अध्याय 9: किरण प्रकाशिकी एवं प्रकाशिक यंत्र
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कक्षा 12 भौतिकी एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 9, "किरण प्रकाशिकी एवं प्रकाशिक यंत्र", परावर्तन, अपवर्तन, पूर्ण आंतरिक परावर्तन और वर्ण-विक्षेपण के माध्यम से प्रकाश के व्यवहार की व्याख्या करता है, और यह दर्शाता है कि इन सिद्धांतों का उपयोग करके दर्पण, लेंस, प्रिज़्म, सूक्ष्मदर्शी और दूरदर्शी जैसे प्रकाशिक यंत्र निर्मित किए जाते हैं।
- प्रकाश का किरण मॉडल — यह अध्याय प्रकाश को सरल रेखाओं में चलती किरणों के रूप में मानता है — यह मान्यता तब वैध है जब तरंगदैर्घ्य, वस्तुओं की तुलना में अत्यंत छोटी हो — और इससे दर्पणों तथा लेंसों द्वारा प्रतिबिंब निर्माण के लिए एक सरल एवं शक्तिशाली ढाँचा मिलता है।
- अपवर्तन और पूर्ण आंतरिक परावर्तन — स्नेल का नियम सतहों पर प्रकाश के मुड़ने को नियंत्रित करता है, और क्रांतिक कोण से अधिक आपतन कोण पर प्रकाश माध्यम के भीतर पूर्णतः परावर्तित हो जाता है — यही प्रभाव प्रकाशिक तंतु को लंबी दूरियों तक प्रकाश संचारित करने में सक्षम बनाता है।
- लेंस और उनके संयोजन — लेंस निर्माता का सूत्र फोकस दूरी को आकार और पदार्थ से जोड़ता है, जबकि लेंसों का संयोजन उनकी क्षमताओं को जोड़ता है — यही संयुक्त प्रकाशिक यंत्रों की डिज़ाइन का तर्क है।
- प्रकाशिक यंत्र — इन्हीं सिद्धांतों को एकत्रित करके सूक्ष्मदर्शी और दूरदर्शी बनाए जाते हैं, जो यह दर्शाते हैं कि अभिदृश्यक और नेत्रिका लेंस (या दर्पण) मिलकर सूक्ष्म या दूरस्थ वस्तुओं को किस प्रकार आवर्धित करते हैं।
मुख्य बिंदु और सूत्र
- 01दर्पण समीकरण है 1/v + 1/u = 1/f, और गोलीय दर्पण की फोकस दूरी f = R/2 होती है, जहाँ R वक्रता त्रिज्या है।
- 02पूर्ण आंतरिक परावर्तन तब होता है जब प्रकाश सघन माध्यम से विरल माध्यम में जाता है और आपतन कोण क्रांतिक कोण ic से अधिक हो जाता है, जहाँ sin ic = n21; प्रकाशिक तंतु इस प्रभाव का उपयोग प्रकाश को नगण्य क्षति के साथ लंबी दूरियों तक संचारित करने में करते हैं।
- 03लेंस निर्माता का सूत्र फोकस दूरी को अपवर्तनांक और वक्रता त्रिज्याओं से जोड़ता है: 1/f = ((n2 - n1)/n1)(1/R1 - 1/R2); लेंस की क्षमता P = 1/f, जिसे डायॉप्टर (D) में मापते हैं।
- 04सम्पर्क में रखे पतले लेंसों के संयोजन के लिए 1/f = 1/f1 + 1/f2 + ... और कुल क्षमता P = P1 + P2 + P3 + ...
- 05संयुक्त सूक्ष्मदर्शी में अल्प फोकस दूरी का अभिदृश्यक लेंस आवर्धित वास्तविक प्रतिबिंब बनाता है और नेत्रिका इसे पुनः आवर्धित करती है; जब अंतिम प्रतिबिंब अनंत पर बने, तब कुल आवर्धन m = (L/fo)(D/fe) होता है।
- 06अपवर्ती दूरदर्शी की आवर्धन क्षमता m = fo/fe होती है; परावर्ती दूरदर्शी (जैसे कैसेग्रेन) में अवतल दर्पण अभिदृश्यक का कार्य करता है, जिससे वर्णीय विपथन समाप्त होता है और बड़े द्वारक संभव होते हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
01दर्पण समीकरण क्या है और गोलीय दर्पण की फोकस दूरी का वक्रता त्रिज्या से क्या संबंध है?
दर्पण समीकरण है 1/v + 1/u = 1/f, जहाँ u वस्तु दूरी, v प्रतिबिंब दूरी और f फोकस दूरी है। गोलीय दर्पण के लिए f = R/2, जहाँ R वक्रता त्रिज्या है।
02पूर्ण आंतरिक परावर्तन क्या है और हीरे का क्रांतिक कोण कितना है?
पूर्ण आंतरिक परावर्तन तब होता है जब प्रकाश सघन माध्यम से विरल माध्यम में जाता है और आपतन कोण क्रांतिक कोण से अधिक हो जाता है, जिसके बाद अपवर्तन संभव नहीं होता। हीरे का अपवर्तनांक 2.42 है, इसलिए उसका क्रांतिक कोण लगभग 24.41 डिग्री होता है।
03संयुक्त सूक्ष्मदर्शी उच्च आवर्धन कैसे प्राप्त करता है?
संयुक्त सूक्ष्मदर्शी में दो अभिसारी लेंस होते हैं: अभिदृश्यक (अल्प फोकस दूरी fo) वस्तु का वास्तविक, उल्टा, आवर्धित प्रतिबिंब बनाता है, और नेत्रिका (फोकस दूरी fe) इस प्रतिबिंब को आवर्धक काँच की तरह पुनः आवर्धित करती है। जब अंतिम प्रतिबिंब अनंत पर हो, तब कुल आवर्धन m = (L/fo)(D/fe) होता है, जहाँ L नलिका की लंबाई और D = 25 cm स्पष्ट दृष्टि की न्यूनतम दूरी है।
04क्या कक्षा 12 भौतिकी अध्याय 9 की एनसीईआरटी PDF निःशुल्क डाउनलोड हो सकती है?
हाँ, कक्षा 12 भौतिकी भाग II अध्याय 9 की एनसीईआरटी PDF ncerthindi.com पर पूर्णतः निःशुल्क डाउनलोड की जा सकती है।
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