पृथ्वी के वायुमंडल में गति करते समय प्रकाश की किरण के मुड़ने का कारण कौन-सी परिघटना है?

Question

Examoogle · Accepted Answer

The correct answer is A: वायुमंडलीय अपवर्तन. वायुमंडलीय अपवर्तन वह परिघटना है जो पृथ्वी के वायुमंडल से गुजरने वाली प्रकाश की किरणों के मुड़ने के लिए जिम्मेदार है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि वायुमंडल की ऊपरी परतें विरल (कम प्रकाशिक घनत्व और अपवर्तनांक) होती हैं, जबकि पृथ्वी की सतह के पास की निचली परतें सघन (उच्च प्रकाशिक घनत्व और अपवर्तनांक) होती हैं।

Step-by-Step Solution & Concepts:
वायुमंडलीय अपवर्तन वह परिघटना है जो पृथ्वी के वायुमंडल से गुजरने वाली प्रकाश की किरणों के मुड़ने के लिए जिम्मेदार है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि वायुमंडल की ऊपरी परतें विरल (कम प्रकाशिक घनत्व और अपवर्तनांक) होती हैं, जबकि पृथ्वी की सतह के पास की निचली परतें सघन (उच्च प्रकाशिक घनत्व और अपवर्तनांक) होती हैं।

Working Principle: जब खगोलीय पिंडों (जैसे तारों और सूर्य) या स्थलीय स्रोतों से प्रकाश निरंतर बदलते तापमान, दबाव और प्रकाशिक घनत्व वाली वायु की परतों से गुजरता है, तो इसकी गति धीरे-धीरे बदलती है। स्नेल के नियम के अनुसार, अपवर्तनांक ($\mu$) में यह निरंतर परिवर्तन प्रकाश की किरण को सघन परतों में प्रवेश करते समय अभिलंब की ओर मुड़ने के लिए बाध्य करता है, जिससे आभासी स्थिति में परिवर्तन, तारों का टिमटिमाना और अग्रिम सूर्योदय/विलंबित सूर्यास्त होता है।

Key Formulas: $$\mu = \frac{c}{v}$$ — निर्वात में प्रकाश की चाल और माध्यम में प्रकाश की चाल के अनुपात के रूप में अपवर्तनांक; $$n_1 \sin(	heta_1) = n_2 \sin(	heta_2)$$ — अपवर्तन का स्नेल का नियम

Key Points: वायु घनत्व बढ़ने के साथ वायुमंडल का अपवर्तनांक ऊपर से नीचे की ओर उत्तरोत्तर बढ़ता जाता है।; प्रकाश विरल से सघन परतों की ओर यात्रा करते समय अभिलंब की ओर लगातार मुड़ता है।; तारों के टिमटिमाने और क्षितिज पर सूर्य के अंडाकार आकार जैसी परिघटनाओं के लिए जिम्मेदार है।; विभिन्न तरंगदैर्ध्य (रंग) थोड़े अलग तरीके से मुड़ते हैं, लेकिन कुल मुड़ने की प्रक्रिया में अपवर्तन का ही प्रभुत्व होता है।

Advantages: खगोल विज्ञान में वैज्ञानिकों को खगोलीय अपवर्तन संशोधनों का अध्ययन करने में मदद करता है।

Disadvantages: खगोलीय दूरबीन छवियों में विकृति और धुंधलापन पैदा करता है।

Applications: अग्रिम सूर्योदय और विलंबित सूर्यास्त; तारों का टिमटिमाना (सिंटिलेशन); तारों की स्थितियों का आभासी विस्थापन

Additional Info: विकल्प B (वायुमंडलीय प्रकीर्णन) आकाश के नीले रंग और सूर्यास्त के समय सूर्य के लाल दिखाई देने के लिए जिम्मेदार है, न कि किरणों के मुड़ने के लिए।. विकल्प C (वायुमंडलीय परावर्तन) सामान्य आकाश अवलोकन में अपवर्तन की तुलना में नगण्य है।. विकल्प D (वायुमंडलीय विक्षेपण) श्वेत प्रकाश को उसके घटक रंगों (जैसे, इंद्रधनुष) में विभाजित करता है, लेकिन सामान्य मुड़ने का प्रक्षेपवक्र अपवर्तन ही है।

Answer: A सही है — वायुमंडलीय अपवर्तन वह परिघटना है जो पृथ्वी के वायुमंडल में विभिन्न प्रकाशिक घनत्वों वाली वायु की परतों से गुजरने पर प्रकाश की किरणों के मुड़ने का कारण बनती है।

Exam Tip: RRB ALP और SSC जैसी प्रतियोगी परीक्षाओं में, हमेशा अपवर्तन (घनत्व प्रवणता के कारण मुड़ना), प्रकीर्णन (रेले प्रकीर्णन जैसे कणों द्वारा सभी दिशाओं में बिखरना), और विक्षेपण (श्वेत प्रकाश का स्पेक्ट्रम में विभाजन) के बीच अंतर स्पष्ट रखें।

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