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निम्नलिखित में से किस स्थिति में अवतल दर्पण (concave mirror) की फोकस दूरी बदल जाती है?
निर्वात में रखे जाने पर
वायु में रखे जाने पर
किसी भी माध्यम में फोकस दूरी नहीं बदलती है
जल में रखे जाने पर
किसी भी माध्यम में फोकस दूरी नहीं बदलती है
गोलीय दर्पण (अवतल या उत्तल) की फोकस दूरी पूरी तरह से उसकी वक्रता त्रिज्या (R) द्वारा निर्धारित होती है। चूंकि माध्यम परावर्तन की प्रक्रिया को प्रभावित नहीं करता है, इसलिए दर्पण वायु, जल या निर्वात, किसी में भी रखा जाए, उसकी फोकस दूरी स्थिर रहती है।
गोलीय दर्पण (अवतल या उत्तल) की फोकस दूरी पूरी तरह से उसकी वक्रता त्रिज्या (R) द्वारा निर्धारित होती है। चूंकि माध्यम परावर्तन की प्रक्रिया को प्रभावित नहीं करता है, इसलिए दर्पण वायु, जल या निर्वात, किसी में भी रखा जाए, उसकी फोकस दूरी स्थिर रहती है।
एक चमकदार धातु के चम्मच के बारे में सोचें; यह जिस तरह से प्रतिबिंब बनाने के लिए प्रकाश को मोड़ता है, वह केवल इसलिए नहीं बदलता कि आपने इसे पानी के गिलास में डुबो दिया है—यह धातु का भौतिक आकार है जो काम करता है, न कि उसके चारों ओर की हवा।
दर्पण = आकार, लेंस = अपवर्तन। दर्पणों को माध्यम से कोई फर्क नहीं पड़ता!
f=2R — मूलभूत संबंध जहाँ फोकस दूरी (f), वक्रता त्रिज्या (R) की आधी होती है।
अवतल दर्पण की फोकस दूरी f=2R संबंध द्वारा दी जाती है। चूंकि प्रकाश का परावर्तन दर्पण की पॉलिश की हुई सतह पर होता है, इसलिए यह आसपास के माध्यम के अपवर्तनांक (refractive index) से स्वतंत्र होता है, लेंसों के विपरीत जिनमें अपवर्तन होता है और इसलिए वे माध्यम पर निर्भर करते हैं।
फोकस दूरी केवल दर्पण की सतह की वक्रता पर निर्भर करती है।
अपवर्तन (जो माध्यम पर निर्भर करता है) दर्पण के परावर्तन में शामिल नहीं होता है।
लेंस, दर्पणों के विपरीत, माध्यम बदलने पर अपनी फोकस दूरी बदल लेते हैं।
विभिन्न वातावरणों में सुसंगत ऑप्टिकल प्रदर्शन की अनुमति देता है (उदाहरण के लिए, पानी के नीचे के कैमरे, टेलीस्कोप)।
वाहनों की हेडलाइट्स
सौर भट्टियाँ
दंत चिकित्सकों के दर्पण
| Feature | स्थिर | परिवर्तनीय |
|---|---|---|
निर्भरता | दर्पण (फोकस दूरी) | लेंस (फोकस दूरी) |
माध्यम का अपवर्तनांक प्रकाश की गति को प्रभावित करता है लेकिन परावर्तन के कोण (i=r) को नहीं।
विकल्प D एक सामान्य भ्रामक विकल्प (distractor) है क्योंकि छात्र दर्पण और लेंस में भ्रमित हो जाते हैं (लेंस मेकर सूत्र में माध्यम का अपवर्तनांक शामिल होता है)।
C सही है — अवतल दर्पण की फोकस दूरी केवल उसकी वक्रता त्रिज्या पर निर्भर करती है और किसी भी माध्यम में अपरिवर्तित रहती है।
परीक्षा के प्रश्नों के लिए हमेशा परावर्तन (दर्पण - माध्यम से स्वतंत्र) और अपवर्तन (लेंस - माध्यम पर निर्भर) के बीच अंतर करें।