પ્ર.૧ ધારો કે તમે અંધારા ઓરડામાં છો. શું તમે ઓરડાની વસ્તુઓ જોઈ શકો છો? શું તમે ઓરડાની બહારની વસ્તુઓ જોઈ શકો છો? સમજાવો.
• અંધારા ઓરડાની વસ્તુઓ જોઈ શકાતી નથી, કારણ કે ત્યાં પ્રકાશનો કોઈ સ્ત્રોત નથી જે વસ્તુ પર પડીને પરાવર્તિત થઈ આપણી આંખમાં પ્રવેશી શકે.
• ઓરડાની બહારની વસ્તુઓ જોઈ શકાય છે, જો બહાર પ્રકાશ હોય અને તે વસ્તુઓ પરથી પરાવર્તિત થતો પ્રકાશ આપણી આંખમાં દાખલ થતો હોય.
પ્ર.૨ નિયમિત અને અનિયમિત (વિખરાયેલા) પરાવર્તન વચ્ચેનો તફાવત સ્પષ્ટ કરો. શું અનિયમિત પરાવર્તન એ પરાવર્તનના નિયમોની નિષ્ફળતા દર્શાવે છે?
• નિયમિત પરાવર્તન: લીસી અને ચળકતી સપાટી (દા.ત. અરીસો) પર સમાંતર આપાત થતાં પ્રકાશનાં કિરણો ચોક્કસ એક જ દિશામાં સમાંતર પરાવર્તિત થાય છે.
• અનિયમિત પરાવર્તન: ખરબચડી સપાટી (દા.ત. કાગળ, દીવાલ) પર આપાત થતાં સમાંતર કિરણો જુદી જુદી અનિયમિત દિશાઓમાં ફેલાઈ જાય છે.
• ના, અનિયમિત પરાવર્તન પરાવર્તનના નિયમોની નિષ્ફળતા દર્શાવતું નથી. સપાટીના દરેક સૂક્ષ્મ ખાડા-ટેકરાવાળા બિંદુએ આપાતકોણ અને પરાવર્તનકોણ સમાન જ હોય છે. સપાટી અસમતલ હોવાથી લંબની દિશા બદલાય છે.
પ્ર.૩ પ્રકાશનું કિરણ નીચેની સપાટીઓ પર આપાત થાય ત્યારે નિયમિત પરાવર્તન થશે કે અનિયમિત તે દર્શાવો :
(ક) પોલિશ કરેલું લાકડાનું ટેબલ: નિયમિત (સપાટી અત્યંત લીસી હોવાથી).
(ખ) ચોકનો પાઉડર: અનિયમિત (સપાટી અત્યંત ખરબચડી હોવાથી).
(ગ) કાર્ડબોર્ડની સપાટી: અનિયમિત (સૂક્ષ્મ અસમતલ સપાટી છે).
(ઘ) આરસના ભોંયતળિયા પર ઢોળાયેલું પાણી: નિયમિત (પાણીની સપાટી અરીસા જેવી સમતલ બને છે).
(ચ) અરીસો: નિયમિત (સંપૂર્ણ સમતલ અને ચળકતી સપાટી).
(છ) કાગળનો ટુકડો: અનિયમિત (સપાટી પર અસંખ્ય સૂક્ષ્મ ખાડા-ટેકરા હોય છે).
પ્ર.૪ પરાવર્તનના નિયમો જણાવો.
૧. પ્રથમ નિયમ: આપાતકોણ (∠i) અને પરાવર્તનકોણ (∠r) ના મૂલ્યો હંમેશાં સમાન હોય છે (∠i = ∠r).
૨. બીજો નિયમ: આપાતકિરણ, આપાતબિંદુએ સપાટીને દોરેલો લંબ અને પરાવર્તિતકિરણ - આ ત્રણેય હંમેશાં એક જ સમતલમાં હોય છે.
પ્ર.૫ આપાતકિરણ, પરાવર્તિતકિરણ અને લંબ એક જ સમતલમાં હોય છે તે દર્શાવતી પ્રવૃત્તિ વર્ણવો.
ડ્રોઇંગ બોર્ડ પર એક સફેદ કાગળની શીટ લગાવો. એક કાંસકાની વચ્ચેની તિરાડ સિવાયના ભાગ કાળા કાગળથી ઢાંકી દો. કાંસકામાંથી પ્રકાશ પસાર કરી સમતલ અરીસા પર આપાતકિરણ મેળવો. કાગળ પર આપાતકિરણ, લંબ અને પરાવર્તિતકિરણ પેન્સિલથી અંકિત કરો.
હવે કાગળનો જે ભાગ પરાવર્તિતકિરણ દર્શાવે છે તેને ટેબલની ધારથી સહેજ વાળી (નમાવી) દો. તમે જોશો કે વળેલા ભાગ પર પરાવર્તિતકિરણ દેખાતું નથી. જ્યારે કાગળને ફરી મૂળ સ્થિતિમાં લાવો ત્યારે તે તરત દેખાય છે. આ સાબિત કરે છે કે ત્રણેય એક જ સમતલમાં હોય છે.
પ્ર.૬ ખાલી જગ્યા પૂરો :
(ક) સમતલ અરીસાની સામે 1 m દૂર ઊભેલી વ્યક્તિ પોતાના પ્રતિબિંબથી 2 m દૂર દેખાશે.
(ખ) જો તમે સમતલ અરીસાની સામે તમારા ડાબા કાનને જમણા હાથથી અડકો, તો અરીસામાં એવું લાગશે કે તમે તમારા જમણા કાનને ડાબા હાથથી અડક્યા છો.
(ગ) મંદ પ્રકાશમાં આંખની કીકીનું કદ મોટું (વિસ્તૃત) થાય છે.
(ઘ) નિશાચર પક્ષીઓની આંખના નેત્રપટલ પર શંકુકોષો કરતાં સળીકોષો (દંડકોષો) ની સંખ્યા વધુ હોય છે.
પ્ર.૭ સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો : આપાતકોણ એ પરાવર્તનકોણ સમાન હોય છે :
સાચો વિકલ્પ: (ક) હંમેશાં (∠i = ∠r એ કુદરતી સાર્વત્રિક નિયમ છે).
પ્ર.૮ સમતલ અરીસા દ્વારા રચાતું પ્રતિબિંબ કેવું હોય છે?
સાચો વિકલ્પ: (ખ) આભાસી, અરીસાની પાછળ અને વસ્તુના જેવડા જ કદનું (તેમજ ચત્તું અને પાર્શ્વીય ઉલટાયેલું).
પ્ર.૯ કેલિડોસ્કોપની રચનાનું વર્ણન કરો.
કેલિડોસ્કોપ બનાવવા માટે આશરે 15 cm લાંબી અને 4 cm પહોળી સમાન માપની ત્રણ લંબચોરસ સમતલ અરીસાની પટ્ટીઓને પ્રિઝમ આકારે (60° ના ખૂણે ત્રિકોણાકાર નળી બને તેમ) જોડવામાં આવે છે.
• આ રચનાને કાર્ડબોર્ડની નળાકાર ટ્યુબમાં ગોઠવવામાં આવે છે.
• ટ્યુબના એક છેડે છિદ્રવાળી તકતી અને બીજા છેડે ઘસેલો કાચ મૂકી અંદર રંગબેરંગી કાચની બંગડીઓના ટુકડા રાખવામાં આવે છે.
• બહુવિધ પરાવર્તનને કારણે તેમાં ફેરવતાં અદ્ભુત અને ક્યારેય પુનરાવર્તિત ન થતી સુંદર ભાત રચાય છે.
પ્ર.૧૦ માનવ આંખની નામનિર્દેશનવાળી રચના સમજાવો.
માનવ આંખ લગભગ ગોળાકાર અંગ છે. તેના મુખ્ય ભાગો:
૧. કોર્નિયા (કનીનિકા/પારદર્શક પટલ): આંખનો સૌથી આગળનો ઉપસેલો પારદર્શક ભાગ.
૨. આઇરિસ (કૃષ્ણમંડળ પેશી): આંખનો રંગીન પડદો જે કીકીના કદનું નિયંત્રણ કરે છે.
૩. કીકી (Pupil): આઇરિસની મધ્યમાં આવેલું નાનું છિદ્ર જે આંખમાં પ્રવેશેલા પ્રકાશનું પ્રમાણ નિયંત્રિત કરે છે.
૪. નેત્રમણિ (લેન્સ): બહિર્ગોળ લેન્સ જે પ્રકાશને નેત્રપટલ પર કેન્દ્રિત કરે છે.
૫. રેટિના (નેત્રપટલ): આંખનો પાછળનો પડદો જેમાં પ્રકાશસંવેદી કોષો (શંકુકોષો - રંગ પારખવા અને સળીકોષો - પ્રકાશની તીવ્રતા પારખવા) આવેલા હોય છે.
૬. દ્રષ્ટિચેતા: રેટિના પર રચાતા પ્રતિબિંબના સંકેતો મગજ સુધી પહોંચાડે છે.
પ્ર.૧૧ ગુરમીત લેસર ટોર્ચનો ઉપયોગ કરી પ્રવૃત્તિ કરવા માંગતો હતો. તેના શિક્ષકે તેને તેમ ન કરવાની સલાહ આપી. શું તમે શિક્ષકની સલાહનું કારણ સમજાવી શકો?
લેસર પ્રકાશ અત્યંત તીવ્ર અને સંકેન્દ્રિત ઊર્જા ધરાવે છે. જો લેસર કિરણ સીધું આંખમાં પ્રવેશે તો તે નેત્રપટલ (રેટિના) ના સંવેદનશીલ કોષોને કાયમ માટે બાળી નાખે છે. આનાથી આંખની દ્રષ્ટિ કાયમ માટે ગુમાવવાનું જોખમ રહેલું છે. તેથી શિક્ષકની સલાહ યોગ્ય હતી.
પ્ર.૧૨ તમે તમારી આંખોની સંભાળ કેવી રીતે રાખી શકો તે સમજાવો.
૧. આંખમાં તકલીફ હોય તો યોગ્ય ડોક્ટર પાસે નિયમિત તપાસ કરાવી ચશ્મા વાપરવા.
૨. ખૂબ ઓછા પ્રકાશમાં કે અતિ તીવ્ર પ્રકાશમાં વાંચવું નહીં.
૩. સૂર્ય કે શક્તિશાળી પ્રકાશ તરફ સીધું નરી આંખે જોવું નહીં.
૪. આંખોને ક્યારેય ચોળવી નહીં. ધૂળ પડે તો સ્વચ્છ પાણીથી ધોવી.
૫. વાંચતી વખતે પુસ્તક આંખથી આશરે 25 cm ના યોગ્ય અંતરે રાખવું.
૬. ખોરાકમાં વિટામિન-A યુક્ત આહાર (ગાજર, પપૈયું, પાલક) લેવો જેથી રતાંધળાપણું ન આવે.
પ્ર.૧૩ જો પરાવર્તિતકિરણ આપાતકિરણ સાથે 90° નો ખૂણો બનાવતું હોય, તો આપાતકોણ કેટલો હશે?
ગણતરી:
• આપાતકિરણ અને પરાવર્તિતકિરણ વચ્ચેનો ખૂણો = ∠i + ∠r = 90°
• પરાવર્તનના નિયમ મુજબ: ∠i = ∠r
• તેથી, ∠i + ∠i = 90° ⇒ 2∠i = 90° ⇒ ∠i = 90° / 2 = 45°
જવાબ: આપાતકોણ 45° હશે.
પ્ર.૧૪ એકબીજાથી 40 cm ના અંતરે સમાંતર રાખેલા બે સમતલ અરીસા વચ્ચે મૂકેલી મીણબત્તીનાં કેટલાં પ્રતિબિંબો મળશે?
બે સમાંતર સમતલ અરીસાઓ વચ્ચે વારંવાર સતત પરાવર્તન થવાને લીધે મીણબત્તીનાં અસંખ્ય (અનંત - Infinite) પ્રતિબિંબો જોવા મળશે.
પ્ર.૧૫ બે અરીસા એકબીજા સાથે કાટખૂણે (90°) રાખેલા છે. એક અરીસા પર 30° ના ખૂણે આપાત થતું પ્રકાશનું કિરણ બીજા અરીસા પરથી કયા ખૂણે પરાવર્તિત થશે?
• પ્રથમ અરીસા પર આપાતકોણ = 30°, તેથી પ્રથમ અરીસા પર પરાવર્તનકોણ = 30°.
• આ કિરણ પ્રથમ અરીસાની સપાટી સાથે 60° (90° - 30°) નો ખૂણો બનાવશે.
• બંને અરીસા કાટખૂણે હોવાથી, ત્રિકોણના ખૂણાઓના નિયમ અનુસાર બીજા અરીસાની સપાટી સાથે કિરણ 30° નો ખૂણો બનાવશે.
• તેથી બીજા અરીસા પર આપાતકોણ = 90° - 30° = 60° થશે.
• પરાવર્તનના નિયમ મુજબ બીજા અરીસા પરથી પરાવર્તનકોણ પણ 60° થશે.
પ્ર.૧૬ બૂઝો સમતલ અરીસાની બાજુમાં A સ્થાને ઊભો છે. શું તે અરીસામાં પોતાનું પ્રતિબિંબ જોઈ શકે છે? શું તે P, Q અને R સ્થાને મૂકેલી વસ્તુઓનું પ્રતિબિંબ જોઈ શકે છે?
• બૂઝો અરીસાની સામે ન હોવાથી તે અરીસામાં પોતાનું પ્રતિબિંબ જોઈ શકતો નથી.
• તે P અને Q સ્થાને રહેલી વસ્તુઓમાંથી પરાવર્તિત થતા કિરણો તેની આંખ સુધી પહોંચતા હોવાથી P અને Q નું પ્રતિબિંબ જોઈ શકે છે.
• પરંતુ R સ્થાનેથી પરાવર્તિત કિરણો તેના સુધી પહોંચતા ન હોવાથી તે R નું પ્રતિબિંબ જોઈ શકતો નથી.
પ્ર.૧૭ સમતલ અરીસા સામે ઊભેલી વ્યક્તિ A ના પ્રતિબિંબનું સ્થાન અને ડેવિડના પ્રતિબિંબના અંતરનો પ્રશ્ન :
(ક) સ્થાન A પર મૂકેલી વસ્તુનું સમતલ અરીસામાં પ્રતિબિંબ: અરીસાથી જેટલા લંબ અંતરે આગળ વસ્તુ A છે, તેટલા જ લંબ અંતરે અરીસાની બરાબર પાછળ આભાસી પ્રતિબિંબ રચાશે.
(ખ) શું B સ્થાને ઊભેલી પહેલી આ પ્રતિબિંબ જોઈ શકે છે? હા, કારણ કે A માંથી પરાવર્તિત કિરણો પહેલી સુધી પહોંચે છે.
(ગ) શું C સ્થાને ઊભેલો બૂઝો આ પ્રતિબિંબ જોઈ શકે છે? હા, તે પણ જોઈ શકે છે.
(ઘ) જ્યારે પહેલી B પરથી ખસીને C તરફ જાય છે, ત્યારે A નું પ્રતિબિંબ ક્યાં જશે? A નું પ્રતિબિંબ પોતાના મૂળ સ્થાને જ સ્થિર રહેશે, કારણ કે વસ્તુ (A) નું સ્થાન બદલાયું નથી. માત્ર જોનાર વ્યક્તિનું સ્થાન બદલાય છે.