प्रकाश: सावल्या आणि प्रतिबिंब – विज्ञान पाठ 11
महत्त्वाचे मुद्दे (Important Points)
- ज्या वस्तू स्वतःचा प्रकाश बाहेर टाकतात त्यांना स्वयंप्रकाशीत वस्तू म्हणतात (उदा. सूर्य, तारे, काजवे).
- ज्या वस्तूंना स्वतःचा प्रकाश नसतो त्यांना पर-प्रकाशीत वस्तू म्हणतात (उदा. चंद्र). पृथ्वीवर सूर्य हा प्रकाशाचा मुख्य आणि नैसर्गिक स्रोत आहे.
- प्रकाश नेहमी एका सरळ रेषेत प्रवास करतो.
- पारदर्शक वस्तूंमधून प्रकाश पूर्णपणे पार जातो, अर्धपारदर्शक वस्तूंमधून प्रकाश अंशतः पार जातो, तर अपारदर्शक वस्तूंमधून प्रकाश अजिबात पार जात नाही.
- जेव्हा अपारदर्शक वस्तू प्रकाशकिरणांचा मार्ग अडवते, तेव्हा त्या वस्तूची सावली (Shadow) निर्माण होते.
- सावली निर्माण होण्यासाठी प्रकाशाचा स्रोत, अपारदर्शक वस्तू आणि पडदा यांची आवश्यकता असते. वस्तूचा रंग बदलला तरी सावलीचा रंग बदलत नाही (सावली नेहमी गडद असते).
- सपाट आरशासारख्या गुळगुळीत पृष्ठभागावरून प्रकाशकिरणांची दिशा बदलण्याच्या क्रियेला ‘प्रकाशाचे परावर्तन’ म्हणतात.
- सपाट आरशामुळे तयार होणारी प्रतिमा: वस्तूच्या आकाराएवढीच असते, सरळ असते, पडद्यावर घेता येत नाही आणि ‘भूजा-परिवर्तनीय’ (डावी बाजू उजवीकडे दिसणे) असते.
- सूचीछिद्र कॅमेऱ्यातून (Pinhole Camera) मिळणारी प्रतिमा उलटी असते.
- परिदर्शक (Periscope) आणि गुणीत प्रतिमा दर्शक (Kaleidoscope) ही साधने प्रकाशाच्या परावर्तनाच्या तत्त्वावर चालतात.
- सूर्यप्रकाश पृथ्वीवर पोहोचण्यासाठी 8 मिनिटे 20 सेकंद इतका वेळ लागतो.
बहुपर्यायी प्रश्न (MCQs)
1. पृथ्वीतलावर प्रकाशाचा मुख्य नैसर्गिक स्रोत कोणता आहे?
उत्तर: C) सूर्य
2. खालीलपैकी पर-प्रकाशीत वस्तू कोणती?
उत्तर: B) चंद्र
3. प्रकाश कोणत्या मार्गाने प्रवास करतो?
उत्तर: C) सरळ रेषेत
4. ज्या वस्तूंमधून प्रकाश पूर्णपणे पार जातो, त्यांना काय म्हणतात?
उत्तर: B) पारदर्शक वस्तू
5. सावली निर्माण होण्यासाठी खालीलपैकी कोणत्या घटकाची गरज नसते?
उत्तर: D) पारदर्शक काच
6. अपारदर्शक वस्तूमुळे प्रकाश अडवला गेल्यावर काय निर्माण होते?
उत्तर: C) सावली
7. सपाट आरशावर प्रकाश पडल्यावर प्रकाशकिरणांची दिशा बदलते, याला काय म्हणतात?
उत्तर: B) प्रकाशाचे परावर्तन
8. सपाट आरशात दिसणारी प्रतिमा कशी असते?
उत्तर: C) सरळ आणि मूळ वस्तूच्या आकाराएवढी
9. आरशात पाहताना आपला डावा हात प्रतिमेचा उजवा हात वाटतो, या बदलाला काय म्हणतात?
उत्तर: B) भूजा-परिवर्तन (Lateral Inversion)
10. सूचीछिद्र प्रतिमा ग्राहकामध्ये (Pinhole camera) मिळणारी प्रतिमा कशी असते?
उत्तर: C) उलटी
11. खालीलपैकी कोणते साधन प्रकाशाच्या परावर्तनावर चालते?
उत्तर: B) परिदर्शक (Periscope)
12. गुणीत प्रतिमा दर्शकामध्ये (Kaleidoscope) किती आरसे जोडलेले असतात?
उत्तर: B) 3
13. सूर्यप्रकाश सूर्यापासून पृथ्वीवर पोहोचण्यासाठी किती वेळ लागतो?
उत्तर: A) 8 मिनिटे 20 सेकंद
14. लाल रंगाच्या चेंडूची सावली कोणत्या रंगाची असते?
उत्तर: B) काळी (गर्द छाया)
15. ज्या वस्तू स्वतःचा प्रकाश बाहेर टाकतात, त्यांना काय म्हणतात?
उत्तर: C) स्वयंप्रकाशीत वस्तू
16. रुग्णवाहिकेवर ‘AMBULANCE’ हे नाव उलट्या अक्षरात का लिहिलेले असते?
उत्तर: C) पुढच्या गाडीच्या आरशामध्ये भूजा-परिवर्तनामुळे ते सरळ वाचावे यासाठी
17. जर प्रकाशाचा स्रोत (उदा. विजेरी) वस्तूच्या अगदी जवळ नेला, तर सावलीच्या आकारात काय बदल होतो?
उत्तर: B) सावली मोठी होते
18. ‘LED’ या शब्दाचा पूर्ण अर्थ काय आहे? (अवांतर माहिती)
उत्तर: A) Light Emitting Diode
19. प्रकाश एका माध्यमातून दुसऱ्या माध्यमात जाताना आपला मार्ग किंचित बदलतो, याला काय म्हणतात?
उत्तर: C) प्रकाशाचे अपवर्तन
20. खालीलपैकी अर्धपारदर्शक वस्तू कोणती?
उत्तर: B) ट्रेस पेपर (अनुरेख कागद)
21. परिदर्शकामध्ये (Periscope) कोणते आरसे वापरले जातात?
उत्तर: B) सपाट आरसे
22. खालीलपैकी कोणत्या वेळेला तुमची सावली सर्वात आखूड असेल?
उत्तर: B) 12 PM
23. सपाट आरशामुळे निर्माण होणारी प्रतिमा पडद्यावर मिळवता येते का?
उत्तर: B) नाही, ती पडद्यावर उमटत नाही
24. धातूचा पृष्ठभाग घासून बनवलेले ‘अरन्मूळ आरसे’ कोणत्या राज्यात बनवले जातात?
उत्तर: C) केरळ
25. गुणीत प्रतिमा दर्शक (Kaleidoscope) मध्ये सुंदर आकृतीबंध का तयार होतात?
उत्तर: C) अनेक वेळा होणाऱ्या परावर्तनामुळे (पुनर्परावर्तन)
गाळलेल्या जागा भरा (Fill in the Blanks)
1. ज्या वस्तू स्वतःचा प्रकाश बाहेर टाकतात, त्यांना ___________ वस्तू म्हणतात.
उत्तर: स्वयंप्रकाशीत
2. प्रकाश नेहमी ___________ रेषेत जातो.
उत्तर: सरळ
3. चंद्र हा ___________ वस्तूचे उदाहरण आहे कारण तो सूर्याचा प्रकाश परावर्तित करतो.
उत्तर: पर-प्रकाशीत
4. ___________ वस्तूंमधून प्रकाश पूर्णपणे अडवला जातो.
उत्तर: अपारदर्शक
5. जेव्हा अपारदर्शक वस्तू प्रकाशाचा मार्ग अडवते, तेव्हा ___________ ची निर्मिती होते.
उत्तर: सावली
6. गुळगुळीत पृष्ठभागाद्वारे प्रकाशकिरणांच्या दिशेत होणाऱ्या बदलाला प्रकाशाचे ___________ म्हणतात.
उत्तर: परावर्तन
7. सपाट आरशात दिसणाऱ्या डाव्या-उजव्या बाजूच्या बदलाला ___________ असे म्हणतात.
उत्तर: भूजा-परिवर्तन
8. सूचीछिद्र कॅमेऱ्यातून (Pinhole camera) मिळणारी प्रतिमा ___________ असते.
उत्तर: उलटी
9. पाणबुड्यांमध्ये बाहेरील स्थितीचे निरीक्षण करण्यासाठी ___________ चा वापर केला जातो.
उत्तर: परिदर्शकाचा (Periscope)
10. सूर्यप्रकाश पृथ्वीवर पोहोचण्यासाठी 8 मिनिटे आणि ___________ सेकंद लागतात.
उत्तर: 20
एका वाक्यात उत्तरे द्या (1 Mark Questions)
1. स्वयंप्रकाशीत वस्तू म्हणजे काय?
उत्तर: ज्या वस्तू स्वतःचा प्रकाश बाहेर टाकतात, त्यांना स्वयंप्रकाशीत वस्तू असे म्हणतात.
2. पर-प्रकाशीत वस्तूचे एक उदाहरण द्या.
उत्तर: चंद्र हे पर-प्रकाशीत वस्तूचे उदाहरण आहे.
3. सावली पाहण्यासाठी कोणकोणत्या गोष्टींची आवश्यकता असते?
उत्तर: सावली पाहण्यासाठी प्रकाशाचा स्रोत, अपारदर्शक वस्तू आणि पडदा यांची आवश्यकता असते.
4. प्रकाशाचे परावर्तन म्हणजे काय?
उत्तर: चकचकीत पृष्ठभागाद्वारे किंवा आरशाद्वारे प्रकाशकिरणांच्या दिशेत होणाऱ्या बदलाला प्रकाशाचे परावर्तन असे म्हणतात.
5. भूजा-परिवर्तन म्हणजे काय?
उत्तर: सपाट आरशात पाहताना आपली डावी बाजू प्रतिमेत उजवी आणि उजवी बाजू डावी दिसते, याला भूजा-परिवर्तन असे म्हणतात.
6. अपारदर्शक वस्तूचा रंग बदलल्यास तिच्या सावलीचा रंग बदलतो का?
उत्तर: नाही, अपारदर्शक वस्तूचा रंग बदलल्यास सावलीच्या रंगात बदल होत नाही, ती नेहमी काळी किंवा गर्दच असते.
7. पारदर्शक वस्तू म्हणजे काय?
उत्तर: ज्या वस्तूंमधून प्रकाश पूर्णपणे आरपार जातो, त्यांना पारदर्शक वस्तू असे म्हणतात.
8. परिदर्शकाचा (Periscope) वापर कुठे केला जातो?
उत्तर: परिदर्शकाचा वापर सैन्यातील रणगाडे, नौदलातील पाणबुड्या आणि बंकरमध्ये बाहेरील स्थिती पाहण्यासाठी केला जातो.
9. गुणीत प्रतिमा दर्शकामध्ये (Kaleidoscope) आरसे कोणत्या आकारात जोडलेले असतात?
उत्तर: गुणीत प्रतिमा दर्शकामध्ये तीन समान लांबीचे आरसे त्रिकोणी चित्तीच्या आकारात जोडलेले असतात.
10. सूचीछिद्र कॅमेऱ्यातील (Pinhole camera) प्रतिमा उलटी का दिसते?
उत्तर: प्रकाश नेहमी सरळ रेषेत प्रवास करत असल्यामुळे, वस्तूच्या वरच्या भागातून येणारे किरण छिद्रातून खाली जातात व खालच्या भागातील किरण वर जातात, त्यामुळे प्रतिमा उलटी तयार होते.
प्रकाश: सावल्या आणि प्रतिबिंब
महत्त्वाचे मुद्दे (Important Points)
- सूर्य हा प्रकाशाचा एकमेव नैसर्गिक स्रोत आहे. तारे, काजवे हे सुद्धा नैसर्गिक स्रोत आहेत.
- ज्या वस्तू स्वतःचा प्रकाश बाहेर टाकतात त्यांना ‘स्वयंप्रकाशीत वस्तू’ म्हणतात.
- ज्या वस्तूंना स्वतःचा प्रकाश नसतो (उदा. चंद्र) त्यांना ‘पर-प्रकाशीत वस्तू’ म्हणतात.
- प्रकाश नेहमी सरळ रेषेत प्रवास करतो.
- पारदर्शक वस्तूमधून प्रकाश पूर्णपणे पार जातो, अर्धपारदर्शक वस्तूमधून भागशः पार जातो, तर अपारदर्शक वस्तूमधून प्रकाश पार जात नाही.
- अपारदर्शक वस्तूमुळे प्रकाश अडविला जातो तेव्हा सावली निर्माण होते.
- सावली पाहण्यासाठी प्रकाशाचा स्रोत, अपारदर्शक वस्तू आणि पडदा यांची आवश्यकता असते.
- चकचकीत पृष्ठभागाद्वारे किंवा आरशाद्वारे प्रकाशकिरणांच्या दिशेत होणाऱ्या बदलाला ‘प्रकाशाचे परावर्तन’ म्हणतात.
- सपाट आरशामुळे तयार होणारी प्रतिमा मूळ वस्तूएवढीच, सुलट आणि उभी असते, पडद्यावर घेता येत नाही आणि भुजा-परिवर्तनीय (Lateral Inversion) असते.
- सूचीछिद्र कॅमेऱ्यातून (Pinhole Camera) मिळणारी प्रतिमा उलटी असते.
- परिदर्शक (Periscope) आणि गुणीत प्रतिमा दर्शक (Kaleidoscope) ही प्रकाशाच्या परावर्तनावर आधारित उपकरणे आहेत.
कोष्टक सोडवणूक
कोष्टक 11.1: विविध पदार्थांमधून प्रकाशाचा प्रवास
| पदार्थ/वस्तू | माझा अंदाज | निरीक्षण | पारदर्शक / अर्धपारदर्शक / अपारदर्शक |
|---|---|---|---|
| पुठ्ठा | पार जात नाही | पार जात नाही | अपारदर्शक |
| कागद | काही प्रमाणात | काही प्रमाणात | अर्धपारदर्शक |
| काच | पूर्णपणे पार जातो | पूर्णपणे पार जातो | पारदर्शक |
| अनुरेख कागद (Trace Paper) | काही प्रमाणात | काही प्रमाणात | अर्धपारदर्शक |
| जाड कापड | पार जात नाही | पार जात नाही | अपारदर्शक |
कोष्टक 11.2: सावल्यांचे निरीक्षण
| कृती | सावलीबाबतची निरीक्षणे |
|---|---|
| पडदा बाजुला काढून घेतला असता. | सावली दिसणार नाही. |
| वस्तू बाजुला काढून घेतली असता. | सावली नष्ट होईल. |
| विजेरी (बॅटरी) बंद केली असता. | सावली दिसणार नाही. |
| विजेरी आणि पडदा स्थिर ठेऊन वस्तू पडद्याजवळ सरकविली असता. | सावली लहान होईल. |
| विजेरी आणि पडदा स्थिर ठेऊन वस्तू विजेरीकडे सरकवली असता. | सावली मोठी होईल. |
| विजेरी आणि पडदा स्थिर ठेऊन वस्तू थोडीशी तिरकस केली असता. | सावलीचा आकार बदलेल. |
| वस्तूचा रंग बदलला असता. | सावलीच्या रंगात कोणताही बदल होणार नाही (सावली काळीच राहील). |
विस्तृत अध्ययन (Exercise Questions)
1. खालीलपैकी कोणत्या वस्तू स्वयंप्रकाशीत वस्तू आहेत ? मंगळ, चंद्र, ध्रुव तारा, सूर्य, शुक्र, आरसा.
उत्तर: ध्रुव तारा, सूर्य या स्वयंप्रकाशीत वस्तू आहेत. (मंगळ, चंद्र, शुक्र, आरसा या पर-प्रकाशीत वस्तू आहेत.)
2. जोड्या जुळवा: 1) सूचीछिद्र कॅमेरा 2) अपारदर्शक वस्तू 3) पारदर्शक वस्तू 4) सावली
उत्तर:
1) सूचीछिद्र कॅमेरा – उलटी प्रतिमा तयार करतो
2) अपारदर्शक वस्तू – प्रकाशकिरणांना पूर्णपणे थोपविते
3) पारदर्शक वस्तू – यामधून प्रकाश जवळपास पूर्णपणे पार जातो
4) सावली – अपारदर्शक वस्तूमुळे निर्माण होणारी
1) सूचीछिद्र कॅमेरा – उलटी प्रतिमा तयार करतो
2) अपारदर्शक वस्तू – प्रकाशकिरणांना पूर्णपणे थोपविते
3) पारदर्शक वस्तू – यामधून प्रकाश जवळपास पूर्णपणे पार जातो
4) सावली – अपारदर्शक वस्तूमुळे निर्माण होणारी
3. साहील, रेखा, पॅट्रीक आणि कुसुम हे सर्वजण आकृतीमध्ये दाखविल्याप्रमाणे मेणबत्तीची ज्योत एका नळीमधून पहायचा प्रयत्न करत आहेत. त्यापैकी कोणाला ज्योत दिसेल?
उत्तर: कुसुम. कारण कुसुमकडे असलेली नळी मेणबत्तीच्या ज्योतीच्या अगदी सरळ रेषेत आहे आणि प्रकाश नेहमी सरळ रेषेत प्रवास करतो. साहील, रेखा आणि पॅट्रीक यांची नळी वक्र असल्याने त्यांना ज्योत दिसणार नाही.
4. आकृतीमध्ये दाखविलेल्या चित्रांचे निरीक्षण करा आणि त्यापैकी सावली निर्माण करणारे कोणते चित्र योग्य आहे ते निवडा.
उत्तर: (b) हे चित्र योग्य आहे, कारण सावली नेहमी प्रकाशाच्या स्रोताच्या विरुद्ध दिशेला पडते.
5. विजेरी आणि चेंडूच्या प्रयोगात: (i) चेंडू विजेरीच्या जवळ आहे (ii) चेंडू पडद्याजवळ आहे. कोणत्या स्थितीत कोणती सावली निर्माण होईल?
उत्तर: मोठी सावली स्थिती (i) मध्ये (चेंडू विजेरीच्या जवळ असताना) निर्माण होईल. लहान सावली स्थिती (ii) मध्ये (चेंडू पडद्याजवळ असताना) निर्माण होईल.
6. विजेरीच्या स्थितीनुसार जोड्या जुळवा: (जर विजेरी चेंडूच्या जवळ नेली तर, चेंडू काढून घेतला तर, विजेरी खूप दूर असती तर, चेंडूच्या डाव्या बाजुला दोन विजेऱ्या पेटवून ठेवल्या तर)
उत्तर:
– जर विजेरी चेंडूच्या जवळ नेली तर -> सावली मोठी झालेली दिसेल.
– त्या ठिकाणावरून चेंडू काढून घेतला तर -> पडद्यावर प्रकाशाचा प्रखर झोत पडलेला दिसेल.
– जर विजेरी खूप दूर असती तर -> सावली लहान झालेली दिसेल.
– जर चेंडूच्या डाव्या बाजुला दोन विजेऱ्या पेटवून ठेवल्या तर -> पडद्यावर दोन सावल्या दिसू लागतील.
– जर विजेरी चेंडूच्या जवळ नेली तर -> सावली मोठी झालेली दिसेल.
– त्या ठिकाणावरून चेंडू काढून घेतला तर -> पडद्यावर प्रकाशाचा प्रखर झोत पडलेला दिसेल.
– जर विजेरी खूप दूर असती तर -> सावली लहान झालेली दिसेल.
– जर चेंडूच्या डाव्या बाजुला दोन विजेऱ्या पेटवून ठेवल्या तर -> पडद्यावर दोन सावल्या दिसू लागतील.
7. झाड सुचिछीद्र कॅमेरा वापरून पाहिले तर पडद्यावरील प्रतिमेचे रेखाचित्र कसे असेल?
उत्तर: सूचीछीद्र कॅमेऱ्यातून दिसणारी झाडाची प्रतिमा पडद्यावर पूर्णपणे उलटी दिसेल.
8. एका कोऱ्या कागदावर तुमचे नाव ठळक अक्षरात लिहा. तो कागद सपाट आरशासमोर धरा. अक्षरांचे लेखन करा. काय फरक दिसून आला?
उत्तर: आरशात अक्षरे डावी-उजवी उलटी (Lateral inverted) दिसतात. याला भुजा-परिवर्तन म्हणतात.
9. 9AM, 12PM आणि 4PM वाजता सावलीचे मोजमाप. कोणत्या वेळेला तुमची सावली आखूड होती आणि असे का होत असेल?
उत्तर: 12PM (दुपारी 12 वाजता) सावली सर्वात आखूड असते. कारण दुपारी सूर्य अगदी डोक्यावर असतो, त्यामुळे प्रकाशकिरण सरळ खाली पडतात आणि सावली सर्वांत लहान बनते.
10. विधानांच्या आधारे अचूक पर्याय निवडा: विधान A: सपाट आरशामुळे तयार होणारी प्रतिमा भूजा-परिवर्तनीय असते. विधान B: सपाट आरशामध्ये T आणि O या मुळाक्षरांच्या प्रतिमा त्या मुळाक्षरा सारख्याच असतात.
उत्तर: दोन्ही विधाने सत्य आहेत. (T आणि O ही सममित (symmetric) अक्षरे असल्याने त्यांचे भुजा-परिवर्तन मूळ अक्षरासारखेच दिसते.)
11. वक्र नलिका आणि दोन सपाट आरसे दिले तर परिदर्शक तयार करू शकाल का?
उत्तर: होय. वक्र नलिकेच्या दोन्ही कोपऱ्यांवर 45 अंशाच्या कोनात दोन सपाट आरसे बसवून परिदर्शक (Periscope) तयार करता येईल, ज्यामुळे प्रकाश परावर्तित होऊन वक्र नलिकेतूनही बाहेरील वस्तू पाहता येईल.
12. आकाशात उडणाऱ्या पक्षाची सावली जमिनीवर दिसत नाही पण जमिनीवर बसून जेव्हा पक्षी झेप घेतो तेव्हा त्याची सावली जमिनीवर दिसून येते. असे का होते?
उत्तर: पक्षी जमिनीपासून खूप उंचावर उडत असताना, तो प्रकाशाच्या स्रोतापासून (सूर्यापासून) खूप दूर असतो आणि पडदा (जमीन) देखील दूर असतो. त्यामुळे प्रकाश विखुरला जातो आणि सावली अत्यंत पुसट होते किंवा जमिनीवर पोहोचत नाही. पण जेव्हा तो जमिनीच्या (पडद्याच्या) जवळ असतो, तेव्हा प्रकाशाचे किरण अडवले जाऊन स्पष्ट सावली जमिनीवर पडते.

