Class 10 Science Chapter 9 Light Reflection and Refraction Notes

अध्याय परिचय

प्रकाश का परावर्तन और अपवर्तन कक्षा 10 विज्ञान का सबसे महत्वपूर्ण अध्याय है। इस अध्याय से बोर्ड परीक्षा में हर वर्ष 10–12 अंक के प्रश्न आते हैं। NCERT की पाठ्यपुस्तक में इस अध्याय को भली-भाँति समझना ज़रूरी है।

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मुख्य विषय — What This Chapter Covers

विषय	महत्व
प्रकाश का परावर्तन	दर्पण और परावर्तन के नियम
गोलीय दर्पण	अवतल और उत्तल दर्पण
दर्पण सूत्र	1/v + 1/u = 1/f
आवर्धन	m = -v/u
प्रकाश का अपवर्तन	स्नेल का नियम
गोलीय लेंस	अवतल और उत्तल लेंस
लेंस सूत्र	1/v - 1/u = 1/f
लेंस की क्षमता	P = 1/f (डायोप्टर में)

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1. प्रकाश का परावर्तन (Reflection of Light)

परावर्तन के नियम (Laws of Reflection)

नियम 1: आपतित किरण, परावर्तित किरण और अभिलम्ब तीनों एक ही तल में होते हैं।

नियम 2: आपतन कोण (∠i) = परावर्तन कोण (∠r)

📌 बोर्ड परीक्षा टिप: परावर्तन के नियम हमेशा दोनों एक साथ लिखें। केवल एक नियम पर अंक नहीं मिलते।

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2. गोलीय दर्पण (Spherical Mirrors)

प्रकार:

• अवतल दर्पण (Concave Mirror): अंदर की तरफ घुमावदार — अभिसारी दर्पण
• उत्तल दर्पण (Convex Mirror): बाहर की तरफ घुमावदार — अपसारी दर्पण

महत्वपूर्ण परिभाषाएँ:

शब्द	परिभाषा
ध्रुव (Pole, P)	दर्पण का केंद्रीय बिंदु
वक्रता त्रिज्या (R)	दर्पण के गोले की त्रिज्या
फोकस (F)	वह बिंदु जहाँ समांतर किरणें मिलती हैं
फोकस दूरी (f)	P से F की दूरी; f = R/2

चिह्न परिपाटी (Sign Convention):

• सभी दूरियाँ ध्रुव से मापी जाती हैं
• मुख्य अक्ष के दिशा में (+ve), विपरीत (-ve)
• वस्तु हमेशा दर्पण के बाईं ओर रखी जाती है

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3. दर्पण सूत्र (Mirror Formula)

$\frac{1}{v} + \frac{1}{u} = \frac{1}{f}$

जहाँ:

• v = प्रतिबिम्ब दूरी
• u = वस्तु दूरी
• f = फोकस दूरी

आवर्धन (Magnification):

$m = \frac{h'}{h} = -\frac{v}{u}$

📌 m > 0 → सीधा प्रतिबिम्ब
📌 m < 0 → उल्टा प्रतिबिम्ब
📌 |m| > 1 → आवर्धित
📌 |m| < 1 → छोटा प्रतिबिम्ब

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4. अवतल दर्पण में प्रतिबिम्ब की स्थिति

वस्तु की स्थिति	प्रतिबिम्ब की स्थिति	प्रकृति	उपयोग
C पर	C पर	वास्तविक, उल्टा, बराबर	—
C से परे	F और C के बीच	वास्तविक, उल्टा, छोटा	—
F और C के बीच	C से परे	वास्तविक, उल्टा, बड़ा	प्रोजेक्टर
F पर	अनंत पर	वास्तविक, उल्टा, अत्यंत बड़ा	टॉर्च
P और F के बीच	दर्पण के पीछे	आभासी, सीधा, बड़ा	शेविंग दर्पण

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5. प्रकाश का अपवर्तन (Refraction of Light)

अपवर्तन क्यों होता है?

जब प्रकाश एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाता है तो उसकी गति बदलती है, जिससे वह मुड़ जाता है।

स्नेल का नियम (Snell’s Law):

$n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2$

या: $\frac{\sin i}{\sin r} = \frac{n_2}{n_1} = n_{21}$

अपवर्तनांक (Refractive Index):

$n = \frac{\text{प्रकाश की वायु में गति}}{\text{प्रकाश की माध्यम में गति}} = \frac{c}{v}$

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6. गोलीय लेंस (Spherical Lenses)

प्रकार:

• उत्तल लेंस (Convex Lens): किनारों से पतला, बीच से मोटा — अभिसारी
• अवतल लेंस (Concave Lens): किनारों से मोटा, बीच से पतला — अपसारी

लेंस सूत्र (Lens Formula):

$\frac{1}{v} - \frac{1}{u} = \frac{1}{f}$

लेंस की क्षमता (Power of Lens):

$P = \frac{1}{f} \text{ (f मीटर में)}$

SI मात्रक: डायोप्टर (D)

📌 उत्तल लेंस की क्षमता धनात्मक (+ve)
📌 अवतल लेंस की क्षमता ऋणात्मक (-ve)

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7. NCERT महत्वपूर्ण प्रश्न (Board Questions)

1 अंक के प्रश्न:

Q: अवतल दर्पण की फोकस दूरी और वक्रता त्रिज्या में क्या संबंध है?
A: f = R/2 (फोकस दूरी = वक्रता त्रिज्या का आधा)

Q: किस दर्पण का उपयोग टॉर्च में होता है और क्यों?
A: अवतल दर्पण — यह समांतर किरण पुंज देता है।

3 अंक के प्रश्न:

Q: दर्पण सूत्र क्या है? एक उदाहरण से समझाइए।

A: दर्पण सूत्र: $\frac{1}{v} + \frac{1}{u} = \frac{1}{f}$

आंकिक उदाहरण (Board Numerical):
यदि $u = -30\text{ cm}$, $f = -15\text{ cm}$ (अवतल दर्पण), तो प्रतिबिम्ब दूरी $v$ ज्ञात कीजिए: $\frac{1}{v} = \frac{1}{f} - \frac{1}{u} = \frac{1}{-15} - \frac{1}{-30} = -\frac{2}{30} + \frac{1}{30} = -\frac{1}{30}$ $\therefore v = -30\text{ cm}$

प्रतिबिम्ब की प्रकृति: प्रतिबिम्ब वास्तविक (Real), उल्टा (Inverted), दर्पण के सामने $30\text{ cm}$ दूरी पर वक्रता केंद्र $C$ पर ही बनेगा, तथा आवर्धन $m = -\frac{v}{u} = -\frac{-30}{-30} = -1$ (समान आकार)।

5 अंक के प्रश्न (किरण आरेख):

अवतल दर्पण में निम्न स्थितियों के लिए किरण आरेख खींचिए और प्रतिबिम्ब की प्रकृति बताइए।

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8. MCQ Practice (5 Questions)

1. अवतल दर्पण का उपयोग किया जाता है:
a) वाहनों के रियर-व्यू दर्पण में
b) टॉर्च और हेडलाइट में ✅
c) सड़क के मोड़ पर
d) उपरोक्त में से कोई नहीं

2. यदि आपतन कोण 30° है, तो परावर्तन कोण होगा:
a) 60° b) 90° c) 30° ✅ d) 0°

3. लेंस की क्षमता का SI मात्रक है:
a) मीटर b) डायोप्टर ✅ c) वाट d) कैंडेला

4. उत्तल दर्पण द्वारा बना प्रतिबिम्ब हमेशा होता है:
a) वास्तविक और उल्टा
b) आभासी और सीधा ✅
c) वास्तविक और सीधा
d) आभासी और उल्टा

5. अपवर्तनांक n = c/v में v है:
a) वायु में प्रकाश की गति
b) माध्यम में प्रकाश की गति ✅
c) प्रतिबिम्ब की दूरी
d) वस्तु की दूरी

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9. पिछले वर्ष के प्रश्न (Previous Year Questions)

RBSE 2024: अवतल दर्पण और उत्तल दर्पण में अंतर बताइए। (3 अंक)

CBSE 2023: एक अवतल दर्पण की फोकस दूरी 20 cm है। वस्तु दर्पण से 60 cm दूर है। प्रतिबिम्ब की स्थिति, प्रकृति और आवर्धन ज्ञात करो। (5 अंक)

RBSE 2023: स्नेल का नियम लिखिए और सिद्ध करें। (3 अंक)

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सारांश (Quick Revision)

सूत्र	नाम
1/v + 1/u = 1/f	दर्पण सूत्र
m = -v/u	आवर्धन
n = c/v	अपवर्तनांक
n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂	स्नेल का नियम
1/v - 1/u = 1/f	लेंस सूत्र
P = 1/f	लेंस की क्षमता

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