Plane Wave At Oblique Incidence MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Plane Wave At Oblique Incidence - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सही विकल्प है: (1) परावर्तित प्रकाश पूर्णतः ध्रुवित होता है और परावर्तन कोण लगभग 60° होता है।

ब्रूस्टर के नियम का उपयोग करने पर,

μ = tan θ_p

⇒ 1.73 = tan θ_p

⇒ √3 = tan θ_p

⇒ θ_p = 60°

सही उत्तर - काँच से जल की ओर तथा ∠ i > ∠ i_c है। 

Key Points

• पूर्ण आंतरिक परावर्तन
  • पूर्ण आंतरिक परावर्तन तब होता है जब प्रकाश उच्च अपवर्तनांक वाले माध्यम (काँच) से निम्न अपवर्तनांक वाले माध्यम (जल) में जाता है।
  • क्रांतिक कोण (i_c) वह आपतन कोण है, जिस पर सघन माध्यम में अपवर्तित किरण अंतरापृष्ठ के अनुदिश निकलती है।
  • पूर्ण आंतरिक परावर्तन के लिए, आपतन कोण (i) क्रांतिक कोण (i_c) से अधिक होना चाहिए।

Additional Information

• अपवर्तनांक
  • अपवर्तनांक (μ) यह माप है कि किसी माध्यम में प्रकाश की चाल कितनी कम हो जाती है।
  • यहाँ, काँच का अपवर्तनांक 3/2 और जल का अपवर्तनांक 4/3 है।
• क्रांतिक कोण की गणना
  • क्रांतिक कोण की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है: sin(i_c) = μ2 / μ1, जहाँ μ1 सघन माध्यम (काँच) का अपवर्तनांक है और μ2 विरल माध्यम (जल) का अपवर्तनांक है।
  • यहाँ, sin(i_c) = (4/3) / (3/2) = 8/9, जो काँच से जल के अंतरापृष्ठ के लिए क्रांतिक कोण i_c देता है।
• आपतन कोण
  • यदि आपतन कोण i, i_c से अधिक है, तो पूर्ण आंतरिक परावर्तन होता है, और प्रकाश पूरी तरह से सघन माध्यम (काँच) में परावर्तित होता है।
  • इस परिघटना का उपयोग प्रकाशिक तंतुओं और अन्य अनुप्रयोगों में किया जाता है जहाँ बिना हानि के कुशल प्रकाश संचरण की आवश्यकता होती है।

गणना:

जब एक तरंग स्पंद एक द्विखंड डोरी पर चलती है और जंक्शन तक पहुँचती है, तो तरंग का कुछ भाग परावर्तित होता है और कुछ भाग संचरित होता है। यह तथ्य कि परावर्तित तरंग उलटी है, यह दर्शाता है कि तरंग जंक्शन पर सघन माध्यम से टकरा रही है।

एक तरंग की तरंगदैर्ध्य इस संबंध द्वारा दी जाती है:

λ = v/f

जहाँ:

• λ तरंगदैर्ध्य है,
• v तरंग का वेग है,
• f तरंग की आवृत्ति है

जब तरंग कम सघन माध्यम से अधिक सघन माध्यम में जाती है, तो तरंग का वेग कम हो जाता है। चूँकि तरंग की आवृत्ति स्थिर रहती है, इसलिए सघन माध्यम में तरंग की तरंगदैर्ध्य भी कम हो जाएगी।

इसलिए, हमारे पास है:

λ'

जहाँ:

• λ आपतित तरंग की तरंगदैर्ध्य है,
• λ' संचरित तरंग की तरंगदैर्ध्य है।

अंतिम उत्तर: सही उत्तर विकल्प 3 है।

जब प्रकाश किसी भी सतह पर अपवर्तित होता है, तो इसका एक छोटा सा अंश हमेशा परावर्तित होता है और बाकी संचरित होता है।

लेकिन जब इसमें पूर्ण आंतरिक परावर्तन होता है, तो शून्य संचरण के साथ 100% परावर्तन होता है।

इसलिए, उपरोक्त स्थिति में, जब तक आपतन कोण क्रांतिक कोण से कम होता है, तब तक यह आंशिक रूप से संचरित और आंशिक रूप से परावर्तित होगा। लेकिन क्रांतिक कोण के बाद, सभी प्रकाश वापस परावर्तित हो जाएगा।

इसलिए, (C) सही विकल्प है।

अवधारणा:

ध्रुवण का ब्रूस्टर नियम:

ब्रूस्टर नियम  के अनुसार ध्रुवीकरण कोण की स्पर्शज्या माध्यम के अपवर्तनांक के बराबर होती है।

यह संबंध μ = tan(θ_p) के रूप में दिया जाता है, जहाँ μ अपवर्तनांक है और θ_p ध्रुवण कोण है।

अपवर्तनांक μ को प्रकाश की तरंगदैर्घ्य के संदर्भ में भी व्यक्त किया जा सकता है, क्योंकि अपवर्तनांक तरंगदैर्घ्य पर निर्भर करता है।

इसलिए, ध्रुवण कोण अपवर्तनांक और प्रकाश की तरंगदैर्घ्य दोनों से प्रभावित होता है।

गणना:

ब्रूस्टर नियम के अनुसार:

μ = tan(θ_p), जहाँ θ_p ध्रुवण कोण है।

अपवर्तनांक (μ), प्रकाश की तरंगदैर्घ्य (λ) पर निर्भर करता है क्योंकि यह विभिन्न माध्यमों में विभिन्न तरंगदैर्घ्य के लिए भिन्न होता है।

इसलिए, ध्रुवण कोण इस पर निर्भर करता है:

प्रकाश की तरंगदैर्घ्य - चूँकि μ तरंगदैर्घ्य के साथ बदलता है, इसलिए ध्रुवण कोण विभिन्न तरंगदैर्घ्य के साथ बदलता है।

माध्यम का अपवर्तनांक - ध्रुवण कोण सीधे माध्यम के अपवर्तनांक पर निर्भर करता है।

ध्रुवण तल का घूर्णन - यह भी ध्रुवण कोण को प्रभावित करता है।

इसलिए, ध्रुवण कोण एक से अधिक कारक पर निर्भर करता है:

∴ सही विकल्प 'उपरोक्त में से एक से अधिक' है। 

जब एक संचरण लाइन प्रतिबाधा के साथ भारित होता है, तो इसे निम्न रूप में दर्शाया गया है:

V = आपतित वोल्टेज

V’= प्रतिबिंबित वोल्टेज

V’’= अपवर्तन या संचारित वोल्टेज। 

संचरण लाइन प्रतिबाधा आवेश प्रतिबाधा Z_s है।

भार प्रतिबाधा Z_L है।

लघु परिपथ लाइन को Z_L = 0 होने पर लिया जाता है।

परावर्तन के गुणांक को समीकरण निम्न द्वारा ज्ञात किया गया है। 

गणना:

V _reflection = -1

अतः एक लघु परिपथित लाइन के लिए वोल्टेज के परावर्तन का गुणांक -1 है।

अवधारणा:

• जब प्रकाश किरणें एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाती हैं तो प्रकाश किरण का विचलन होता है। इस परिघटना को प्रकाश का अपवर्तन कहा जाता है।
• प्रकाश के विभिन्न रंगों के लिए माध्यम के विभिन्न अपवर्तक सूचकांक के कारण अपवर्तन होता है।
• जब प्रकाश किरण किसी भी मध्यम कणों के छोटे अणुओं से टकराती है तो वह अलग-अलग दिशाओं में फैल जाती है तब इस परिघटना को प्रकाश का प्रकीर्णन कहा जाता है।
• सूर्य से आने वाला श्वेत प्रकाश के सात घटक वर्ण होते हैं।
• ये हैं - बैंगनी, जामुनी, नीला, हरा, पीला, नारंगी और लाल
• इनमे से लाल रंग के प्रकाश का तरंगदैर्ध्य सबसे अधिक है और बैंगनी में सबसे कम तरंगदैर्ध्य है।

व्याख्या:

• सूर्योदय और सूर्यास्त के समय सूर्य से आने वाली प्रकाश किरण वातावरण में अधिक लंबी दूरी तय करती है क्योंकि सूरज क्षितिज पर होता है।
• न्यूनतम तरंगदैर्ध्य वाले प्रकाश को सबसे अधिक विक्षेपण करेगा और सबसे अधिक तरंगदैर्ध्य वाला प्रकाश कम विक्षेपण करेगा।
• चूंकि लाल और नारंगी रंग के प्रकाश में अन्य सभी रंगों की तुलना में अधिकतम तरंग दैर्ध्य होता है इसलिए यह वायुमंडल में कम से कम विक्षेपण करेगा और सीधे हमारी आंख पर आ जाएगा।
• जैसे ही लाल और नारंगी रंगों का संयोजन सीधे हमारी आँख में आएगा, तो सूरज लाल नारंगी दिखाई देगा। यह वायुमंडल द्वारा न्यूनतम विक्षेपण के कारण होता है। इसलिए विकल्प 3 सही है।

अवधारणा:

• परावर्तन का नियम: परावर्तन कोण आपतन के कोण के बराबर होता है।
• आपतन किरण, परावर्तित किरण और अभिलम्ब एक ही तल में है।
• जब प्रकाश किरणें एक चिकनी समतल सतह से टकराती हैं तो परावर्तन को नियमित परावर्तन कहा जाता है।
• जब सतह पर आपतन के बाद प्रकाश कई कोणों पर परावर्तित होती है, तो इस तरह के परावर्तन को विसरित परावर्तन कहा जाता है।
• अनियमित परावर्तन के बाद प्रकाश किरणें एक दूसरे के समानांतर नहीं होती हैं, बल्कि वे परावर्तन के प्रत्येक बिंदु पर परावर्तन के नियमों का पालन करती हैं।

व्याख्या:

• कमरे के मामले में, विसरित परावर्तन के कारण, प्रकाश पूरे कमरे में फैल जाता है और कमरा प्रकाशमय हो जाता है।
• परावर्तन के नियम दोनों-नियमित परावर्तन और विसरित परावर्तन का अनुसरण करते हैं।
• The law of reflection is also valid for all curved and spherical surface

यदि प्रकाश एक निश्चित माध्यम में गमन करता है और उच्च अपवर्तनांक वाले प्रकाशिक रूप से सघन माध्यम से परावर्तित हो जाता है, तो इसे बाह्य परावर्तन माना जाता है। 

स्नेल के नियम से

ϵ_r = 2

क्रांतिक आवृत्ति​:

वह अधिकतम आवृत्ति जिस पर रेडियो तरंगें पूरी तरह से आयनमंडल से परावर्तित (प्रतिबिंबित) होती हैं।

fc  :  क्रांतिक आवृत्ति

Nmax : इलेक्ट्रॉन घनत्व

उपयोगी आवृत्ति :

आवृत्ति की वह सीमा जिस पर महीने के 50% तक प्रसरण होता है।

विच्छेद आवृत्ति:

ऐसी न्यूनतम आवृत्ति जो तरंगों के प्रसरण के लिए आवश्यक होती है।

अतः सही उत्तर विकल्प "2" है। 

सही उत्तर 3 फीट है।

• समतल दर्पण में अपनी छवि देखने के लिए, आपको अपनी ऊँचाई के आधे हिस्से के बराबर दर्पण की आवश्यकता होगी। एक 6 फुट लम्बे आदमी को अपनी पूरी छवि देखने के लिए 3 फीट दर्पण (ठीक से तैनात) की आवश्यकता होती है।

• यदि दर्पण के ऊपरी सिरे को किसी व्यक्ति की आंख के स्तर पर रखा जाएगा तो प्रतिबिंब के नियम का पालन करके छवि बनाई जाएगी।
• घटना का कोण = प्रतिबिंब का कोण।
• दर्पण के सामने शरीर का हिस्सा आंख से स्पष्ट रूप से देखा जाएगा। इसके अलावा, दर्पण के अंत से दुगनी-लंबाई भी परिलक्षित होगी।
• इस प्रकार यदि शरीर की कुल लंबाई L है तो हमें पूर्ण छवि देखने के लिए दर्पण की लंबाई L / 2 होनी चाहिए। इसलिए यदि व्यक्ति की ऊंचाई 6 फीट है, तो हमें न्यूनतम 3 फीट दर्पण की आवश्यकता होती है, जिसे व्यक्ति की पूरी छवि देखने के लिए आंख के स्तर पर रखा जाता है।
• दर्पण कम से कम आधा उतना लंबा होना चाहिए जितना सामने खड़ा व्यक्ति है। चूंकि व्यक्ति 180 सेमी लंबा है, इसलिए दर्पण का ऊर्ध्वाधर आयाम कम से कम 90 सेमी होना चाहिए। दर्पण के निचले किनारे को ऊंचाई पर होना चाहिए जो उसके पैरों और आंखों के बीच की आधी दूरी है।
• चूंकि आँखें उसके सिर के ऊपर से 6 सेमी की दूरी पर स्थित हैं, जिसका अर्थ है कि यह उसके पैरों से 174 सेमी की ऊंचाई पर है, दर्पण का निचला किनारा जमीन से 87 सेमी होना चाहिए।
• जब समतल परावर्तित सतह पर प्रकाश किरण आपतित होती है, तो आपतित किरण और परावर्तित किरण एक ही समतल पर पड़ेंगी।
• आपतित कोण = आपतित किरण और आपतित बिंदु पर परावर्तक सतह के लंबवत के बीच का कोण।
• परावर्तन कोण = परावर्तित किरण और आपतित बिंदु पर परावर्तक सतह के लंबवत के बीच का कोण।

परावर्तन गुणांक का उपयोग करके परावर्तित वोल्टेज के प्रतिशत की गणना की जा सकती है।

चूँकि परावर्तन गुणांक 0.5 है, इसका अर्थ है:

50% शक्ति परावर्तित होती है।

50% शक्ति संचारित होती है।

संकल्पना:

जब प्रकाश उच्च अपवर्तनांक माध्यम से निम्न अपवर्तनांक माध्यम में जाता है, तो यह अभिलम्ब से दूर अपवर्तित होता है जैसा कि दिखाया गया है:

एक निश्चित कोण θ_i पर, कोई अपवर्तित तरंग नहीं होती है और तरंग पूर्ण आंतरिक परावर्तन (θ_r = 90°) से गुजरती है।

इस कोण को क्रांतिक कोण कहा जाता है।

एक प्रकाशिक तंतु के अंदर, हमारे पास उच्च अपवर्तनांक कोर (n₁) और निम्न अपवर्तनांक परिलेपन (n₂) होता है।

यह पूर्ण आंतरिक परावर्तन घटना के माध्यम से तंतु के अंदर तरंगों के संचरण का परिणाम देता है।

वर्णन:

फ्रेस्नेल समीकरण (या फ्रेस्नेल गुणांक) प्रकाश के परावर्तन और संचरण (या सामान्यतौर पर विद्युतचुंबकीय विकिरण) का वर्णन तब करता है जब यह अलग-अलग ऑप्टिकल माध्यम के बीच एक अंतराफलक पर आपतित होता है।

जब प्रकाश अपवर्तक सूचकांक n1 वाले एक माध्यम और अपवर्तक सूचकांक n2 वाले दूसरे माध्यम के बीच अंतराफलक से टकराता है, तो प्रकाश का परावर्तन और अपवर्तन दोनों हो सकता है। फ्रेस्नेल समीकरण ध्रुवीकरण के दो घटकों में से प्रत्येक घटक के लिए परावर्तित तरंग के विद्युत क्षेत्र और आपतित तरंग के विद्युत क्षेत्र का अनुपात तथा संचारित तरंग के विद्युत क्षेत्र और आपतित तरंग के विद्युत क्षेत्र का अनुपात प्रदान करता है।