भिंग व त्यांचे उपयोग स्वाध्याय इयत्ता दहावी विज्ञान आणि तंत्रज्ञान भाग-1
1. खालील तक्त्यातील स्तंभ एकमेकांशी जुळवा व त्याविषयी स्पष्टीकरण लिहा.
| स्तंभ 1 | स्तंभ 2 | स्तंभ 3 |
|---|---|---|
| दूरदृष्टिता | जवळच्या वस्तू स्पष्ट दिसतात | द्विनाभीय भिंग |
| वृद्धदृष्टिता | दूरच्या वस्तू स्पष्ट दिसतात | अंतर्वक्र भिंग |
| निकटदृष्टिता | वृद्धावस्थेतील समस्या | बहिर्वक्र भिंग |
उत्तर :
| स्तंभ 1 | स्तंभ 2 | स्तंभ 3 |
|---|---|---|
| दूरदृष्टिता | दूरच्या वस्तू स्पष्ट दिसतात | बहिर्वक्र भिंग |
| वृद्धदृष्टिता | वृद्धावस्थेतील समस्या | द्विनाभीय भिंग |
| निकटदृष्टिता | जवळच्या वस्तू स्पष्ट दिसतात | अंतर्वक्र भिंग |
स्पष्टीकरण – i) दूरदृष्टिता हा दृष्टिदोष आहे. यामुळे दूरच्या वस्तू स्पष्ट दिसतात. पण जवळच्या वस्तू स्पष्ट दिसत नाहीत. हा दोष घालविण्यासाठी बहिर्वक्र भिंगाचा चष्मा वापरतात.
ii) वृद्धदृष्टिता हा दोष वयोमानानुसार येतो. या द्विनाभीय अंतराचा चष्मा वापरावा.
iii) निकटदृष्टिता हा दोष असणाऱ्या व्यक्ती जवळच्या वस्तू पाहू शकतात. पण दूरच्या वस्तू त्यांना स्पष्ट दिसत नाहीत. त्यासाठी अंतर्वक्र भिंगाचा चष्मा वापरावा लागतो.
2. भिंगाविषयीच्या संज्ञा स्पष्ट करणारी आकृती काढा.
उत्तर :
i) प्रकाशीय केंद्र (0) : प्रकाश किरण भिंगाच्या ज्या बिंदूतून जाताना विचलित होत नाही, अशा मुख्य अक्षावरील बिंदूला भिंगाचे प्रकाशीय केंद्र (0) म्हणतात.
ii) वक्रता केंद्र (C) : भिंगाचा पृष्ठभाग ज्या गोलाचा भाग आहे, त्याच्या केंद्रास भिंगाचे वक्रता केंद्र (C) म्हणतात. प्रत्येक भिंगास C1 व C2 अशी दोन वक्रता केंद्रे असतात.
iii) वक्रता त्रिज्या (R1, R2) : भिंगाचे पृष्ठभाग ज्या गोलांचे भाग असतात, त्या गोलांच्या त्रिज्यांना (R1, R2) भिंगाच्या वक्रता त्रिज्या म्हणतात.
iv) मुख्य नाभी (F) : जेव्हा भिंगाच्या मुख्य अक्षाला समांतर असणारे प्रकाश किरण भिंगावर पडतात, तेव्हा अपवर्तनानंतर ते मुख्य अक्षावरील एका बिंदूत अभिसारित होतात किंवा मुख्य अक्षावरील एका बिंदूपासून अपसारित होतात असे वाटते. या बिंदूस भिंगाची मुख्य नाभी (F) म्हणतात. प्रत्येक भिंगाला दोन मुख्य नाभी(F1 व F2) असतात.
v) नाभीय अंतर (f) : भिंगाची मुख्य नाभी व प्रकाशीय केंद्र यांमधील अंतराला भिंगाचे नाभीय अंतर (f) म्हणतात. प्रत्येक भिंगाला दोन नाभीय अंतरे (f1 व f2) असतात.
3. एका बहिर्गोल भिंगाच्या समोर कोणत्या स्थानावर वस्तू ठेवल्यास आपल्याला वास्तव आणि वस्तूच्या आकाराचीच प्रतिमा मिळेल ? आकृती काढा.
उत्तर :
i) वास्तव आणि वस्तूच्या आकाराचीच प्रतिमा मिळवण्यासाठी, वस्तू भिंगाच्या नाभीय अंतराच्या दुप्पट अंतरावर ठेवायला हवी.
ii) म्हणजेच, आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे 2F1 या बिंदूवर वस्तूचे स्थान असायला हवे.
4. शास्त्रीय कारणे लिहा.
अ. घड्याळ दुरुस्तीमध्ये साधी सूक्ष्मदर्शी वापरतात.
उत्तर :
i) साध्या सूक्ष्मदर्शीच्या अथवा विशालक भिंगाच्या (बहिर्गोल भिंगाच्या) नाभीय अंतराच्या आत वस्तू ठेवली असता तिची सुलट व मोठी प्रतिमा भिंगाच्या त्याच बाजूस दिसते.
ii) वस्तूच्या विशालकापासूनच्या अंतराचे अनुयोजन करून ही मोठी प्रतिमा सुस्पष्ट दृष्टीच्या लघुतम अंतरावर मिळवता येते. त्यामुळे डोळ्यावर ताण न पडता घड्याळाचे सूक्ष्म भाग सुलट व मोठे दिसण्यासाठी घड्याळे दुरुस्त करताना घड्याळजी साधी सूक्ष्मदर्शी अथवा विशालक (बहिर्गोल भिंग) वापरतात.
आ. रंगांची संवेदना व जाण फक्त प्रकाशातच होते.
उत्तर :
i) मानवी डोळ्यातील दृष्टिपटल हे दंडाकार व शंक्वाकार अशा दोन प्रकारच्या प्रकाशसंवेदी पेशींचे बनलेले असते. दंडाकार पेशी प्रकाशाच्या तीव्रतेस प्रतिसाद देतात, तर शंक्वाकार पेशी प्रकाशाच्या रंगास प्रतिसाद देतात.
ii) शंक्वाकार पेशी फक्त तेजस्वी प्रकाशातच रंगास प्रतिसाद देतात. प्रकाश अंधूक असल्यास त्या कार्य करीत नाहीत. म्हणून रंगांची संवेदना व जाण फक्त (तेजस्वी) प्रकाशातच होते.
इ. डोळ्यापासून 25cm पेक्षा कमी अंतरावर ठेवलेली वस्तू निरोगी डोळा सुस्पष्टपणे राहू शकत नाही.
उत्तर :
i) डोळ्यातील भिंगाचे नाभीय अंतर विशिष्ट अंतरापेक्षा कमी करता येत नाही.
ii) वस्तू निरोगी डोळ्यापासून ज्या कमीत कमी अंतरावर असताना सुस्पष्टपणे दिसते त्या सुस्पष्ट दृष्टीचे लघुत्तम अंतर 25 cm असते.
म्हणून, डोळ्यापासून 25 cm पेक्षा कमी अंतरावर ठेवलेली वस्तू निरोगी डोळा सुस्पष्टपणे पाहू शकत नाही.
5. खगोलीय दुरदर्शकाचे कार्य प्रकाशाच्या अपवर्तनावरून कसे स्पष्ट कराल ?
उत्तर :
i) जे दुरदर्शक प्रकाशाच्या अपवर्तनावर कार्य करतात त्यांना अपवर्तनी दूरदर्शक असे म्हणतात.
ii) यात पदार्थ भिंग (O) व नेत्रिका (E) अशी दोन बहिर्गोल भिंगे असतात. पदार्थ भिंगाचा व्यास व नाभीय अंतर मोठे असते. याउलट, नेत्रिकेचे नाभीय अंतर व तिचा आकार कमी असतो. ही दोन्ही भिंगे त्यांच्यामधील अंतर बदलता येईल, अशारीतीने धातूच्या पोकळ नलिकेच्या शेवटी बसवलेली असतात.
iii) दूरच्या वस्तूपासून येणाऱ्या प्रकाशकिरणांचे पदार्थ भिंगावर अपवर्तन होऊन AB प्रतिमा तयार होते.
iv) प्रतिमा AB ही नेत्रिकेसाठी वस्तू म्हणून कार्य करते. अंतिम प्रतिमा ही अनंत अंतरावर असेल, अशारीतीने, नेत्रिका मागे पुढे करून तिचे स्थान स्थिर केले जाते.
v) विशालनामध्ये बदल करण्यासाठी पदार्थ भिंग तेच ठेवून वेगवेगळ्या नाभीय अंतराच्या नेत्रिका वापरल्या जातात.
6. फरक स्पष्ट करा.
अ. दूरदृष्टिता आणि निकटदृष्टिता
उत्तर :
| दूरदृष्टिता | निकटदृष्टिता |
|---|---|
| i) नेत्रगोल काहीसे उभट झाल्याने दूरदृष्टिता हा दोष उद्भवतो. | i) नेत्रगोल काहीसे लांबट झाल्याने निकटदृष्टिता हा दोष उद्भवतो. |
| ii) या दोषात मानवी डोळा दूरच्या वस्तू व्यवस्थित पाहू शकतो; पण जवळच्या वस्तू स्पष्टपणे पाहू शकता नाही. | ii) या दोषात मानवी डोळा जळवपासच्या वस्तू व्यवस्थित पाहू शकतो; पण दूरच्या वस्तू स्पष्टपणे पाहू शकत नाही. |
| iii) योग्य नाभीय अंतर असलेल्या बहिर्गोल भिंगाचा चष्मा वापरून या दोषाचे निवाकरण करता येते. | iii) योग्य नाभीय अंतर असलेल्या अंतर्गोल भिंगाचा चष्मा वापरून या दोषाचे निराकरण करता येते. |
आ. अंतर्गोल भिंग आणि बहिर्गोल भिंग
उत्तर :
| अंतर्गोल भिंग | बहिर्गोल भिंग |
|---|---|
| i) अंतर्गोल भिंगाचा उपयोग निकटदृष्टिता दोषाचे निराकरण करण्यासाठी होतो. | i) बहिर्गोल भिंगाचा उपयोग दूरदृष्टिता दोषाचे निराकरण करण्यासाठी होतो. |
| ii) हे भिंग त्याच्या मध्यभागांपेक्षा कडेला जाड असते. | ii) हे भिंग त्याच्या कडेपेक्षा मध्यभागी जाड असते. |
| iii) यामुळे, फक्त आभासी प्रतिमाच मिळते. | iii) यामुळे, वास्तव व आभासी प्रतिमा मिळते. |
| iv) याला अपसारी भिंग असे म्हणतात. | iv) याला अभिसारी भिंग असे म्हणतात. |
7. मानवी डोळ्यातील बुबुळाचे आणि भिंगाला जोडलेल्या स्नायूचे कार्य काय आहे ?
उत्तर :
i) बुबुळाच्या मध्यभागी डोळ्याची बाहुली म्हणजे बदलत्या व्यासाचे एक छोटेसे छिद्र असते. प्रकाश जास्त असल्यास बाहुलीचे आकुंचन होऊन प्रकाशाचे नियंत्रण होते. तसेच प्रकाश कमी असल्यास बाहुली रुदावून जास्त प्रकाश डोळ्यात शिरतो. अशा प्रकारे प्रकाशाचे प्रमाण नियमित होते.
ii) मानवी डोळ्यातील भिंगाला जोडलेले स्नायू डोळ्यातील लवचीक भिंगाची वक्रता योग्य प्रमाणात बदलतात. त्यामुळे भिंगाचे नाभीय अंतर बदलून दृष्टिपटलावर वस्तूची वास्तव प्रतिमा तयार होते.
मानवी डोळ्यातील भिंगाला जोडलेले स्नायू शिथिल असताना भिंग कमी फुगीर असते आणि दूरच्या सुस्पष्ट प्रतिमा दृष्टिपटलावर मिळते. त्यामुळे ती वस्तू स्पष्ट दिसते. (आकृती 1)
जवळची वस्तू बघायची असल्यास डोळ्यातील भिंगाला जोडलेले स्नायू आकुंचन होऊन नेत्रभिंगाची वक्रता वाढवतात. त्यामुळे भिंग फुगीर होऊन त्याचे नाभीय अंतर कमी होते. त्यामुळे जवळच्या वस्तूची प्रतिमा दृष्टिपटलावर मिळते, त्यामुळे ती वस्तू स्पष्ट दिसते. (आकृती 2)
8. उदाहरणे सोडवा.
अ. डॉक्टरांनी दृष्टिदोषाच्या निराकरणासाठी +1.5 D शक्तीचे भिंग वापरण्याचा सल्ला दिला. त्या भिंगाचे नाभीय अंतर किती असेल ? भिंगाचा प्रकार ओळखून नेत्रदोष कोणता असेल ?
उतर :
आ. 5cm उंचीची वस्तू 10 cm नाभीय अंतर असलेल्या अभिसारी भिंगासमोर 25 cm अंतरावर ठेवली आहे. तर प्रतिमेचे स्थान आकार आणि स्वरूप शोधा.
उत्तर :
इ. 2, 2.5 व 1.7 D शक्ती असलेले भिंगे जवळ जवळ ठेवली तर त्यांची एकूण शक्ती किती होईल ?
उत्तर :
ई. एक वस्तू भिंगापासून 60 cm अंतरावर ठेवली असता तिची प्रतिमा भिंगाच्या समोरच 20 cm अंतरावर मिळते. भिंगाचे नाभिय अंतर किती असेल ? भिंग अपसारी आहे की अभिसारी आहे.
उत्तर :
