दर्पणों और लेंसों में बनने वाले प्रतिबिंब कैसे बदलते हैं, कब सीधे बनते हैं, कब उल्टे, कब बड़े और कब छोटे।
• अध्याय का दूसरा बहुत महत्वपूर्ण भाग परावर्तन के नियम हैं—यानी प्रकाश दर्पण से टकराकर किस नियम के अनुसार लौटता है। अंत में लेंसों का अध्ययन कराया गया है, जहाँ जल की बूँद, आवर्धक लेंस, ऐनक, कैमरा आदि के माध्यम से समझाया गया है कि लेंस वस्तुओं को बड़ा या छोटा क्यों दिखाते हैं।

इस अध्याय को केवल रटकर नहीं, बल्कि देखकर, तुलना करके और उदाहरणों से जोड़कर पढ़ना चाहिए। सबसे पहले दर्पणों और लेंसों के नाम याद करें, फिर उनकी आकृति समझें—कौन-सा भीतर की ओर वक्रित है, कौन-सा बाहर की ओर। उसके बाद अलग-अलग स्थितियों में बनने वाले प्रतिबिंबों को समझें।
पढ़ने का सही क्रम यह रखें:

• गोलीय दर्पण क्या हैं?
• अवतल और उत्तल दर्पण में अंतर
• प्रतिबिंब के अभिलक्षण
• परावर्तन के नियम
• लेंस क्या है?
• उत्तल और अवतल लेंस के प्रतिबिंब
• दैनिक जीवन में उपयोग

इस अध्याय में कुछ बिंदु परीक्षा और समझ—दोनों के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं:

1. गोलीय दर्पण क्या है?
   • जिसका परावर्तक पृष्ठ गोलाकार वक्रित हो, वह गोलीय दर्पण कहलाता है।
2. अवतल और उत्तल दर्पण की पहचान
   • अवतल दर्पण: परावर्तक पृष्ठ भीतर की ओर वक्रित
   • उत्तल दर्पण: परावर्तक पृष्ठ बाहर की ओर वक्रित
3. प्रतिबिंब के गुण
   • अवतल दर्पण में प्रतिबिंब कभी सीधा-बड़ा, कभी उल्टा-बड़ा, कभी उल्टा-छोटा हो सकता है
   • उत्तल दर्पण में प्रतिबिंब हमेशा सीधा और छोटा होता है
4. परावर्तन के दो नियम
   • आपतन कोण = परावर्तन कोण
   • आपतित किरण, अभिलंब और परावर्तित किरण एक ही तल में होते हैं
5. प्रकाश किरणों का व्यवहार
   • अवतल दर्पण प्रकाश को अभिसरित करता है
   • उत्तल दर्पण प्रकाश को अपसरित करता है
   • उत्तल लेंस अभिसारी होता है
   • अवतल लेंस अपसारी होता है
6. लेंस के प्रकार और प्रतिबिंब
   • उत्तल लेंस वस्तु को बड़ा भी दिखा सकता है और कुछ स्थितियों में उल्टा भी
   • अवतल लेंस वस्तु को हमेशा छोटा दिखाता है

इस अध्याय को अच्छे से याद करने का सबसे आसान तरीका है—उपयोगों से जोड़कर पढ़ना।

• पुस्तक में स्पष्ट रूप से बताया गया है कि टॉर्च, कार और स्कूटर की हेडलाइट तथा दंत-चिकित्सक का दर्पण अवतल दर्पण के उदाहरण हैं, क्योंकि ये प्रकाश या प्रतिबिंब को बड़ा और केंद्रित करने में मदद करते हैं।
• दूसरी ओर, वाहनों के पाश्र्व-दृश्य दर्पण, सड़कों के मोड़ों पर लगे सुरक्षा दर्पण और बड़े भंडारगृहों के चौकसी दर्पण उत्तल दर्पण होते हैं, क्योंकि ये अधिक क्षेत्र दिखाते हैं और प्रतिबिंब सीधा लेकिन छोटा बनाते हैं।
• लेंसों में ऐनक, कैमरा, दूरदर्शी यंत्र, सूक्ष्मदर्शी और मानव नेत्र के उदाहरण बहुत महत्वपूर्ण हैं। यदि छात्र प्रत्येक उपयोग के साथ कारण भी याद करे—जैसे “साइड मिरर में उत्तल दर्पण इसलिए, क्योंकि अधिक क्षेत्र दिखता है”—तो उत्तर अधिक प्रभावशाली बनता है।

इस अध्याय की तैयारी तीन चरणों में करें। पहले चरण में केवल परिभाषाएँ और प्रकार तैयार करें—गोलीय दर्पण, अवतल दर्पण, उत्तल दर्पण, उत्तल लेंस, अवतल लेंस। दूसरे चरण में प्रतिबिंबों की तुलना लिखें। उदाहरण के लिए, एक तालिका बनाइए जिसमें हर उपकरण के सामने लिखें—प्रतिबिंब सीधा/उल्टा, बड़ा/छोटा, उपयोग। तीसरे चरण में परावर्तन के नियम और किरणों का व्यवहार दोहराइए। अध्याय के चित्र बहुत उपयोगी हैं, इसलिए उत्तर लिखते समय छोटे-छोटे आरेख बनाना अभ्यास में लाना चाहिए। छात्र को यह भी ध्यान रखना चाहिए कि केवल “कहाँ उपयोग होता है” नहीं, बल्कि “क्यों उपयोग होता है” भी पूछा जा सकता है।

• गोलीय दर्पण दो प्रकार के होते हैं—अवतल और उत्तल।
• अवतल दर्पण में प्रतिबिंब की प्रकृति वस्तु की दूरी पर निर्भर करती है।
• उत्तल दर्पण हमेशा सीधा और छोटा प्रतिबिंब बनाता है।
• परावर्तन के नियम सभी प्रकार के दर्पणों पर लागू होते हैं।
• अवतल दर्पण प्रकाश को अभिसरित करता है, उत्तल दर्पण अपसरित करता है।
• उत्तल लेंस अभिसारी और अवतल लेंस अपसारी होता है।
• उत्तल लेंस वस्तु को बड़ा दिखा सकता है, जबकि अवतल लेंस सामान्यतः छोटा दिखाता है।
• इस अध्याय के प्रमुख उपयोग हैं: हेडलाइट, दंत-दर्पण, साइड मिरर, ऐनक, कैमरा, दूरदर्शी, सूक्ष्मदर्शी।

इस अध्याय को पढ़ते समय हर बार अपने आस-पास की चीजों को देखिए—चम्मच, आईना, बाइक का साइड मिरर, चश्मा, कैमरा। जब विज्ञान किताब से निकलकर जीवन से जुड़ता है, तभी वह पक्का याद होता है। यह अध्याय केवल दर्पण और लेंस का नाम याद करने का नहीं है, बल्कि यह समझने का है कि प्रकाश कैसे व्यवहार करता है।