आपण वस्तू कशा पाहतो
रात्री खोलीतील दिवा बंद केला की कपाट, खुर्ची काहीच दिसत नाही; दिवा लावला की सगळे दिसू लागते.
वस्तूकडून निघालेला प्रकाश आपल्या डोळ्यांत शिरला की ती वस्तू दिसते. हा प्रकाश वस्तूने स्वतः उत्सर्जित केलेला असू शकतो किंवा तिने परावर्तित (reflect) केलेला असू शकतो. प्रकाशकिरण एखाद्या पृष्ठभागावर पडून मागे वळतात, त्याला प्रकाशाचे परावर्तन (reflection of light) म्हणतात.
नियम 1 : स्वयंप्रकाशी आणि परावर्तक वस्तू — सूर्य, दिवा, तारे स्वतः प्रकाश देतात. चंद्र, खुर्ची, पुस्तक प्रकाश देत नाहीत; त्यांच्यावर पडलेला प्रकाश परावर्तित होऊन आपल्या डोळ्यांत येतो.
- सोपे : टेबलावरचे पुस्तक दिव्याच्या प्रकाशामुळे दिसते.
- मध्यम : अंधाऱ्या खोलीत विजेरी लावली तर भिंतीवर पडलेला प्रकाश परावर्तित होऊन आपल्याला भिंत दिसते.
- परीक्षेसाठी : चंद्र स्वयंप्रकाशी नाही; सूर्याचा प्रकाश परावर्तित करतो, म्हणून तो चमकदार दिसतो.
नियम 2 : परावर्तनातील संज्ञा — पृष्ठभागावर पडणाऱ्या किरणाला आपाती किरण, पडण्याच्या बिंदूला आपात बिंदू आणि मागे वळणाऱ्या किरणाला परावर्तित किरण म्हणतात.
- सोपे : आरशावर विजेरीचा झोत टाकला की झोत दुसऱ्या दिशेला जातो.
- मध्यम : कंगव्याच्या फटीतून आलेला किरण आरशावर पडून परावर्तित होतो आणि कागदावर रेषेसारखा दिसतो.
- परीक्षेसाठी : किरण आरशाला लंब पडला तर तो त्याच मार्गाने परत येतो.
आपण प्रकाश स्रोतांमुळे नव्हे, तर प्रकाश डोळ्यांत शिरल्यामुळे वस्तू पाहतो.
"डोळ्यांतून किरण निघून वस्तूवर पडतात" हे चुकीचे आहे. प्रकाश वस्तूकडून डोळ्यात येतो.
आठवणीची युक्ती : "प्रकाश येतो, वस्तू दिसते" — वस्तूकडून आलेला प्रकाश डोळ्यांत शिरला की ती दिसते.
फरक ओळखा
| मुद्दा | स्वयंप्रकाशी | परावर्तक |
|---|---|---|
| उदाहरण | सूर्य, दिवा | चंद्र, पुस्तक |
| प्रकाश | स्वतः देतो | परावर्तित करतो |
सरावासाठी प्रश्न
- 1आपण वस्तू केव्हा पाहू शकतो?
- 2एका स्वयंप्रकाशी वस्तूचे नाव सांगा.
- 3परावर्तन म्हणजे काय?
- 4चंद्र आपल्याला कसा दिसतो?
- 5आपात बिंदू म्हणजे काय?
- 6परावर्तित किरण म्हणजे काय?
- 7अंधाऱ्या खोलीत वस्तू का दिसत नाहीत?
- 8"डोळ्यांतून किरण निघतात" हे मत चुकीचे का आहे?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1तिच्याकडून आलेला प्रकाश डोळ्यांत शिरला की.
- 2सूर्य (किंवा दिवा).
- 3प्रकाशकिरण पृष्ठभागावर पडून मागे वळणे.
- 4तो सूर्याचा प्रकाश परावर्तित करतो.
- 5ज्या बिंदूवर आपाती किरण पडतो तो.
- 6पृष्ठभागावरून मागे वळणारा किरण.
- 7कारण त्यांच्याकडून प्रकाश डोळ्यांत येत नाही.
- 8प्रकाश वस्तूकडून डोळ्यात येतो; अंधारात डोळे उघडे असूनही वस्तू दिसत नाहीत.
परावर्तनाचे नियम
चेंडू भिंतीवर तिरपा आपटला तर तो ठरावीक कोनातून परत येतो. प्रकाशाचेही असेच नियमित वर्तन असते.
आरशाच्या आपात बिंदूवर आरशाला काढलेल्या लंबाला लंब (normal) म्हणतात. आपाती किरण आणि लंब यांच्यातील कोन आपात कोन (angle of incidence), तर परावर्तित किरण आणि लंब यांच्यातील कोन परावर्तन कोन (angle of reflection) होय.
नियम 1 : परावर्तनाचे तीन नियम — १) ∠i = ∠r — आपात कोन आणि परावर्तन कोन समान असतात. २) आपाती किरण, परावर्तित किरण आणि लंब एकाच प्रतलात असतात. ३) आपाती आणि परावर्तित किरण लंबाच्या विरुद्ध बाजूंना असतात.
- सोपे : आपात कोन 30° असेल तर परावर्तन कोन 30°.
- मध्यम : आपात कोन 45° असेल तर आपाती आणि परावर्तित किरणांमधील कोन 45° + 45° = 90°.
- परीक्षेसाठी : कागदावर आपात कोन 30°, 45°, 60° घेऊन पिना लावून मोजले तर प्रत्येक वेळी परावर्तन कोन तेवढाच मिळतो.
नियम 2 : लंब पडलेला किरण — किरण आरशाला लंब पडला तर आपात कोन 0° असतो. त्यामुळे परावर्तन कोनही 0° असतो आणि किरण त्याच मार्गाने परत येतो.
- सोपे : आरशाला समोरून विजेरी लावली तर प्रकाश तुमच्याकडे परत येतो.
- मध्यम : 0° आपात कोनावर आपाती व परावर्तित किरण एकाच रेषेत असतात.
- परीक्षेसाठी : लंब पडलेल्या किरणासाठी दोन्ही कोन 0° असल्याने कोनांची बेरीजही 0° असते.
कोन नेहमी लंबापासून मोजतात, आरशाच्या पृष्ठभागापासून नव्हे.
आरशाच्या पृष्ठभागाशी केलेल्या कोनाला आपात कोन म्हणणे चुकीचे आहे. आपात कोन लंबाशी मोजतात.
आठवणीची युक्ती : "लंबाशी i = r" — नेहमी लंबापासून मोजा; दोन्ही कोन समान.
फरक ओळखा
| कोन | कोणत्या दोन रेषांमधला |
|---|---|
| आपात कोन ∠i | आपाती किरण आणि लंब |
| परावर्तन कोन ∠r | परावर्तित किरण आणि लंब |
सरावासाठी प्रश्न
- 1परावर्तनाचा पहिला नियम सांगा.
- 2आपात कोन 40° असेल तर परावर्तन कोन किती?
- 3लंब म्हणजे काय?
- 4आपात कोन 50° असेल तर आपाती आणि परावर्तित किरणांमधील कोन किती?
- 5किरण आरशाला लंब पडला तर तो कसा परत येतो?
- 6तीन नियमांपैकी कोणता नियम किरण आणि लंब एकाच प्रतलात असल्याचे सांगतो?
- 7आपाती आणि परावर्तित किरणांमधील कोन 90° आहे. आपात कोन किती?
- 8आपात कोन आरशाशी मोजला तर चूक का होते?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1आपात कोन = परावर्तन कोन.
- 240°.
- 3आपात बिंदूवर आरशाला काढलेली लंब रेषा.
- 450° + 50° = 100°.
- 5त्याच मार्गाने परत येतो.
- 6दुसरा नियम.
- 72 × ∠i = 90°, म्हणून ∠i = 45°.
- 8कारण आपात कोन लंबाशी मोजायचा असतो.
नियमित आणि अनियमित परावर्तन
शांत पाण्यात आपण चेहरा स्पष्ट पाहतो, पण दगड टाकला की प्रतिमा विस्कळीत होते.
गुळगुळीत आणि सपाट पृष्ठभागावरील परावर्तन नियमित (regular) असते. खडबडीत पृष्ठभागावरील परावर्तन अनियमित (irregular) असते.
नियम 1 : नियमित परावर्तन — गुळगुळीत पृष्ठभागावर समांतर किरणांचे आपात कोन समान असतात, म्हणून परावर्तित किरणही समांतर राहतात आणि प्रतिमा स्पष्ट मिळते.
- सोपे : आरशात आपण स्वतःला स्पष्ट पाहतो.
- मध्यम : शांत पाण्याच्या तलावात झाडांचे स्पष्ट प्रतिबिंब दिसते.
- परीक्षेसाठी : चकचकीत स्टीलच्या ताटात चेहरा दिसतो, कारण ते गुळगुळीत पृष्ठभागावरचे नियमित परावर्तन आहे.
नियम 2 : अनियमित परावर्तन — खडबडीत पृष्ठभागावर समांतर किरणांचे आपात कोन वेगवेगळे असतात; म्हणून परावर्तित किरण वेगवेगळ्या दिशांना पसरतात. तरीही प्रत्येक बिंदूवर परावर्तनाचे नियम पाळले जातात.
- सोपे : लाकडी टेबलावर आपला चेहरा स्पष्ट दिसत नाही.
- मध्यम : भिंतीचा प्रकाश सगळीकडे पसरतो, म्हणून खोलीत कुठूनही भिंत दिसते.
- परीक्षेसाठी : पाण्यात दगड टाकला की पृष्ठभाग खडबडीत होतो; किरण विखुरून प्रतिमा धूसर होते, पण नियम पाळले जातात.
दोन्ही प्रकारच्या परावर्तनात परावर्तनाचे नियम पाळले जातात.
"अनियमित परावर्तनात नियम पाळले जात नाहीत" हे चुकीचे आहे. पृष्ठभाग खडबडीत असल्यामुळे दिशा वेगळ्या होतात.
आठवणीची युक्ती : "गुळगुळीत = स्पष्ट" — गुळगुळीत पृष्ठभाग म्हणजे नियमित परावर्तन आणि स्पष्ट प्रतिमा.
फरक ओळखा
| मुद्दा | नियमित | अनियमित |
|---|---|---|
| पृष्ठभाग | गुळगुळीत | खडबडीत |
| परावर्तित किरण | समांतर | विखुरलेले |
| प्रतिमा | स्पष्ट | मिळत नाही |
सरावासाठी प्रश्न
- 1नियमित परावर्तन कोणत्या पृष्ठभागावर होते?
- 2अनियमित परावर्तनाचे एक उदाहरण द्या.
- 3नियमित परावर्तनात परावर्तित किरण कसे असतात?
- 4शांत तलावात प्रतिबिंब स्पष्ट का दिसते?
- 5अनियमित परावर्तनात किरण वेगवेगळ्या दिशांना का जातात?
- 6भिंत खोलीत सगळीकडून का दिसते?
- 7पाण्यात दगड टाकल्यावर प्रतिमा का धूसर होते? परावर्तनाचे नियम पाळले जातात का?
- 8"खडबडीत पृष्ठभाग नियम मोडतो" असे राहुल म्हणतो. त्याला काय सांगाल?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1गुळगुळीत सपाट पृष्ठभागावर.
- 2लाकडी टेबलावरून होणारे परावर्तन.
- 3समांतर.
- 4पृष्ठभाग गुळगुळीत असल्याने नियमित परावर्तन होते.
- 5पृष्ठभाग खडबडीत असल्याने आपात कोन वेगवेगळे असतात.
- 6अनियमित परावर्तनामुळे प्रकाश सर्व दिशांना पसरतो.
- 7पृष्ठभाग खडबडीत होऊन अनियमित परावर्तन होते; नियम पाळले जातात.
- 8प्रत्येक बिंदूवर i = r असतो; फक्त आपात कोन वेगळे असतात.
परावर्तनाचे उपयोग : परावर्तनाचे परावर्तन
न्हावी आपल्या डोक्याच्या मागच्या बाजूचे केस कसे तपासतो? तो दोन आरशांचा वापर करतो.
प्रकाश अनेक वेळा परावर्तित होऊ शकतो. बहुरूपदर्शक (kaleidoscope) आणि पेरिस्कोप (periscope) ही दोन्ही साधने परावर्तनाच्या गुणधर्मावर चालतात.
नियम 1 : प्रतिमेची प्रतिमा — मागच्या आरशात डोक्याच्या मागच्या बाजूची प्रतिमा दिसते आणि पुढच्या आरशात त्या प्रतिमेची प्रतिमा दिसते. म्हणूनच केस कसे कापले ते दिसते.
- सोपे : पाण्यात चंद्राचे प्रतिबिंब दिसते, कारण चंद्राने परावर्तित केलेला प्रकाश पाण्याने पुन्हा परावर्तित केला.
- मध्यम : सूर्यप्रकाश चंद्रावर, चंद्रापासून पाण्यावर आणि पाण्यापासून डोळ्यात — दोनदा परावर्तन.
- परीक्षेसाठी : 90° कोनातल्या दोन आरशांवर आपात कोन 35° असेल तर दुसऱ्या आरशावर आपात कोन 90° - 35° = 55° असतो.
परावर्तनाचे उपयोग : परावर्तनाचे परावर्तन
ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.
ॲपमध्ये उघडानियम 2 : बहुरूपदर्शक आणि पेरिस्कोप — बहुरूपदर्शकात तीन आरशांच्या त्रिकोणात रंगीत काचांचे तुकडे ठेवतात आणि अनेक परावर्तनांमुळे नक्षी दिसतात. पेरिस्कोपमध्ये दोन आरसे परस्परांना समांतर आणि 45° कोनात ठेवतात.
- सोपे : पाणबुडीतील लोक पेरिस्कोपने पाण्याच्या वरचे दृश्य पाहतात.
- मध्यम : बहुरूपदर्शकात कधीही सारखी नक्षी पुन्हा दिसत नाही; कापडाच्या आणि वॉलपेपरच्या नमुन्यांसाठी तो उपयोगी.
- परीक्षेसाठी : पेरिस्कोपमधून खालच्या खिडकीतून वरच्या खिडकीसमोरचे दृश्य दिसते.
पेरिस्कोपचे दोन्ही आरसे समांतर आणि 45° कोनात ठेवलेले असतात.
"पेरिस्कोप भिंगाने चालतो" हे चुकीचे आहे. तो आरशांच्या परावर्तनावर चालतो.
आठवणीची युक्ती : "दोन आरसे, ४५°, समांतर" — पेरिस्कोपची रचना लक्षात ठेवा.
फरक ओळखा
| साधन | आरसे | उपयोग |
|---|---|---|
| पेरिस्कोप | दोन, 45° कोनात | पाण्याखालून वरचे दृश्य पाहणे |
| बहुरूपदर्शक | तीन, त्रिकोणात | नक्षी पाहणे |
सरावासाठी प्रश्न
- 1पेरिस्कोपमध्ये किती आरसे असतात?
- 2पेरिस्कोप कुठे वापरतात?
- 3बहुरूपदर्शकात किती आरसे असतात?
- 4न्हावी दोन आरसे का वापरतो?
- 5पाण्यातील चंद्राचे प्रतिबिंब कसे तयार होते?
- 6बहुरूपदर्शकात वेगवेगळ्या नक्षी का दिसतात?
- 7दोन आरसे 90° कोनात आहेत. पहिल्यावर आपात कोन 20° असेल तर दुसऱ्यावर आपात कोन किती?
- 8पेरिस्कोपमध्ये एक आरसा काढला तर काय होईल?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1दोन.
- 2पाणबुडीत.
- 3तीन.
- 4डोक्याच्या मागची प्रतिमा समोरच्या आरशात दिसण्यासाठी.
- 5चंद्राने परावर्तित केलेला सूर्यप्रकाश पाण्याने पुन्हा परावर्तित केला.
- 6तीन आरशांतील अनेक परावर्तनांमुळे.
- 790° - 20° = 70°.
- 8प्रकाश योग्य दिशेला वळणार नाही; वरचे दृश्य नीट दिसणार नाही.
कोनांची गणिते
कुंपणाच्या भिंतीला टेकलेल्या आरशावर विजेरीचा झोत पडतो; झोताचा आरशाशी होणारा कोन दिला तर आपात कोन काढता येतो.
कोनांची गणिते सोडवताना तीन गोष्टी लक्षात ठेवा : ∠i = ∠r, लंब आरशाशी 90° चा कोन करतो, आणि कोन लंबाशी मोजले जातात.
नियम 1 : आरशाशी कोन दिला असेल तर — आरशाशी केलेल्या कोनाला 90° मधून वजा करा; मिळालेला कोन आपात कोन असतो. तोच परावर्तन कोन.
- सोपे : किरण आरशाशी 30° कोन करतो. ∠i = 90° - 30° = 60°, ∠r = 60°.
- मध्यम : परावर्तित किरण आरशाशी 25° कोन करतो. ∠r = 90° - 25° = 65°, म्हणून ∠i = 65°.
- परीक्षेसाठी : आरशाशी असलेला कोन 20° असेल तर आपाती आणि परावर्तित किरणांमधील कोन 2 × 70° = 140°.
नियम 2 : दोन किरणांमधला कोन दिला असेल तर — दोन किरणांमधील कोन ∠i + ∠r असतो. ∠i = ∠r असल्याने या कोनाचा निम्मा भाग म्हणजे आपात कोन.
- सोपे : दोन किरणांमधील कोन 80° असेल तर ∠i = ∠r = 40°.
- मध्यम : दोन किरणांमधील कोन 110° असेल तर ∠i = 55° आणि आरशाशी कोन 90° - 55° = 35°.
- परीक्षेसाठी : कोन 70° असेल तर ∠i = 35°; म्हणून परावर्तित किरण आरशाशी 55° कोन करतो.
आरशाशी असलेला कोन आणि आपात कोन यांची बेरीज 90° असते.
आरशाशी असलेला कोनच आपात कोन समजणे हे सामान्य चुकीचे उत्तर आहे.
आठवणीची युक्ती : "९० वजा आरशाचा कोन" — आरशाशी असलेला कोन 90° मधून वजा केला की आपात कोन मिळतो.
फरक ओळखा
| दिलेले | काढायचे | कसे |
|---|---|---|
| आरशाशी कोन | आपात कोन | 90° - दिलेला कोन |
| दोन किरणांमधला कोन | आपात कोन | दिलेला कोन ÷ 2 |
सरावासाठी प्रश्न
- 1∠i = 25° असेल तर ∠r किती?
- 2किरण आरशाशी 40° कोन करतो. आपात कोन किती?
- 3दोन किरणांमधील कोन 60° असेल तर ∠i किती?
- 4परावर्तित किरण आरशाशी 35° कोन करतो. आपात कोन किती?
- 5∠i = 48° असेल तर आपाती किरण आरशाशी किती कोन करेल?
- 6दोन किरणांमधील कोन 100° असेल तर आरशाशी कोन किती?
- 7आपाती किरण आरशाशी 15° कोन करतो. आपाती आणि परावर्तित किरणांमधील कोन किती?
- 8आपात कोन 0° असेल तर आरशाशी कोन किती?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 125°.
- 290° - 40° = 50°.
- 330°.
- 490° - 35° = 55°.
- 590° - 48° = 42°.
- 6∠i = 50°, म्हणून 90° - 50° = 40°.
- 7∠i = 75°, म्हणून 2 × 75° = 150°.
- 890° (किरण आरशाला लंब आहे).