فزیکل آپٹکس لائٹ ویو فارمولا

فزیکل آپٹکس میں روشنی کی لہروں کے لیے سوالات اور فارمولوں کی مثالیں۔

روشنی کی خصوصیات

1. روشنی ایک برقی مقناطیسی لہر ہے، اس لیے روشنی….

A. عکاسی کا تجربہ نہیں کرتا ہے۔
B. اپورتن کا تجربہ نہیں کرتا ہے۔
C. پھیلاؤ کے ذریعہ کی ضرورت نہیں ہے۔
D. اس کے پھیلاؤ میں توانائی نہیں لیتا ہے۔

بحث
روشنی ایک لہر ہے، اس لیے یہ دیگر لہروں کی طرح انعکاس، اپورتن سے گزرتی ہے اور اپنے پھیلاؤ کے دوران توانائی لے جاتی ہے۔ روشنی ایک برقی مقناطیسی لہر ہے، اس لیے اسے پھیلنے کے لیے کسی میڈیم کی ضرورت نہیں ہے۔
درست جواب C ہے۔

2. درج ذیل بیان پر توجہ دیں:
1. روشنی سیدھی لکیر میں حرکت کرتی ہے۔
2. روشنی ایک برقی مقناطیسی لہر ہے۔
3. روشنی جذب کیا جا سکتا ہے
4. روشنی ایک برقی چارج رکھتی ہے۔
روشنی کی خصوصیات کے بارے میں صحیح بیان یہ ہے...

A. صرف بیان 1
B. بیانات 1 اور 2
C. بیانات 1، 2 اور 3
D. تمام بیانات درست ہیں۔

بحث
1. روشنی سیدھی لکیر میں حرکت کرتی ہے۔
یہ بیان درست ہے کیونکہ روشنی اگرچہ ایک ٹرانسورس لہر کی طرح حرکت کرتی ہے، لیکن روشنی کا راستہ ایک سیدھی لکیر ہے۔ جیومیٹرک آپٹکس (روشنی کا انعکاس اور انعکاس) کے موضوع میں روشنی کو ایک کرن کے طور پر دکھایا گیا ہے جس کی حرکت کا راستہ ایک سیدھی لکیر ہے۔
2. روشنی ایک برقی مقناطیسی لہر ہے:
یہ بیان درست ہے کیونکہ روشنی ایک برقی مقناطیسی لہر ہے، جہاں روشنی کے پھیلاؤ کے لیے کسی میڈیم کی ضرورت نہیں ہوتی۔
3. روشنی کو جذب کیا جا سکتا ہے:
یہ بیان درست ہے۔ روشنی برقی مقناطیسی لہر کی ایک قسم ہے۔ تمام لہریں، میکانی اور برقی مقناطیسی، توانائی لے جاتی ہیں جب وہ ایک جگہ سے دوسری جگہ جاتی ہیں۔ لہذا، روشنی کی کچھ توانائی اس میڈیم کے ذریعے جذب کی جا سکتی ہے جس سے یہ گزرتی ہے۔ مثال کے طور پر، جب روشنی ہوائی جہاز کے آئینے کی طرف سفر کرتی ہے، تو زیادہ تر روشنی منعکس ہوتی ہے، لیکن ایک چھوٹا سا حصہ آئینے سے جذب ہو جاتا ہے۔
4. روشنی ایک برقی چارج رکھتی ہے:
یہ بیان غلط ہے۔ روشنی ایک برقی مقناطیسی لہر ہے، اور برقی مقناطیسی لہریں برقی اور مقناطیسی شعبوں کے دوغلے ہونے سے پیدا ہوتی ہیں۔ برقی مقناطیسی لہریں برقی چارجز کو تیز کرنے سے خارج ہوتی ہیں۔
درست جواب C ہے۔

کامل عکاسی

3. دائیں طرف کی تصویر میں ہیرے کے زیورات کا پتھر دکھایا گیا ہے جو بہت مہنگا ہے کیونکہ ہیرے سے منعکس ہونے والی روشنی بہت چمکتی ہے۔ یہ رجحان اس کی وجہ سے ہے…
A. کامل ریفریکشن جہاں روشنی کم گھنے میڈیم سے گھنے میڈیم میں داخل ہوتی ہے۔
B. کامل انعطاف جہاں واقعات کا زاویہ باؤنڈری اینگل سے چھوٹا ہوتا ہے۔
C. کامل عکاسی جہاں روشنی کم گھنے میڈیم سے گھنے میڈیم میں آتی ہے۔
D. کامل انعکاس جہاں واقعات کا زاویہ باؤنڈری اینگل سے بڑا ہوتا ہے۔
بحث
روشنی کے پھیلاؤ اور کامل انعکاس کی وجہ سے ہیرے کی روشنی چمکتی دکھائی دیتی ہے۔ کامل انعکاس اس وقت ہوتا ہے جب روشنی زیادہ ریفریکٹیو انڈیکس والے میڈیم سے کم ریفریکٹیو انڈیکس والے میڈیم کی طرف جاتی ہے۔ مثال کے طور پر، روشنی ہیرے سے (زیادہ ریفریکٹیو انڈیکس کے ساتھ) ہوا میں (کم ریفریکٹیو انڈیکس کے ساتھ) منتقل ہوتی ہے۔ اس کو مزید سمجھنے کے لیے نیچے دی گئی تصویر کا جائزہ لیں۔

جب روشنی بڑے ریفریکٹیو انڈیکس والے میڈیم سے چھوٹے ریفریکٹیو انڈیکس والے میڈیم کی طرف جاتی ہے تو روشنی معمول سے دور ہو جاتی ہے۔ اگر وقوع کا زاویہ (i) بڑا ہے تو اضطراب کا زاویہ (r) بڑا ہے۔ واقعات کے ایک خاص زاویہ پر، اپورتن کا زاویہ 90o ہے۔ جب زاویہ اضطراب کا زاویہ 90o ہوتا ہے تو وقوع کا زاویہ نازک زاویہ (θk) یا حد زاویہ کہلاتا ہے۔ اگر واقعات کا زاویہ نازک زاویہ یا حد کے زاویہ سے بڑا ہے تو کوئی روشنی ریفریکٹ نہیں ہوتی ہے۔ تمام روشنی منعکس ہے.
درست جواب ہے D.

4. ریجنسی/سٹی لیول نمبر 39 پر جونیئر ہائی اسکولوں کے لیے 2011 نیشنل سائنس اولمپیاڈ کے سوالات
مندرجہ ذیل رجحان، جو کامل عکاسی کی علامت ہے، ہے….
A. اندردخش
B. سراب
C. رنگین جھیل
D. astigmatism
بحث
سراب کو کامل انعکاس کا واقعہ کہا جاتا ہے کیونکہ اس عمل میں ہوا سے آنے والی کوئی روشنی سڑک کی سطح سے انعکاس نہیں ہوتی بلکہ ایسا ظاہر ہوتا ہے جیسے تمام روشنی سڑک کی سطح سے منعکس ہو رہی ہو۔ میراج اس وجہ سے ہوتا ہے کہ روشنی ہوا کی ان تہوں سے گزرتی ہے جن میں ہوا کی ان تہوں کی مختلف کثافتوں کی وجہ سے مختلف اضطراری اشارے ہوتے ہیں۔ حقیقت میں، روشنی سڑک کی سطح سے منعکس نہیں ہوتی بلکہ ہوا کی تہوں کے ذریعے انعکاس (مڑی ہوئی) ہوتی ہے جن میں مختلف اضطراری اشاریے ہوتے ہیں۔
صحیح جواب ہے B۔

5. ریجنسی/سٹی لیول نمبر 30 پر جونیئر ہائی اسکولوں کے لیے 2010 نیشنل سائنس اولمپیاڈ کے سوالات
گرم دن میں اسفالٹ سڑک کی سطح پر تیل کی سلک کا نظر آنا بنیادی طور پر مکمل عکاسی کا واقعہ ہے کیونکہ….
A. ہوا کی اوپری تہوں کا اضطراری انڈیکس نچلی تہوں سے زیادہ ہے۔
B. ہوا کی اوپری تہوں کا اضطراری انڈیکس نچلی تہوں سے چھوٹا ہوتا ہے۔
C. پانی کی بوندیں عکاسی کے مختلف زاویوں پر مختلف رنگوں کی عکاسی کرتی ہیں۔
D. پانی کی بوندیں مختلف اضطراری زاویوں پر مختلف رنگوں کو ریفریکٹ کرتی ہیں۔
بحث
گرمی کے دنوں میں اسفالٹ سڑک پر تیل کی سلک جیسا منظر سراب کی مثال ہے۔ سڑک کے قریب ہوا کی تہہ اور اس کے اوپر کی ہوا کی تہہ کے درمیان ریفریکٹیو انڈیکس میں فرق کی وجہ سے مرجان واقع ہوتے ہیں۔
گرم دن میں، سڑک کی سطح براہ راست اپنے اوپر ہوا کو گرم کرتی ہے، جس سے سڑک کی سطح کے اوپر ہوا کی تہہ کو اوپر کی طرف جانے والی ہوا کی تہہ سے زیادہ گرم بناتی ہے۔ گرم ہوا کی تہہ زیادہ حجم کی توسیع کا تجربہ کرتی ہے، جس سے یہ کم گھنے (کم کثافت) ہوتی ہے۔ اس کے برعکس، اس کے اوپر کم گرم ہوا کی تہہ کم حجم کی توسیع کا تجربہ کرتی ہے، جس سے یہ کثافت (زیادہ کثافت) بنتی ہے۔ لہذا ہوا کی نچلی تہہ کم گھنی ہے، جبکہ اوپری ہوا کی تہہ زیادہ گھنی ہے۔
چونکہ نیچے کی ہوا کی تہہ (سڑک کی سطح کے قریب) کم گھنی ہوتی ہے، اس لیے جب اس سے گزرتی ہے تو روشنی تیزی سے حرکت کرتی ہے، جب کہ اوپر کی ہوا کی تہہ زیادہ گھنی ہوتی ہے لہٰذا جب اس سے گزرتی ہے تو روشنی سست ہوتی ہے۔
ریفریکٹیو انڈیکس کا فارمولا ہے: n = c/v، جہاں n ریفریکٹیو انڈیکس ہے، c = خلا میں روشنی کی رفتار = مسلسل = 3 x 10⁸ m/s، v = درمیانے درجے میں روشنی کی رفتار۔ اس فارمولے کی بنیاد پر، c کو مقرر کیا گیا ہے تاکہ اگر v بڑا ہو جائے تو n چھوٹا ہو جائے اور اس کے برعکس اگر v کم ہو جائے تو n بڑا ہو جائے۔
روشنی نچلی ہوا کی تہہ (بڑی وی) میں تیزی سے حرکت کرتی ہے تاکہ نچلی ہوا کی تہہ میں ایک چھوٹا اضطراری انڈیکس (چھوٹا n) ہو جب کہ اوپری ہوا کی تہہ (چھوٹی وی) میں روشنی آہستہ حرکت کرتی ہے تاکہ اوپری ہوا کی تہہ میں ایک بڑا اضطراری انڈیکس (بڑا n) ہو۔
صحیح جواب ہے A۔

اپورتی انڈیکس

6. ایک نظر آنے والی روشنی کی شہتیر کی ہوا میں طول موج 510 nm ہوتی ہے۔ اگر روشنی کی شعاع 1,5 کے اضطراری اشاریہ کے ساتھ کسی درمیانے درجے میں داخل ہوتی ہے تو اس کی طول موج بدل جاتی ہے….
A. 680 nm
B. 510 nm
C. 340 nm
D. 170 nm
بحث
معلوم ہوا ہے کہ:
طول موج (λ) = 510 nm = 510 x 10^-9 میٹر
ریفریکٹیو انڈیکس (n) = 1,5
سوال: طول موج (λ) بدل جاتی ہے….
جواب:

طول موج (λ) 340 نینو میٹر میں بدل جاتی ہے۔
درست جواب C ہے۔

7. ایک مچھلی صاف تالاب کے نچلے حصے میں نظر آتی ہے، پول کی گہرائی 2 میٹر ہے، پول کا ریفریکٹیو انڈیکس 4/3 ہے۔ اگر مچھلی کو تالاب کی سطح پر تقریباً کھڑا دیکھا جاتا ہے، تو مچھلی پول کی سطح سے کتنی دور نظر آتی ہے؟
A. پول کی سطح سے 1 میٹر
B. پول کی سطح سے 1,5 میٹر
C. پول کی سطح سے 2 میٹر
D. پول کی سطح سے 2,67 میٹر
بحث
معلوم ہوا ہے کہ:
پول کا ریفریکٹیو انڈیکس = 4/3
پول کی گہرائی = 2 میٹر
سوال: مچھلی کو تالاب کی سطح سے کتنی دور تک دیکھا جا سکتا ہے؟
جواب:
ظاہری فاصلہ = 1 : n (حقیقی فاصلہ)
ظاہری فاصلہ = 1 : 4/3 (2 میٹر)
ظاہری فاصلہ = 1 x 3/4 (2 میٹر)
ظاہری فاصلہ = 3/4 (2 میٹر)
ظاہری فاصلہ = 6/4
ظاہری فاصلہ = 1,5 میٹر
تالاب کی سطح سے دکھائی دینے والی مچھلی کا فاصلہ = 1,5 میٹر
صحیح جواب ہے B۔

8. روشنی کو ایک ایسے چینل میں منتقل کیا جا سکتا ہے جس کا ریفریکٹیو انڈیکس ماحول سے متعلق ہے….
A. > 1
بی = 1
C. <1
ڈی = 0
بحث
ویکیوم کا ریفریکٹیو انڈیکس = 1,0000
کسی میڈیم کا ریفریکٹیو انڈیکس ویکیوم کے ریفریکٹیو انڈیکس سے زیادہ ہوتا ہے۔
صحیح جواب ہے A۔

روشنی کی بازی

9. بازی کا زاویہ یک رنگی روشنی کے دو رنگوں کے درمیان وہ زاویہ ہے جو …. کی صورت میں ہوتا ہے۔
A. روشنی کا پولرائزیشن
B. روشنی جذب
C. روشنی کی بازی
D. روشنی کا پھیلاؤ
بحث
یک رنگی روشنی وہ روشنی ہے جس کا ایک رنگ یا طول موج ہوتی ہے۔ سفید روشنی، سورج کی روشنی کی طرح، تمام رنگوں کا مجموعہ ہے، ہر ایک کی طول موج یا تعدد مختلف ہے۔ نظر آنے والے طیف (سرخ، نارنجی، پیلا، سبز، نیلا، انڈگو اور بنفشی) میں سفید روشنی کے ٹوٹنے کو روشنی کی بازی کہتے ہیں۔
روشنی کی بازی prisms، پانی کی بوندوں، یا دیگر اشیاء کے ذریعے حاصل کی جا سکتی ہے۔ قوس قزح روزمرہ کی زندگی میں روشنی کے پھیلاؤ کی ایک مثال ہے، جہاں سورج کی روشنی بارش کے قطروں سے منتشر ہوتی ہے۔
درست جواب C ہے۔

10. ریجنسی/سٹی لیول نمبر 60 پر جونیئر ہائی اسکولوں کے لیے 2011 نیشنل سائنس اولمپیاڈ کے سوالات
ایک قوس قزح ایک رنگین ربن کے طور پر ظاہر ہوتی ہے جس کی شکل جزوی دائرے کی طرح ہوتی ہے۔ نیچے چار قوس قزح کے رنگوں کی صحیح ترتیب، سب سے چھوٹے سے بڑے رداس تک، یہ ہے…
A. سرخ، نارنجی، پیلا، سبز
B. نیلا، جامنی، سبز، پیلا
C. سبز، نیلا، انڈگو، وایلیٹ
D. انڈگو، نیلا، سبز، پیلا
بحث
قوس قزح کے رنگوں کی ترتیب سرخ، نارنجی، پیلا، سبز، نیلا، انڈگو اور جامنی ہے۔
سرخ روشنی کی طول موج سب سے لمبی ہوتی ہے، جبکہ بنفشی روشنی سب سے چھوٹی ہوتی ہے۔ روشنی کے ہر رنگ کا انحراف اس کی طول موج پر منحصر ہے۔
جب سفید سورج کی روشنی کو بارش کے قطروں سے منتشر کیا جاتا ہے، تو لمبی طول موج والی روشنی کم منحرف ہوتی ہے، جب کہ چھوٹی طول موج والی روشنی زیادہ منحرف ہوتی ہے۔ سرخ روشنی کو کم سے کم اس وجہ سے منحرف کیا جاتا ہے کہ اس کی طول موج لمبی ہوتی ہے، جب کہ بنفشی روشنی سب سے زیادہ منحرف ہوتی ہے کیونکہ اس کی طول موج کم ہوتی ہے، جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ اس طرح دیکھنے والے کی آنکھ سرخ روشنی کو سب سے اوپر اور بنفشی روشنی کو نیچے دیکھتی ہے۔
قوس قزح کی روشنی کے تمام رنگ جزوی طور پر گول شکل کے ہوتے ہیں، جہاں روشنی کا سرخ دائرہ سب سے اوپر ہوتا ہے اس لیے اس کا رداس سب سے بڑا ہوتا ہے، جب کہ جامنی رنگ کا دائرہ نیچے ہوتا ہے اس لیے اس کا رداس سب سے چھوٹا ہوتا ہے۔
سب سے بڑے رداس سے چھوٹے رداس تک ہلکے رنگوں کی ترتیب سرخ، نارنجی، پیلا، سبز، نیلا، انڈگو، بنفشی ہے۔
درست جواب ہے D.

11. پانی کی سطح پر تیل کی تہہ سے ہلکے رنگ اس واقعے کی وجہ سے ہوتے ہیں...
A. مداخلت
B. پولرائزیشن
C. منتشر
D. تفریق
بحث
درست جواب C ہے۔