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General SciencePhysics: Optics

एक प्रकाश किरण हवा से 1.5 अपवर्तनांक वाले कांच के माध्यम में यात्रा करती है। यदि हवा में प्रकाश की गति 3 x 10⁸ m/s है, तो कांच में प्रकाश की गति क्या है?

2 x 10⁸ m/s

5 x 10⁸ m/s

3 x 10⁸ m/s

Correct Answer

🔬 SC • Science अवधारणा और सिद्धांतGeneral SciencePhysics: Optics

2 x 10⁸ m/s

Quick Summary:

किसी माध्यम में प्रकाश की गति उस माध्यम के अपवर्तनांक द्वारा निर्धारित होती है। सूत्र $v = \frac{c}{n}$ का उपयोग करते हुए, जहाँ $c$ निर्वात (या वायु) में प्रकाश की गति है और $n$ अपवर्तनांक है, हम पाते हैं कि कांच में प्रकाश की गति $2 \times 10^8 \text{ m/s}$ है।

🔬SCScience Solutionअवधारणा और सिद्धांत

💡 Explanation

💡 Everyday Analogy (Real-World Intuition)

समुद्र तट पर दौड़ने (वायु) की तुलना में पानी में कमर तक डूबकर दौड़ने (कांच) के बारे में सोचें: माध्यम गति का विरोध करता है, जिससे आप माध्यम के घनत्व/प्रतिरोध के बराबर कारक से धीमा हो जाते हैं।

🧠 Memory Mnemonic / Shortcut Aid

माध्यम में गति की आसानी से गणना करने के लिए 'C over N gives V' ( $v = \frac{c}{n}$ ) याद रखें।

🔢 Key Formulas

$n = \frac{c}{v}$ — अपवर्तनांक सूत्र

$v = \frac{c}{n}$ — माध्यम में प्रकाश की गति

⚙️ Working Principle

अपवर्तनांक ( $n$ ) को निर्वात या वायु में प्रकाश की गति ( $c$ ) और माध्यम में प्रकाश की गति ( $v$ ) के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। जब प्रकाश कांच ( $n = 1.5$ ) जैसे सघन प्रकाशीय माध्यम में प्रवेश करता है, तो यह उस अपवर्तनांक के समानुपातिक रूप से धीमा हो जाता है।

📌 Key Points

▸
अपवर्तनांक एक विमाहीन राशि है जो 1 से अधिक या उसके बराबर होती है।
▸
प्रकाश निर्वात में सबसे तेजी से यात्रा करता है और सामग्री माध्यमों में धीमा हो जाता है।
▸
जब प्रकाश किसी नए माध्यम में प्रवेश करता है, तो इसकी आवृत्ति अपरिवर्तित रहती है, लेकिन इसकी तरंग दैर्ध्य और गति कम हो जाती है।

🛠️ Applications / Uses

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ऑप्टिकल लेंस और फाइबर ऑप्टिक्स का डिज़ाइन
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हीरे और ऑप्टिकल फाइबर में पूर्ण आंतरिक परावर्तन को समझना

📄 Additional Information

▸
निर्वात में प्रकाश की गति $c \approx 3 \times 10^8 \text{ m/s}$ ।
▸
गणना: $v = \frac{3 \times 10^8}{1.5} = 2 \times 10^8 \text{ m/s}$ । विकल्प A सही है।

📊 Diagram / Illustration

✅

A सही है — 1.5 अपवर्तनांक वाले कांच में प्रकाश की गति की गणना इस प्रकार की जाती है: $3 \times 10^8 / 1.5 = 2 \times 10^8 \text{ m/s}$ ।

Core Concepts Used

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अपवर्तनांक प्रकाश की गति प्रकासीय घनत्व

💡 EXAM TIP

भौतिकी परीक्षा में गति और अपवर्तनांक की समस्याओं से निपटते समय हमेशा सुनिश्चित करें कि इकाइयाँ सुसंगत हैं।

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