प्रकाश आणि प्रकाशाचे स्रोत
रात्री वीज गेली की डोळे उघडे असूनही खोलीतले काहीच दिसत नाही. कोणीतरी मेणबत्ती लावली की सगळे एकदम दिसू लागते. पाहण्यासाठी डोळे आणि प्रकाश दोन्ही लागतात.
स्वतःचा प्रकाश निर्माण करणाऱ्या वस्तू म्हणजे प्रकाशस्रोत (sources of light). त्यांच्यापासून प्रकाश सर्व दिशांना पसरतो. स्रोत नैसर्गिक (सूर्य, तारे, वीज, काजवे) किंवा मानवनिर्मित (दिवा, टॉर्च, कंदील, विजेचा दिवा) असतात.
नियम 1 : नैसर्गिक आणि मानवनिर्मित स्रोत — पृथ्वीसाठी सूर्य हा सर्वात मोठा प्रकाशस्रोत आहे. सूर्यप्रकाशामुळे वनस्पती अन्न तयार करतात.
- सोपे : नैसर्गिक : सूर्य, तारे, वीज, काजवे.
- मध्यम : मानवनिर्मित : दिवा, टॉर्च, कंदील, विजेचा दिवा.
- परीक्षेसाठी : चंद्र तेजस्वी दिसतो पण तो स्रोत नाही; तो सूर्यप्रकाश परावर्तित करतो.
नियम 2 : प्रकाश दिसणे — वस्तूंपासून प्रकाश आपल्या डोळ्यांत पोहोचला की त्या दिसतात. झोतातील धूळ दिसते, प्रकाश स्वतः कधीच दिसत नाही.
- सोपे : अंधाऱ्या खोलीत टॉर्चच्या झोतात फक्त धूळ दिसते.
- मध्यम : पेटलेला दिवा दिसतो कारण त्याचा स्वतःचा प्रकाश डोळ्यांत पोहोचतो.
- परीक्षेसाठी : पुस्तक दिसते कारण त्यावरून परावर्तित प्रकाश डोळ्यांत पोहोचतो.
प्रकाशस्रोत स्वतःचा प्रकाश निर्माण करतो. पुस्तक, आरसा आणि चंद्र फक्त प्रकाश परावर्तित करतात.
चंद्राला प्रकाशस्रोत म्हणणे. तो सूर्यप्रकाशाच्या परावर्तनाने चमकतो.
आठवणीची युक्ती : स्रोत = स्वतः बनवलेला प्रकाश.
फरक ओळखा
| प्रकार | उदाहरण |
|---|---|
| नैसर्गिक स्रोत | सूर्य, तारे, काजवा |
| मानवनिर्मित स्रोत | टॉर्च, कंदील |
| स्रोत नाही | चंद्र, आरसा, पुस्तक |
सरावासाठी प्रश्न
- 1वस्तू पाहण्यासाठी काय लागते?
- 2प्रकाशस्रोत म्हणजे काय?
- 3दोन नैसर्गिक प्रकाशस्रोत सांगा.
- 4दोन मानवनिर्मित प्रकाशस्रोत सांगा.
- 5पृथ्वीसाठी सर्वात मोठा प्रकाशस्रोत कोणता?
- 6टॉर्चच्या झोतात धूळ दिसते पण प्रकाश का नाही?
- 7चंद्र प्रकाशस्रोत आहे का? स्पष्ट करा.
- 8प्रकाश असलेल्या खोलीत पुस्तक का दिसते?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1डोळे आणि प्रकाश.
- 2स्वतःचा प्रकाश निर्माण करणारी वस्तू.
- 3सूर्य आणि काजवे.
- 4टॉर्च आणि विजेचा दिवा.
- 5सूर्य
- 6प्रकाश डोळ्यांत पोहोचला तरच दिसतो; धूळ प्रकाश आपल्या डोळ्यांकडे परावर्तित करते.
- 7नाही. तो सूर्यप्रकाश परावर्तित करतो; तो स्वयंप्रकाशित नाही.
- 8दिव्याचा प्रकाश पुस्तकावर पडतो आणि परावर्तित होऊन आपल्या डोळ्यांत पोहोचतो.
प्रकाशाचे सरळ रेषेत गमन
वळणाच्या पलीकडचे दिसत नाही. टॉर्च लावला की झोत सरळ रेषेत जातो, कधी वक्र नाही. प्रकाश सरळ रेषेत प्रवास करतो.
प्रकाश सरळ रेषेत प्रवास करतो. यालाच प्रकाशाचा सरळ रेषेतील प्रवास (linear propagation) म्हणतात. ध्वनीला प्रवासासाठी माध्यम (medium – घन, द्रव किंवा वायू) लागते, पण प्रकाशाला माध्यम लागत नाही.
आकृतीत : आकृतीत तीन पुठ्ठ्यांची छिद्रे एका सरळ रेषेत आहेत, म्हणून डोळ्याला त्यातून मेणबत्तीची ज्योत दिसते.
नियम 1 : सरळ प्रवासाचा पुरावा — तीन पुठ्ठ्यांतून मेणबत्ती तेव्हाच दिसते जेव्हा छिद्रे एका सरळ रेषेत असतात.
- सोपे : एक पुठ्ठा बाजूला सरकवला की ज्योत दिसेनाशी होते.
- मध्यम : वाकड्या नळीतून दिसत नाही, सरळ नळीतून दिसते.
- परीक्षेसाठी : खिडकीच्या फटीतून येणारा सूर्यप्रकाश सरळ झोत तयार करतो.
नियम 2 : प्रकाशाला माध्यम लागत नाही — हवा पृथ्वीपासून फक्त सुमारे 100 किमी उंचीपर्यंत असते, तरीही 15 कोटी किमी दूरच्या सूर्याचा प्रकाश आपल्यापर्यंत पोहोचतो.
- सोपे : ध्वनी रिकाम्या अवकाशातून जात नाही, पण प्रकाश जातो.
- मध्यम : सूर्यप्रकाश रिकाम्या अवकाशातून पृथ्वीपर्यंत येतो.
- परीक्षेसाठी : प्रकाश हवा, पाणी आणि काचेतूनही जातो.
प्रकाश सरळ रेषेत जातो. त्याला माध्यम लागत नाही.
प्रकाश वळणावरून वळतो असे समजणे. तो सरळ जातो; म्हणूनच सावलीचा आकार वस्तूसारखाच असतो.
आठवणीची युक्ती : प्रकाश = रेषा; ध्वनी = माध्यम लागते.
फरक ओळखा
| मुद्दा | प्रकाश | ध्वनी |
|---|---|---|
| मार्ग | सरळ रेषा | माध्यमातून पसरतो |
| माध्यम हवे? | नाही | होय |
| अवकाशात | जातो | जात नाही |
सरावासाठी प्रश्न
- 1प्रकाश कसा प्रवास करतो?
- 2माध्यम म्हणजे काय?
- 3प्रकाशाला माध्यम लागते का?
- 4सूर्य पृथ्वीपासून किती दूर आहे?
- 5हवा पृथ्वीपासून किती उंचीपर्यंत असते?
- 6तीन पुठ्ठ्यांच्या प्रयोगात एक पुठ्ठा सरकवला तर काय होते?
- 7वाकड्या नळीतून का दिसत नाही?
- 8मीना म्हणते सूर्यापासून पृथ्वीपर्यंत सूर्यप्रकाश हवेतून येतो. तिला दुरुस्त करा.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1सरळ रेषेत.
- 2घन, द्रव किंवा वायू ज्यातून ध्वनी प्रवास करतो.
- 3नाही
- 4सुमारे 15 कोटी किमी
- 5सुमारे 100 किमी
- 6ज्योत दिसत नाही.
- 7प्रकाश सरळ जातो आणि नळीच्या वळणावर वळू शकत नाही.
- 8हवा फक्त सुमारे 100 किमी असते; बाकी रिकामा अवकाश आहे आणि प्रकाश माध्यमाशिवाय तो पार करतो.
सूक्ष्मछिद्र कॅमेरा
उन्हाच्या दिवशी बंद खिडकीतील लहानशा छिद्रातून येणारा प्रकाश समोरच्या भिंतीवर बाहेरच्या झाडाचे लहान उलटे चित्र तयार करतो. सुईछिद्र कॅमेरा असाच चालतो, कोणत्याही भिंगाशिवाय.
सुईछिद्र कॅमेरा (pinhole camera) म्हणजे एका बाजूला लहान छिद्र आणि दुसऱ्या बाजूला पडदा असलेला खोका. प्रकाशकिरण छिद्रातून जाऊन पडद्यावर उलटी प्रतिमा तयार करतात. भिंग वापरत नाहीत.
आकृतीत : आकृतीत ज्योतीच्या वरच्या भागाचे किरण पडद्याच्या खालच्या भागावर आणि खालच्या भागाचे किरण वरच्या भागावर पोहोचतात, म्हणून प्रतिमा उलटी असते.
नियम 1 : प्रतिमा उलटी का — प्रकाश सरळ रेषेत जातो, म्हणून किरण छिद्रात एकमेकांना छेदतात.
- सोपे : वस्तूचा वरचा भाग → प्रतिमेचा खालचा भाग.
- मध्यम : वस्तूचा खालचा भाग → प्रतिमेचा वरचा भाग.
- परीक्षेसाठी : डावी-उजवी बाजूही उलटते.
नियम 2 : छिद्राचा आकार — लहान छिद्राने प्रतिमा जास्त स्पष्ट (पण मंद) येते. मोठ्या छिद्राने ती उजळ पण अस्पष्ट येते.
- सोपे : टाचणीचे छिद्र स्पष्ट प्रतिमा देते.
- मध्यम : मोठे छिद्र अस्पष्ट प्रतिमा देते.
- परीक्षेसाठी : सूर्यग्रहण सुरक्षित पाहण्यासाठी सुईछिद्र कॅमेरा वापरतात, कारण आपण सूर्याकडे थेट न पाहता प्रतिमा पाहतो.
सूर्याकडे कधीही थेट पाहू नका. ग्रहणासाठी सुईछिद्र कॅमेरा वापरा.
सुईछिद्र कॅमेऱ्याला भिंग असते असे समजणे. त्याला फक्त लहान छिद्र असते.
आठवणीची युक्ती : सरळ किरण छिद्रात छेदतात → उलटी प्रतिमा.
फरक ओळखा
| भाग | कार्य |
|---|---|
| लहान छिद्र | किरणांना जाऊ देते |
| पडदा | प्रतिमा दाखवतो |
| प्रतिमा | उलटी |
सरावासाठी प्रश्न
- 1सुईछिद्र कॅमेरा कशी प्रतिमा तयार करतो?
- 2सुईछिद्र कॅमेऱ्यात भिंग असते का?
- 3कोणते छिद्र जास्त स्पष्ट प्रतिमा देते?
- 4सुईछिद्र कॅमेरा कशासाठी वापरतात?
- 5मेणबत्तीच्या ज्योतीचा वरचा भाग पडद्याच्या कोणत्या भागावर पोहोचतो?
- 6प्रतिमा उलटी का असते?
- 7छिद्र खूप मोठे केले तर प्रतिमेचे काय होईल?
- 8राजूला सूर्यग्रहण पाहायचे आहे. तो हातातल्या छिद्रातून सूर्याकडे थेट पाहतो. हे सुरक्षित आहे का?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1उलटी प्रतिमा.
- 2नाही
- 3लहान छिद्र
- 4सूर्यग्रहण सुरक्षित पाहण्यासाठी.
- 5खालच्या भागावर.
- 6प्रकाश सरळ जातो, म्हणून किरण छिद्रात एकमेकांना छेदतात.
- 7ती उजळ पण अस्पष्ट होईल.
- 8नाही. सूर्याकडे थेट पाहू नये; पडद्यावरची प्रतिमा पाहावी.
परावर्तन आणि परावर्तनाचे नियम
चेंडू भिंतीवर आदळला की परत येतो. प्रकाशकिरणही आरशावर किंवा चकचकीत पृष्ठभागावर आदळला की परत फिरतो. याला परावर्तन म्हणतात.
परावर्तन (reflection) म्हणजे वस्तूच्या पृष्ठभागावरून प्रकाशकिरण मागे फिरणे. अपारदर्शक वस्तू प्रकाश परावर्तित करतात; पारदर्शक वस्तू जाऊ देतात; अर्धपारदर्शक काही जाऊ देतात आणि काही परावर्तित करतात.
आकृतीत : आकृतीत i = r = 30°, म्हणून आपाती किरण आणि परावर्तित किरण यांमधील कोन 30° + 30° = 60°. कोन लंबापासून मोजतात, आरशापासून नाही.
नियम 1 : संज्ञा — आपाती किरण, आपात बिंदू, लंब (त्या बिंदूपाशी काटकोनात रेषा), परावर्तित किरण, आपात कोन (i), परावर्तन कोन (r).
- सोपे : आरशाकडे जाणारा किरण आपाती किरण.
- मध्यम : परत येणारा किरण परावर्तित किरण.
- परीक्षेसाठी : लंब म्हणजे आपात बिंदूपाशी आरशाशी 90° वर असलेली रेषा.
नियम 2 : परावर्तनाचे नियम — (1) आपाती आणि परावर्तित किरण लंबाच्या विरुद्ध बाजूंना असतात. (2) आपात कोन = परावर्तन कोन. (3) आपाती किरण, परावर्तित किरण आणि लंब एकाच पातळीत असतात.
- सोपे : i = 40° असेल तर r = 40°.
- मध्यम : i = 25° असेल तर दोन किरणांमधील कोन = 25° + 25° = 50°.
- परीक्षेसाठी : आरशाशी 30° कोन करणारा किरण लंबाशी 90° − 30° = 60° कोन करतो, म्हणून i = r = 60° आणि किरणांमधील कोन 120°.
आकृतीत : आकृतीत टॉर्चचा प्रकाश तीन पत्र्यांवर पडतो : पारदर्शक पत्रा सगळा प्रकाश जाऊ देतो, अर्धपारदर्शक काही जाऊ देतो आणि अपारदर्शक काहीच जाऊ देत नाही.
परावर्तन आणि परावर्तनाचे नियम
ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.
ॲपमध्ये उघडाकोन नेहमी लंबापासून मोजतात. लंबाच्या दिशेने आलेला किरण (i = 0°) त्याच मार्गाने परत जातो.
कोन आरशाच्या पृष्ठभागापासून मोजणे. लंबापासून मोजा.
आठवणीची युक्ती : i = r, दोन्ही लंबापासून.
फरक ओळखा
| संज्ञा | अर्थ |
|---|---|
| आपाती किरण | पृष्ठभागावर पडणारा किरण |
| परावर्तित किरण | परत फिरलेला किरण |
| लंब | आपात बिंदूपाशी काटकोनी रेषा |
सरावासाठी प्रश्न
- 1प्रकाशाचे परावर्तन म्हणजे काय?
- 2लंब म्हणजे काय?
- 3परावर्तनाचा दुसरा नियम सांगा.
- 4i = 40° असेल तर r काढा.
- 5i = 25° असेल तर आपाती आणि परावर्तित किरणांमधील कोन काढा.
- 6कोणती वस्तू प्रकाश परावर्तित करते : अपारदर्शक की पारदर्शक?
- 7एक किरण समतल आरशाशी 30° चा कोन करतो. i, r आणि आपाती-परावर्तित किरणांमधील कोन काढा.
- 8अनिल आपात कोन आरशाच्या पृष्ठभागापासून मोजून 30° सांगतो. मित्र म्हणतो i = 60°. कोण बरोबर?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1वस्तूच्या पृष्ठभागावरून प्रकाशकिरण मागे फिरणे.
- 2आपात बिंदूपाशी पृष्ठभागाला काटकोनात असलेली रेषा.
- 3आपात कोन = परावर्तन कोन.
- 440°
- 550°
- 6अपारदर्शक
- 7i = r = 90° − 30° = 60°; किरणांमधील कोन = 120°.
- 8मित्र; कोन लंबापासून मोजतात : 90° − 30° = 60°.
नियमित आणि अनियमित परावर्तन
शांत तलावात किंवा स्टीलच्या ताटात तुम्हाला तुमचा चेहरा दिसतो, पण भिंतीत किंवा कापडात दिसत नाही. दोन्ही प्रकाश परावर्तित करतात, पण गुळगुळीत पृष्ठभागावर स्पष्ट प्रतिमा येते आणि खडबडीत पृष्ठभागावर येत नाही.
नियमित परावर्तन : गुळगुळीत पृष्ठभागावर समांतर किरण समांतरच राहतात. अनियमित परावर्तन : खडबडीत पृष्ठभागावर समांतर किरण अनेक दिशांना विखुरतात.
आकृतीत : आकृतीत गुळगुळीत पृष्ठभागावरून (नियमित परावर्तन) समांतर किरण परावर्तनानंतरही समांतर राहतात आणि खडबडीत पृष्ठभागावर (अनियमित परावर्तन) विखुरतात.
नियम 1 : नियमित परावर्तन — गुळगुळीत पृष्ठभाग – समतल आरसा, चकचकीत धातू, शांत पाणी.
- सोपे : आरशात तुम्हाला तुमची प्रतिमा दिसते.
- मध्यम : शांत तलाव झाडांचे स्पष्ट प्रतिबिंब देतो.
- परीक्षेसाठी : लाटा असलेला तलाव तुटक प्रतिबिंब देतो.
नियम 2 : अनियमित परावर्तन — खडबडीत पृष्ठभाग – कागद, भिंत, कापड, दगड. परावर्तनाचे नियम प्रत्येक बिंदूवर लागू होतात.
- सोपे : आपल्याला पुस्तकाचे पान कोणत्याही बाजूने दिसते.
- मध्यम : रस्त्यावरचा दगड अनियमित परावर्तनामुळे दिसतो.
- परीक्षेसाठी : चंद्र सूर्यप्रकाश परावर्तित करतो म्हणून दिसतो; तो स्वयंप्रकाशित नाही.
नियमित परावर्तनाने प्रतिमा मिळतात. अनियमित परावर्तनामुळे बहुतेक वस्तू दिसतात.
खडबडीत पृष्ठभाग परावर्तनाचे नियम पाळत नाहीत असे समजणे. ते पाळतात, पण लंब वेगवेगळ्या दिशांना असतात.
आठवणीची युक्ती : गुळगुळीत = एकाच दिशेला; खडबडीत = अनेक दिशांना.
फरक ओळखा
| मुद्दा | नियमित | अनियमित |
|---|---|---|
| पृष्ठभाग | गुळगुळीत | खडबडीत |
| परावर्तित किरण | समांतर | विखुरलेले |
| उदाहरण | आरसा | कागद, भिंत |
सरावासाठी प्रश्न
- 1नियमित परावर्तन म्हणजे काय?
- 2अनियमित परावर्तन म्हणजे काय?
- 3नियमित परावर्तनाच्या दोन पृष्ठभागांची उदाहरणे द्या.
- 4अनियमित परावर्तनाच्या दोन पृष्ठभागांची उदाहरणे द्या.
- 5पुस्तक कोणत्याही बाजूने कसे दिसते?
- 6आपल्याला चंद्र का दिसतो?
- 7खडबडीत पृष्ठभागावर परावर्तनाचे नियम लागू होतात का? स्पष्ट करा.
- 8मीना म्हणते लाटा असलेल्या तलावात प्रतिबिंब येत नाही कारण पाणी गुळगुळीत असते. तिला दुरुस्त करा.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1गुळगुळीत पृष्ठभागावरून परावर्तित समांतर किरण समांतरच राहतात.
- 2खडबडीत पृष्ठभागावरून परावर्तित समांतर किरण अनेक दिशांना विखुरतात.
- 3समतल आरसा आणि शांत पाणी.
- 4कागद आणि कापड.
- 5त्याचा खडबडीत पृष्ठभाग प्रकाश सर्व दिशांना विखुरतो.
- 6तो सूर्यप्रकाश परावर्तित करतो; तो स्वयंप्रकाशित नाही.
- 7होय, प्रत्येक बिंदूवर; पण लंब वेगवेगळ्या दिशांना असल्याने किरण विखुरतात.
- 8लाटांमुळे पृष्ठभाग खाचखळग्यांचा होतो, म्हणून प्रतिबिंब तुटक आणि अस्पष्ट येते.
झटपट उजळणी
- प्रकाश सरळ रेषेत प्रवास करतो आणि त्याला माध्यम लागत नाही.
- सूक्ष्मछिद्र कॅमेरा : उलटी प्रतिमा.
- आपतन कोन = परावर्तन कोन.
- खडबडीत पृष्ठभाग : अनियमित परावर्तन.