एक साधारण काँच के प्रिज़्म द्वारा श्वेत प्रकाश के प्रकीर्णन में, निम्नलिखित में से कौन-सा सही है ?
- (a)लाल प्रकाश सबसे अधिक विचलित होता है, क्योंकि प्रिज़्म में लाल प्रकाश की चाल अधिकतम होती है
- (b)नीला प्रकाश सबसे अधिक विचलित होता है, क्योंकि प्रिज़्म में नीले प्रकाश की चाल अधिकतम होती है
- (c)लाल प्रकाश सबसे अधिक विचलित होता है, क्योंकि प्रिज़्म में लाल प्रकाश की चाल न्यूनतम होती है
- (d)नीला प्रकाश सबसे अधिक विचलित होता है, क्योंकि प्रिज़्म में नीले प्रकाश की चाल न्यूनतम होती है
उत्तर
क्यों
सही — D, नीला प्रकाश सबसे अधिक विचलित होता है क्योंकि प्रिज़्म में उसकी चाल न्यूनतम होती है। काँच में बैंगनी/नीला प्रकाश सबसे धीमी गति से यात्रा करता है, इसलिए उसका अपवर्तनांक सबसे अधिक होता है और वह सबसे अधिक मुड़ता (विचलित होता) है; लाल प्रकाश सबसे तेज़ यात्रा करता है, उसका अपवर्तनांक सबसे कम होता है, और वह सबसे कम विचलित होता है। यही फैलाव वर्णक्रम (spectrum) बनाता है।
अन्य विकल्प क्यों गलत हैं
- (a)लाल प्रकाश सबसे अधिक विचलित होता है, क्योंकि प्रिज़्म में लाल प्रकाश की चाल अधिकतम होती है — दो बार गलत: लाल प्रकाश वास्तव में सबसे कम विचलित होता है, और काँच में उसकी चाल सबसे अधिक होती है, जो सबसे कम मुड़ने के साथ जुड़ी है।
- (b)नीला प्रकाश सबसे अधिक विचलित होता है, क्योंकि प्रिज़्म में नीले प्रकाश की चाल अधिकतम होती है — विचलन वाला भाग सही है, परंतु कारण गलत है — काँच में नीले प्रकाश की चाल न्यूनतम होती है (अपवर्तनांक सर्वाधिक होता है), अधिकतम नहीं।
- (c)लाल प्रकाश सबसे अधिक विचलित होता है, क्योंकि प्रिज़्म में लाल प्रकाश की चाल न्यूनतम होती है — दोनों प्रकार से गलत: लाल प्रकाश सबसे कम विचलित होता है, और प्रिज़्म में लाल प्रकाश की चाल सबसे अधिक होती है (न्यूनतम नहीं)।
अवधारणा
प्रकीर्णन (dispersion) इसलिए होता है क्योंकि किसी माध्यम का अपवर्तनांक तरंगदैर्घ्य पर निर्भर करता है। काँच में, कम तरंगदैर्घ्य (बैंगनी/नीला) के लिए n अधिक होता है, इसलिए ये रंग धीमी गति से यात्रा करते हैं और अधिक अपवर्तित होते हैं; अधिक तरंगदैर्घ्य (लाल) तेज़ यात्रा करता है और कम अपवर्तित होता है।
अतः प्रिज़्म श्वेत प्रकाश को एक वर्णक्रम में फैला देता है जिसमें लाल सबसे कम और बैंगनी सबसे अधिक विचलित होता है।
दो तथ्य साथ-साथ जुड़े हैं: काँच में, उच्चतर अपवर्तनांक → धीमी चाल → अधिक विचलन, और यह नीले/बैंगनी पर लागू होता है। अतः 'नीला सबसे अधिक विचलित होता है क्योंकि प्रिज़्म में उसकी चाल सबसे धीमी है' पूर्णतः सही कथन है।
मुख्य तथ्य
- काँच का अपवर्तनांक कम तरंगदैर्घ्य (बैंगनी/नीला) के लिए अधिक होता है।
- अधिक अपवर्तनांक का अर्थ है माध्यम में धीमी चाल और अधिक विचलन।
- लाल सबसे कम विचलित होता है; बैंगनी/नीला सबसे अधिक विचलित होता है।
- प्रिज़्म द्वारा प्रकीर्णन दृश्य वर्णक्रम उत्पन्न करता है।
आगे की तैयारी
सामान्य भ्रम
- यह सोचना कि लाल सबसे अधिक विचलित होता है — वह सबसे कम विचलित होता है।
- अधिक चाल को अधिक मुड़ने से जोड़ना — यह ठीक विपरीत है।
यह पूछा जाता है कि प्रिज़्म से गुज़रते समय कौन-सा रंग सबसे अधिक विचलित होता है और क्यों, जो अपवर्तनांक-चाल-विचलन संबंधों की परख करता है।
संबंधित PYQ
NDA_GAT_2021_I_Q7620212021 के एक एनडीए सामान्य योग्यता परीक्षा प्रश्न में वही प्रिज़्म-प्रकीर्णन अवधारणा (बैंगनी सबसे अधिक विचलित होता है) परखी गई थी।
अभ्यास
- अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
काँच के प्रिज़्म से गुज़रते समय, श्वेत प्रकाश का कौन-सा रंग सबसे कम मुड़ता है?
- (a)बैंगनी
- (b)नीला
- (c)हरा
- (d)लाल
उत्तर(d) लाल (काँच में सर्वाधिक चाल, न्यूनतम अपवर्तनांक)। - अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
काँच में, कम तरंगदैर्घ्य (बैंगनी) का प्रकाश किस प्रकार यात्रा करता है
- (a)लाल से तेज़
- (b)लाल से धीमा
- (c)लाल के समान चाल से
- (d)निर्वात में प्रकाश की चाल से
उत्तर(b) लाल से धीमा।