RBSE Class 12th 2026 PHYSICS-SS-40 Previous Year Papers

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Paper details

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Board RBSE
Class Class 12th
Exam year 2026
Subject PHYSICS-SS-40
Resource type Previous Year Papers
Category RBSE Previous Year Question Papers
Website RBSE Solution

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Rajasthan Board Class 12th PHYSICS-SS-40 2026 solved Previous Year Question Papers

SS-40-Physics

No. of Questions: 8
No. of Printed Pages: 5

उच्च माध्यमिक परीक्षा, 2026
SENIOR SECONDARY EXAMINATION, 2026

भौतिक विज्ञान
PHYSICS

समय : 3 घण्टे (5 मिनट)
पूर्णांक : 56

परीक्षार्थियों के लिए सामान्य निर्देश :
GENERAL INSTRUCTIONS TO THE EXAMINEES :

  1. परीक्षार्थी सर्वप्रथम अपने प्रश्न पत्र पर नामांक अनिवार्यतः लिखें।
    Candidate must write first his/her Roll No. on the question paper compulsorily.
  2. सभी प्रश्न करने अनिवार्य हैं।
    All the questions are compulsory.
  3. सभी प्रश्नों का उत्तर दी गई उत्तर-पुस्तिका में ही लिखें।
    Write the answer to all questions in the given answer-book only.

सामान्य निर्देश (General Instructions)

  1. जिन प्रश्नों में आन्तरिक खण्ड हैं, उन सभी के उत्तर एक साथ ही लिखें ।
    For questions having more than one part, the answers to those parts are to be written together in continuity.
  2. प्रश्न पत्र के हिन्दी व अंग्रेजी रूपान्तर में किसी प्रकार की त्रुटि / अन्तर / विरोधाभास होने पर हिन्दी भाषा के प्रश्न को ही सही मानें ।
    If there is any error/difference/contradiction in Hindi and English versions of the question paper, the question of Hindi version should be treated valid.
  3. प्रश्न का उत्तर लिखने से पूर्व प्रश्न का क्रमांक अवश्य लिखें ।
    Write down the serial number of the question before attempting it.
  4. प्रश्न क्रमांक 4, 5, 6, 7 और 8 में आन्तरिक विकल्प हैं ।
    There are internal choices in Question Nos. 4, 5, 6, 7 and 8.

SS-40-Physics

Choose the correct answer from multiple choice questions (i to xviii) and write in given answer book.

  1. 2 μC तथा 3 μC आवेश के दो गोले वायु में परस्पर 20 cm दूरी पर स्थित हैं। इन गोलों के मध्य कार्यरत विद्युत बलों के परिमाण का अनुपात होगा [4]

    अ) 1:1   ब) 2:3   स) 3:2   द) 4:9

    Two spheres of charge 2 μC and 3 μC are located at a distance 20 cm apart in air. The ratio of magnitude of electric forces acting between these spheres will be

    A) 1:1   B) 2:3   C) 3:2   D) 4:9

    Correct Answer: A) 1:1

    Explanation: According to Newton's third law, the electric force between two charges is equal in magnitude and opposite in direction. Hence the ratio is always 1:1, regardless of the charge values or distance.

  2. रैखिक आवेश घनत्व का SI मात्रक होता है [4]

    अ) Cm   ब) C/m   स) m/C   द) Cm²

    The SI unit of linear charge density is

    A) Cm   B) C/m   C) m/C   D) Cm²

    Correct Answer: B) C/m

    Explanation: Linear charge density (λ) is defined as charge per unit length. Its SI unit is coulomb per meter (C/m).

  3. समविभव पृष्ठ तथा विद्युत क्षेत्र रेखाओं के मध्य कोण होता है [4]

    अ) 80°   ब) 90°   स) 45°   द) 0°

    The angle between equipotential surface and electric field lines is

    A) 80°   B) 90°   C) 45°   D) 0°

    Correct Answer: B) 90°

    Explanation: Electric field lines are always perpendicular to equipotential surfaces. Therefore, the angle between them is 90°.

  4. निम्न में से परावैद्युत पदार्थ है [4]

    अ) चालक   ब) अतिचालक   स) अर्धचालक   द) अचालक

    In the following, dielectric materials are

    A) Conductor   B) Super conductor   C) Semiconductor   D) Non-conductor

    Correct Answer: D) Non-conductor

    Explanation: Dielectric materials are insulators (non-conductors) that can be polarized by an electric field. They do not conduct electricity but can store electrical energy.

प्रश्न 5 (v)

एक संचायक बैटरी का विद्युत वाहक बल 10 V एवं आंतरिक प्रतिरोध 0.5 Ω है। इस बैटरी से प्राप्त अधिकतम विद्युत धारा का मान होगा:

  • A) 5 A
  • B) 10 A
  • C) 20 A
  • D) 0.05 A

व्याख्या: अधिकतम धारा तब प्राप्त होती है जब बाह्य प्रतिरोध शून्य हो (लघु परिपथ)। तब I = E / r = 10 V / 0.5 Ω = 20 A.

प्रश्न 5 (vi)

एक आवेशित कण चुंबकीय क्षेत्र के अनुदिश एक चक्र में चली गई दूरी को कहते हैं:

  • A) पिच (चूड़ी अंतराल)
  • B) कोणीय आवृत्ति
  • C) कुंडलिनी की त्रिज्या
  • D) कोणीय विस्थापन

व्याख्या: जब आवेशित कण चुंबकीय क्षेत्र में तिरछा प्रवेश करता है, तो वह कुंडलिनी पथ पर चलता है। एक पूर्ण चक्र में क्षेत्र के अनुदिश तय की गई दूरी को पिच कहते हैं।

प्रश्न 5 (vii)

अतिचालक पदार्थ पूर्णत: प्रदर्शित करते हैं:

  • A) लौह चुंबकत्व
  • B) अनुचुंबकत्व
  • C) प्रति चुंबकत्व
  • D) प्रबल लौह चुंबकत्व

व्याख्या: अतिचालक अवस्था में पदार्थ पूर्ण प्रतिचुंबकत्व (मीस्नर प्रभाव) प्रदर्शित करते हैं, अर्थात वे चुंबकीय क्षेत्र को अपने अंदर से पूरी तरह निष्कासित कर देते हैं।

प्रश्न 5 (viii)

एक पहिया पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के क्षैतिज घटक के लंबवत 2 चक्र प्रति सेकंड की दर से घूम रहा है, जिससे पहिए की धुरी एवं रिम के मध्य प्रेरित विद्युत वाहक बल E उत्पन्न होता है। यदि चक्रों की संख्या दुगुनी कर दें, तो प्रेरित विद्युत वाहक बल का मान होगा:

  • A) 2E
  • B) 4E
  • C) 8E
  • D) E/2

व्याख्या: प्रेरित विद्युत वाहक बल E = (1/2) B ω r², जहाँ ω = 2πf (f = आवृत्ति)। यदि चक्रों की संख्या (आवृत्ति) दुगुनी कर दी जाए, तो ω दोगुना हो जाता है, अतः E भी दोगुना हो जाएगा। नया E' = 2E.

प्रश्न x (MCQ)

स्व प्रेरकत्व को कहते है :

  • अ) विद्युत बल
  • ब) विद्युत जड़त्व ✓ सही उत्तर
  • स) विद्युत दाब
  • द) विद्युत ऊर्जा

Self inductance is called :

  • A) electric force
  • B) electrical inertia ✓ Correct answer
  • C) electric pressure
  • D) electric energy

व्याख्या: स्व प्रेरकत्व (Self inductance) किसी कुंडली का वह गुण है जो उसमें बहने वाली धारा के परिवर्तन का विरोध करता है, इसे विद्युत जड़त्व (electrical inertia) भी कहते हैं।

प्रश्न xi (MCQ)

प्रत्यावर्ती धारा के मूल माध्य वर्ग (rms) मान तथा इसके शिखर मान का अनुपात होता है :

  • अ) 1:1
  • ब) 1:2
  • स) √2:1
  • द) 1:√2 ✓ सही उत्तर

The ratio of root mean square (rms) value and peak value of an alternating current is :

  • A) 1:1
  • B) 1:2
  • C) √2:1
  • D) 1:√2 ✓ Correct answer

व्याख्या: प्रत्यावर्ती धारा के लिए, rms मान = शिखर मान / √2, अतः अनुपात rms : शिखर = 1 : √2 होता है।

प्रश्न xii (MCQ)

रिमोट कंट्रोलरों में प्रयुक्त विद्युत चुंबकीय तरंग होती है :

  • अ) अवरक्त तरंग ✓ सही उत्तर
  • ब) सूक्ष्म तरंग
  • स) रेडियो तरंग
  • द) पराबैंगनी तरंग

The electromagnetic wave used in remote controller is :

  • A) infrared wave ✓ Correct answer
  • B) micro wave
  • C) radio wave
  • D) ultraviolet wave

व्याख्या: रिमोट कंट्रोलर में सामान्यतः अवरक्त (infrared) तरंगों का उपयोग किया जाता है, जो दृश्य प्रकाश से कम आवृत्ति की होती हैं।

प्रश्न xiii (MCQ)

एक बाल्टी में जल 24 cm ऊँचाई तक भरा हुआ है। यदि जल का अपवर्तनांक 4/3 हो तो बाल्टी की तली पर रखी वस्तु की आभासी गहराई होगी :

  • अ) 32 cm
  • ब) 24 cm
  • स) 12 cm
  • द) 18 cm ✓ सही उत्तर

A bucket is filled with water up to a height of 24 cm. If the refractive index of water is 4/3 then the apparent depth of the object placed at the bottom of the bucket will be :

  • A) 32 cm
  • B) 24 cm
  • C) 12 cm
  • D) 18 cm ✓ Correct answer

हल: आभासी गहराई = वास्तविक गहराई / अपवर्तनांक = 24 cm / (4/3) = 24 × 3/4 = 18 cm। अतः सही उत्तर 18 cm है।

प्रश्न xii:

किसी त्रिभुजाकार प्रिज्म के लिए आपतन कोण (i) एवं विचलन कोण (δ) के मध्य ग्राफ होता है:

The graph between angle of incidence (i) and angle of deviation (δ) for a triangular prism is:

  • A) सही विकल्प (Correct Option)
  • B)
  • C)
  • D)

सही उत्तर: A

व्याख्या: किसी त्रिभुजाकार प्रिज्म के लिए आपतन कोण (i) और विचलन कोण (δ) के बीच का ग्राफ एक वक्र होता है जो न्यूनतम विचलन कोण (δm) पर सममित होता है। जैसे-जैसे i बढ़ता है, δ पहले घटता है, न्यूनतम मान (δm) पर पहुँचता है, फिर बढ़ता है। विकल्प A इसी व्यवहार को दर्शाता है।

xiv) किसी तरंगाग्र पर किन्हीं दो बिंदुओं के मध्य कलांतर होता है

The phase difference between any two points on a wavefront is

  • अ) 0°
  • ब) 45°
  • स) 90°
  • द) 20°

Correct Answer: अ) 0°

Explanation: A wavefront is a surface of constant phase. Therefore, all points on a wavefront have the same phase, and the phase difference between any two points is 0°.

xv) चार धातुएँ P, Q, R एवं S के कार्यफलन क्रमश: 2.3 eV, 3.2 eV, 4.25 eV एवं 5.15 eV हैं। इनमें सबसे न्यूनतम देहली आवृत्ति की धातु होगी

The work function of four metals P, Q, R and S are 2.3 eV, 3.2 eV, 4.25 eV and 5.15 eV respectively. Among these the metal having lowest threshold frequency will be

  • अ) R
  • ब) S
  • स) Q
  • द) P

Correct Answer: द) P

Explanation: Threshold frequency (ν₀) is directly proportional to work function (φ) as φ = hν₀. The metal with the smallest work function (2.3 eV for P) will have the lowest threshold frequency.

xvi) गाइगर-मार्सडन प्रकीर्णन प्रयोग में प्रयुक्त रेडियोएक्टिव स्रोत होता है

Radioactive source used in the Geiger-Marsden scattering experiment is

  • अ) \( ^{226}_{88}\text{Ra} \)
  • ब) \( ^{214}_{83}\text{Bi} \)
  • स) \( ^{137}_{56}\text{Ba} \)
  • द) \( ^{210}_{84}\text{Po} \)

Correct Answer: द) \( ^{210}_{84}\text{Po} \)

Explanation: In the Geiger-Marsden (alpha particle scattering) experiment, a radioactive source of polonium-210 (\( ^{210}_{84}\text{Po} \)) was used to emit alpha particles.

xvii) तापनाभिकीय संलयन के लिए आवश्यक ताप होना चाहिए

The necessary temperature should be for thermo-nuclear fusion is

  • अ) 273 K
  • ब) 10⁸ K
  • स) 0 K
  • द) 10⁷ K

Correct Answer: ब) 10⁸ K

Explanation: Thermonuclear fusion requires extremely high temperatures (on the order of 10⁸ K) to overcome the Coulomb repulsion between nuclei and initiate fusion reactions.

प्रश्न 1 (वस्तुनिष्ठ प्रश्न)

प्रश्न: यदि कार्बन, सिलिकॉन एवं जर्मेनियम के लिए ऊर्जा बैंड अंतराल क्रमशः E1, E2 एवं E3 हो, तो इनमें सही संबंध होगा।

If the energy band gaps for Carbon, Silicon and Germanium are E1, E2 and E3 respectively, then the correct relation between them will be:

  • A) E1 > E2 > E3
  • B) E1 = E2 = E3
  • C) E1 < E2 < E3
  • D) E1 > E2 < E3

सही उत्तर: A) E1 > E2 > E3

व्याख्या: कार्बन (हीरा) का ऊर्जा बैंड अंतराल सबसे अधिक (~5.5 eV) होता है, उसके बाद सिलिकॉन (~1.1 eV) और फिर जर्मेनियम (~0.7 eV) का। अतः सही क्रम E1 > E2 > E3 है।

प्रश्न 2 (रिक्त स्थानों की पूर्ति)

i) वह अधिकतम विद्युत क्षेत्र जिसे कोई परावैद्युत माध्यम बिना भंजन के सहन कर सकता है, माध्यम की परावैद्युत सामर्थ्य कहलाती है।

The maximum electric field that a dielectric medium can withstand without break-down is called its dielectric strength.

उत्तर: परावैद्युत सामर्थ्य (Dielectric Strength)

प्रश्न (Questions)

ii) दिये गए विद्युत परिपथ में धारा I का मान ______ A होगा।

The value of current 'I' in the given electric circuit will be ______ A.

  • (अ) 2 A
  • (ब) 4.2 A
  • (स) 3.0 A
  • (द) 4.2 A

सही उत्तर: (स) 3.0 A

व्याख्या: परिपथ में धारा का मान किरचॉफ के नियमों द्वारा ज्ञात किया जाता है। दिए गए आंकड़ों के अनुसार, कुल धारा 3.0 A होगी।


iii) किसी वोल्टमीटर में विक्षेप प्रति एकांक वोल्टता को कहते हैं |

The deflection per unit voltage in a voltmeter is called ______.

उत्तर: वोल्टमीटर की सुग्राहिता (Sensitivity of voltmeter)

व्याख्या: वोल्टमीटर की सुग्राहिता को प्रति एकांक वोल्टता पर विक्षेप के रूप में परिभाषित किया जाता है। इसे ओम/वोल्ट में मापा जाता है।


iv) चुंबकीय क्षेत्र रेखा के किसी बिंदु पर खींची गई स्पर्श रेखा उस बिंदु पर परिणामी ______ की दिशा बताती है।

The tangent drawn to the magnetic field line at any point represents the direction of the net ______ at that point.

उत्तर: चुंबकीय क्षेत्र (Magnetic field)

व्याख्या: चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं पर किसी बिंदु पर स्पर्श रेखा उस बिंदु पर परिणामी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को इंगित करती है।


v) लेंज का नियम ______ संरक्षण नियम का पालन करता है।

Lenz's law obeys the conservation law of ______.

उत्तर: ऊर्जा (Energy)

व्याख्या: लेंज का नियम ऊर्जा संरक्षण के नियम का पालन करता है। प्रेरित धारा की दिशा इस प्रकार होती है कि वह अपने उत्पन्न होने के कारण का विरोध करती है, जिससे ऊर्जा संरक्षित रहती है।


vi) विस्थापन धारा की अवधारणा ______ नामक वैज्ञानिक ने दी थी।

The concept of displacement current was given by a scientist named ______.

उत्तर: जेम्स क्लर्क मैक्सवेल (James Clerk Maxwell)

व्याख्या: विस्थापन धारा की अवधारणा स्कॉटिश भौतिक विज्ञानी जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने दी थी, जिसने विद्युतचुंबकीय तरंगों के सिद्धांत को पूर्ण किया।

खण्ड - 2 (Section - 2)

रिक्त स्थानों की पूर्ति कीजिए (Fill in the blanks) :

  1. किसी द्रव से भरे खुले बर्तन में डालने से लेंस गायब हो जाता है। द्रव का अपवर्तनांक होगा।

    If a lens of refractive index 5/2 is placed in an open vessel filled with a liquid, it becomes disappear. The refractive index of the liquid will be

    उत्तर/Answer: 5/2
  2. जल के पृष्ठ पर किसी समय जल के अणुओं का निस्पंदी रेखाओं पर विस्थापन होता है।

    The displacement of water molecules at any instant on the surface of water at nodal lines is

    उत्तर/Answer: शून्य (Zero)
  3. यदि किसी फोटॉन की तरंगदैर्ध्य आधी कर दी जाए, तो इसकी आवृत्ति हो जाएगी।

    If the wavelength of a photon is halved, then its frequency will becomes

    उत्तर/Answer: दोगुनी (Double)
  4. 0.1 kg द्रव्यमान की एक वस्तु 0 m/s की चाल से गतिमान है। इससे संबद्ध तरंग की डी-ब्रॉग्ली तरंगदैर्ध्य m होगी।

    A body of mass 0.1 kg is moving with a speed of 0 m/s. The de-Broglie wavelength of the wave associated with it will be m.

    उत्तर/Answer: अपरिमित (Infinite)

3. निम्न प्रश्नों के उत्तर एक से दो पंक्ति में दीजिए। (Answer the following questions in one or two lines.)

  1. ताँबे के लिए प्रतिरोधकता (ρ) एवं परम ताप (T) के मध्य ग्राफ बनाइए।

    Plot a graph between resistivity (ρ) and absolute temperature (T) for copper.

    उत्तर/Answer: ताँबे के लिए प्रतिरोधकता और परम ताप के मध्य ग्राफ लगभग एक सरल रेखा होती है जो ताप बढ़ने के साथ प्रतिरोधकता में रैखिक वृद्धि दर्शाती है।

    The graph between resistivity and absolute temperature for copper is approximately a straight line showing a linear increase in resistivity with increase in temperature.

  2. धारा घनत्व को परिभाषित कीजिए।

    Define current density.

    उत्तर/Answer: किसी चालक के एकांक अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल से प्रति सेकंड प्रवाहित होने वाले आवेश की मात्रा को धारा घनत्व कहते हैं। इसे J से प्रदर्शित करते हैं।

    Current density is defined as the amount of charge flowing per second through a unit cross-sectional area of a conductor. It is denoted by J.

ii) यदि चुंबकीय एकध्रुव (magnetic monopole) का अस्तित्व होता तो चुंबकत्व संबंधी गॉस के नियम का समीकरण लिखिए।

If magnetic monopoles existed then write the equation of Gauss's law for magnetism.

समीकरण:B · dA = μ₀ qm

जहाँ qm चुंबकीय एकध्रुव का आवेश है।

iv) किसी पदार्थ के चुंबकन (M), चुंबकीय तीव्रता (H) तथा चुंबकीय क्षेत्र (B) के मध्य संबंध लिखिए।

Write the relation between magnetisation (M), magnetic intensity (H) and magnetic field (B) of a substance.

संबंध: B = μ₀ (H + M)

जहाँ μ₀ निर्वात की चुंबकशीलता है।

v) विद्युत चुंबकीय प्रेरण किसे कहते हैं?

What is electromagnetic induction?

परिभाषा: जब किसी बंद कुंडली से गुजरने वाले चुंबकीय फ्लक्स में परिवर्तन होता है, तो उस कुंडली में विद्युत वाहक बल (emf) उत्पन्न हो जाता है। इस घटना को विद्युत चुंबकीय प्रेरण कहते हैं।

vi) एक रेखीय ध्रुवित विद्युत चुंबकीय तरंग का संचरण चित्र बनाइए।

Draw propagation diagram of a linearly polarised electromagnetic wave.

चित्र: (एक रेखीय ध्रुवित विद्युत चुंबकीय तरंग में विद्युत क्षेत्र E और चुंबकीय क्षेत्र B एक-दूसरे के लंबवत होते हैं और तरंग संचरण की दिशा के भी लंबवत होते हैं।)

[एक सरल रेखा पर दो लंबवत साइन तरंगें दिखाई गई हैं, एक E के लिए और दूसरी B के लिए, जो एक-दूसरे से 90° पर हैं।]

vii) प्रकाश के विवर्तन को परिभाषित कीजिए।

Define diffraction of light.

परिभाषा: जब प्रकाश तरंगें किसी बाधा या संकीर्ण छिद्र के किनारे से गुजरती हैं, तो वे अपने सीधे मार्ग से मुड़ जाती हैं और ज्यामितीय छाया क्षेत्र में फैल जाती हैं। इस घटना को प्रकाश का विवर्तन कहते हैं।

viii) यदि किसी धातु का कार्यफलन 4.5 eV तथा इसके पृष्ठ से उत्सर्जित फोटो (प्रकाशिक) इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा 5 eV हो, तो आपतित प्रकाश के फोटॉन की ऊर्जा ज्ञात कीजिए।

If the workfunction of a metal is 4.5 eV and the kinetic energy of the photoelectron emitted from its surface is 5 eV, then calculate the energy of a photon of the incident light.

हल: आइंस्टीन के प्रकाश-विद्युत समीकरण के अनुसार:

फोटॉन ऊर्जा (E) = कार्यफलन (φ) + गतिज ऊर्जा (K.E.)

E = 4.5 eV + 5 eV = 9.5 eV

उत्तर: आपतित प्रकाश के फोटॉन की ऊर्जा 9.5 eV है।

ix) उत्सर्जन रैखिक स्पेक्ट्रम की परिभाषा लिखिए।

Write the definition of emission line spectrum.

परिभाषा: जब किसी तत्व के परमाणु उत्तेजित अवस्था से निम्न ऊर्जा स्तर पर संक्रमण करते हैं, तो वे विशिष्ट तरंगदैर्ध्य के प्रकाश का उत्सर्जन करते हैं। इस प्रकार प्राप्त स्पेक्ट्रम में अलग-अलग रंगों की चमकीली रेखाएँ होती हैं, जिसे उत्सर्जन रैखिक स्पेक्ट्रम कहते हैं।

x) यदि आक्सीजन नाभिक ¹⁶O की बंधन-ऊर्जा 128 MeV हो, तो इसकी प्रति न्यूक्लियॉन बंधन ऊर्जा ज्ञात कीजिए।

If the binding energy of oxygen nucleus ¹⁶O is 128 MeV, then find the binding energy per nucleon.

हल: ऑक्सीजन नाभिक ¹⁶O में न्यूक्लियॉनों की संख्या = 16

प्रति न्यूक्लियॉन बंधन ऊर्जा = कुल बंधन ऊर्जा / न्यूक्लियॉनों की संख्या

= 128 MeV / 16 = 8 MeV

उत्तर: प्रति न्यूक्लियॉन बंधन ऊर्जा 8 MeV है।

खण्ड - 4

प्रश्न 1:

दिये गए परिपथ में, यदि बिंदु A और B के मध्य तुल्य धारिता 5 μF हो, तो संधारित्र X की धारिता ज्ञात कीजिए।

परिपथ विवरण: चार संधारित्र श्रेणीक्रम और समान्तर क्रम में जुड़े हैं। बिंदु A और B के बीच, दो 10 μF के संधारित्र श्रेणीक्रम में हैं, और उनके समान्तर में एक संधारित्र X जुड़ा है।

हल:

माना संधारित्र X की धारिता = Cx μF है।

दो 10 μF के संधारित्र श्रेणीक्रम में जुड़े हैं, उनकी तुल्य धारिता:

1/Cs = 1/10 + 1/10 = 2/10 = 1/5 ⇒ Cs = 5 μF

अब, यह 5 μF का संधारित्र X के समान्तर क्रम में जुड़ा है। अतः कुल तुल्य धारिता:

Ceq = Cs + Cx = 5 + Cx

प्रश्नानुसार, Ceq = 5 μF

⇒ 5 + Cx = 5 ⇒ Cx = 0 μF

अतः संधारित्र X की धारिता 0 μF है। (अर्थात् वहाँ कोई संधारित्र नहीं है या वह खुला परिपथ है।)


प्रश्न 2:

पास-पास रखी दो कुण्डलियों का अन्योन्य प्रेरकत्व 2 H है। यदि एक कुण्डली में विद्युत धारा शून्य से 1.5 A तक 0.1 सेकण्ड में बढ़ती है, तो दूसरी कुण्डली में चुम्बकीय फ्लक्स में परिवर्तन ज्ञात कीजिए।

हल:

दिया है: अन्योन्य प्रेरकत्व M = 2 H

धारा में परिवर्तन ΔI = 1.5 A - 0 A = 1.5 A

समय Δt = 0.1 s

अन्योन्य प्रेरण के सूत्रानुसार, दूसरी कुण्डली में प्रेरित विद्युत वाहक बल:

ε = -M (ΔI/Δt) = -2 × (1.5/0.1) = -2 × 15 = -30 V

चुम्बकीय फ्लक्स में परिवर्तन (ΔΦ) = M × ΔI = 2 × 1.5 = 3 Wb

अतः दूसरी कुण्डली में चुम्बकीय फ्लक्स में परिवर्तन 3 वेबर है।


प्रश्न 3:

परिभाषित कीजिए:

  1. वाटहीन धारा (Wattless current)
  2. शक्ति गुणांक (Power factor)

(a) वाटहीन धारा: वह प्रत्यावर्ती धारा जो किसी परिपथ में औसत शक्ति का क्षय नहीं करती, वाटहीन धारा कहलाती है। यह तब होता है जब धारा और वोल्टता के बीच कलान्तर 90° होता है, जैसे कि शुद्ध प्रेरक या शुद्ध धारिता परिपथ में।

(b) शक्ति गुणांक: किसी प्रत्यावर्ती धारा परिपथ में शक्ति गुणांक, वास्तविक शक्ति (P) और आभासी शक्ति (S) का अनुपात है। इसे cos φ द्वारा व्यक्त किया जाता है, जहाँ φ धारा और वोल्टता के बीच कलान्तर है।

शक्ति गुणांक = cos φ = (वास्तविक शक्ति) / (आभासी शक्ति) = P / (Vrms × Irms)

प्रश्न 7

पूर्ण आंतरिक परावर्तन को परिभाषित कीजिए। इस पर आधारित कोई एक परिघटना का नाम लिखिए।

Define total internal reflection. Write the name of any one phenomenon based on it.

पूर्ण आंतरिक परावर्तन की परिभाषा: जब प्रकाश किरण सघन माध्यम से विरल माध्यम में जाती है और आपतन कोण क्रांतिक कोण से अधिक हो जाता है, तो प्रकाश का पूर्ण परावर्तन सघन माध्यम में ही हो जाता है। इस घटना को पूर्ण आंतरिक परावर्तन कहते हैं।

इस पर आधारित एक परिघटना: मृगतृष्णा (Mirage) या ऑप्टिकल फाइबर में प्रकाश संचरण।

प्रश्न 8

हाइगेन्स के तरंग सिद्धांत से प्रकाश के अपवर्तन हेतु स्नैल का नियम व्युत्पन्न कीजिए।

Derive Snell's law for refraction of light from Huygen's wave theory.

व्युत्पत्ति: मान लीजिए कि एक समतल तरंगाग्र AB माध्यम 1 (अपवर्तनांक n₁) से माध्यम 2 (अपवर्तनांक n₂) में तिरछा आपतित होता है। माना तरंगाग्र AB, समय t = 0 पर सतह पर बिंदु A पर पहुँचता है। हाइगेन्स के सिद्धांत के अनुसार, A एक द्वितीयक तरंग स्रोत बन जाता है।

माना माध्यम 1 में प्रकाश की चाल v₁ और माध्यम 2 में v₂ है। जब तरंगाग्र का बिंदु B, सतह पर बिंदु C तक पहुँचता है, तो A से द्वितीयक तरंग माध्यम 2 में त्रिज्या AD = v₂t का गोलाकार तरंगाग्र बनाती है, जहाँ t वह समय है जिसमें B, C तक पहुँचता है।

समय t = BC/v₁ = AD/v₂

त्रिभुज ABC और ADC में:

sin i = BC/AC और sin r = AD/AC

अतः sin i / sin r = BC/AD = (v₁t)/(v₂t) = v₁/v₂

चूँकि n₁ = c/v₁ और n₂ = c/v₂, इसलिए v₁/v₂ = n₂/n₁

अतः sin i / sin r = n₂/n₁ या n₁ sin i = n₂ sin r

यही स्नैल का नियम है।

प्रश्न 9

पोलेरॉइड किसे कहते हैं? इसके कोई दो उपयोग लिखिए।

What is polaroid? Write any two uses of it.

पोलेरॉइड: पोलेरॉइड एक कृत्रिम रूप से निर्मित पारदर्शी पदार्थ है जो प्रकाश को केवल एक विशिष्ट दिशा में कंपन करने की अनुमति देता है, अर्थात यह अध्रुवित प्रकाश को समतल ध्रुवित प्रकाश में बदल देता है।

दो उपयोग:

  • ध्रुवण सूक्ष्मदर्शी (Polarizing microscope) में प्रयोग किया जाता है।
  • धूप के चश्मों (Sunglasses) में चकाचौंध कम करने के लिए उपयोग किया जाता है।

प्रश्न 10

प्रकाश के तरंग सिद्धांत से प्रकाश विद्युत प्रभाव की व्याख्या क्यों नहीं की जा सकती है? कोई दो कारण लिखिए।

Why photoelectric effect cannot be explained on the basis of wave theory of light? Write any two reasons.

दो कारण:

  1. आवृत्ति पर निर्भरता: तरंग सिद्धांत के अनुसार, प्रकाश की तीव्रता बढ़ाने पर उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा बढ़नी चाहिए, लेकिन प्रयोगों में देखा गया कि उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा केवल आपतित प्रकाश की आवृत्ति पर निर्भर करती है, तीव्रता पर नहीं।
  2. देहली आवृत्ति: तरंग सिद्धांत के अनुसार, किसी भी आवृत्ति के प्रकाश से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन होना चाहिए, बशर्ते तीव्रता पर्याप्त हो। लेकिन प्रयोगों में देखा गया कि प्रत्येक धातु के लिए एक न्यूनतम आवृत्ति (देहली आवृत्ति) होती है, जिससे कम आवृत्ति के प्रकाश से कोई इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित नहीं होता, चाहे तीव्रता कितनी भी अधिक क्यों न हो।

प्रश्न 11

डी ब्रोग्ली परिकल्पना से बोर के क्वांटीकरण के द्वितीय अभिगृहीत की व्याख्या कीजिए।

Explain Bohr's second postulate of quantisation by de Broglie hypothesis.

व्याख्या: डी ब्रोग्ली परिकल्पना के अनुसार, गतिशील कणों से जुड़ी तरंगें होती हैं। इलेक्ट्रॉन के लिए डी ब्रोग्ली तरंगदैर्ध्य λ = h/p होती है, जहाँ p संवेग है।

बोर के द्वितीय अभिगृहीत के अनुसार, इलेक्ट्रॉन केवल उन्हीं कक्षाओं में घूम सकता है जिनमें कोणीय संवेग L = nh/2π होता है।

डी ब्रोग्ली के अनुसार, स्थायी कक्षा के लिए आवश्यक है कि इलेक्ट्रॉन की तरंग कक्षा में अनुनादी हो, अर्थात कक्षा की परिधि डी ब्रोग्ली तरंगदैर्ध्य की पूर्ण गुणज हो:

2πr = nλ = n(h/p)

या 2πr = n(h/mv)

या mvr = nh/2π

यह बोर के द्वितीय अभिगृहीत (कोणीय संवेग क्वांटीकरण) के समान है। इस प्रकार डी ब्रोग्ली परिकल्पना बोर के क्वांटीकरण की व्याख्या करती है।

प्रश्न 12

परिभाषित कीजिए:

a) समभारिक (Isobars)

b) रेडियो एक्टिविटी (Radioactivity)

a) समभारिक (Isobars): समभारिक वे नाभिक होते हैं जिनकी द्रव्यमान संख्या (A) समान होती है लेकिन परमाणु संख्या (Z) भिन्न होती है। उदाहरण: ⁴⁰Ar और ⁴⁰Ca।

b) रेडियो एक्टिविटी (Radioactivity): रेडियो एक्टिविटी वह स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया है जिसमें अस्थायी नाभिक α, β या γ कणों का उत्सर्जन करके अधिक स्थायी नाभिक में बदल जाते हैं। यह एक नाभिकीय परिघटना है जो नाभिक के आंतरिक गुणों पर निर्भर करती है।

प्रश्न 13

RC परिपथ में समय स्थिरांक किसे कहते हैं? संधारित्र के साथ पूर्ण तरंग दिष्टकारी का परिपथ चित्र बनाइए।

What is time constant for RC circuit? Draw a circuit diagram of a full wave rectifier with capacitor filter.

समय स्थिरांक (Time Constant): RC परिपथ में समय स्थिरांक वह समय है जिसमें संधारित्र अपनी अधिकतम वोल्टता का लगभग 63.2% (या 1 - 1/e भाग) तक आवेशित या विसर्जित हो जाता है। इसे τ = RC द्वारा व्यक्त किया जाता है, जहाँ R प्रतिरोध और C धारिता है।

पूर्ण तरंग दिष्टकारी का परिपथ चित्र (संधारित्र फिल्टर सहित):

        D1
AC इनपुट ----|>|----+----+---- आउटपुट
        |         |    |
        +----+----+    C (संधारित्र)
        |    |         |
        D2  |         |
        |<|----+----+---- GND
        |
       GND

व्याख्या: यहाँ D1 और D2 डायोड हैं जो पूर्ण तरंग दिष्टकारी बनाते हैं। C संधारित्र फिल्टर है जो आउटपुट में उत्पन्न तरंगों (ripples) को कम करता है और लगभग स्थिर DC वोल्टता प्रदान करता है।

खण्ड - स

प्रश्न 44

वैद्युत द्विध्रुव के कारण उसकी अक्ष पर स्थित किसी बिंदु पर विद्युत क्षेत्र का व्यंजक प्राप्त कीजिए। आवश्यक चित्र बनाइए।

Obtain the expression of electric field at any point on its axial line due to the electric dipole. Draw necessary diagram.

[2+3]

हल:

मान लीजिए एक वैद्युत द्विध्रुव AB है जिसके आवेश +q और -q हैं तथा इनके बीच की दूरी 2a है। द्विध्रुव के केंद्र O से अक्ष पर r दूरी पर एक बिंदु P है।

बिंदु P पर +q आवेश के कारण विद्युत क्षेत्र:

E+q = (1/4πε₀) × q/(r-a)² (द्विध्रुव से दूर की ओर)

बिंदु P पर -q आवेश के कारण विद्युत क्षेत्र:

E-q = (1/4πε₀) × q/(r+a)² (द्विध्रुव की ओर)

परिणामी विद्युत क्षेत्र E = E+q - E-q

E = (q/4πε₀) [1/(r-a)² - 1/(r+a)²]

E = (q/4πε₀) × [4ar/(r²-a²)²]

चूँकि वैद्युत द्विध्रुव आघूर्ण p = q × 2a, अतः:

E = (1/4πε₀) × 2pr/(r²-a²)²

यदि r >> a, तो E = (1/4πε₀) × 2p/r³

(चित्र: एक रेखा पर दो बिंदु आवेश +q और -q जिनके बीच की दूरी 2a है, तथा अक्ष पर बिंदु P दर्शाया गया है।)


अथवा

गॉस के नियम द्वारा सिद्ध कीजिए कि एक समान आवेशित अनंत समतल चादर के कारण किसी बिंदु पर विद्युत क्षेत्र का मान दूरी पर निर्भर नहीं करता है। आवश्यक चित्र बनाइए।

Prove that by Gauss's law the value of electric field at any point due to a uniformly charged infinite plane sheet does not depend on the distance. Draw necessary diagram.

[2+3]

हल:

मान लीजिए एक अनंत समतल चादर है जिस पर एकसमान पृष्ठ आवेश घनत्व σ है। चादर से दूरी r पर एक बिंदु P पर विद्युत क्षेत्र ज्ञात करना है।

गॉस के नियम के अनुसार: ∮ E·dA = qin/ε₀

हम एक बेलनाकार गॉसियन पृष्ठ लेते हैं जिसका अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल A है और यह चादर को समद्विभाजित करता है।

गॉसियन पृष्ठ से गुजरने वाला फ्लक्स:

∮ E·dA = E × 2A (दोनों सिरों से)

पृष्ठ के अंदर आवेश qin = σA

अतः E × 2A = σA/ε₀

E = σ/2ε₀

यह व्यंजक r पर निर्भर नहीं करता, अतः सिद्ध होता है कि अनंत आवेशित समतल चादर के कारण विद्युत क्षेत्र दूरी पर निर्भर नहीं करता।

(चित्र: एक अनंत समतल चादर जिस पर आवेश σ है, तथा एक बेलनाकार गॉसियन पृष्ठ दर्शाया गया है।)

प्रश्न 45

प्रत्यावर्ती वोल्टता स्रोत के साथ श्रेणीबद्ध LCR परिपथ की प्रतिबाधा का व्यंजक व्युत्पन्न कीजिए।

Derive expression for the impedance of the series LCR circuit with alternating voltage source.

[3]

हल:

श्रेणी LCR परिपथ में प्रेरक (L), संधारित्र (C) और प्रतिरोध (R) श्रेणीक्रम में जुड़े होते हैं।

प्रेरण प्रतिघात XL = ωL

धारितीय प्रतिघात XC = 1/ωC

कुल प्रतिघात X = XL - XC = ωL - 1/ωC

प्रतिबाधा Z = √(R² + X²)

Z = √[R² + (ωL - 1/ωC)²]

यह श्रेणी LCR परिपथ की प्रतिबाधा का व्यंजक है।

कला कोण φ = tan⁻¹(X/R) = tan⁻¹[(ωL - 1/ωC)/R]


अथवा

ट्रांसफॉर्मर की कुंडलियों में फेरों की संख्या तथा धाराओं के मध्य संबंध स्थापित कीजिए।

Establish the relationship between the number of turns in the coils of a transformer and the currents.

[3]

हल:

ट्रांसफॉर्मर में प्राथमिक कुंडली में फेरों की संख्या Np तथा द्वितीयक कुंडली में फेरों की संख्या Ns है।

एक आदर्श ट्रांसफॉर्मर में शक्ति संरक्षण के अनुसार:

प्राथमिक शक्ति = द्वितीयक शक्ति

VpIp = VsIs

हम जानते हैं कि Vs/Vp = Ns/Np

अतः Is/Ip = Vp/Vs = Np/Ns

Is/Ip = Np/Ns

अर्थात धाराएँ फेरों की संख्या के व्युत्क्रमानुपाती होती हैं।

प्रश्न 46

i) नैज अर्धचालक तथा अपद्रव्यी अर्धचालक को परिभाषित कीजिए।

ii) दाता ऊर्जा स्तर को चित्रित करते हुए ताप T > 0 K पर n-प्रकार के अर्धचालक का ऊर्जा बैंड आरेख बनाइए।

i) Define intrinsic semiconductor and extrinsic semiconductor.

ii) Draw energy band diagram of n-type semiconductor at temperature T > 0 K, depicting the donor energy level.

[2+3]

हल:

i) नैज अर्धचालक (Intrinsic Semiconductor): शुद्ध अर्धचालक जिसमें कोई अपद्रव्य न मिलाया गया हो, नैज अर्धचालक कहलाता है। इसमें इलेक्ट्रॉनों और होलों की संख्या समान होती है। उदाहरण: शुद्ध सिलिकॉन, जर्मेनियम।

अपद्रव्यी अर्धचालक (Extrinsic Semiconductor): जब नैज अर्धचालक में उपयुक्त अपद्रव्य मिलाया जाता है, तो वह अपद्रव्यी अर्धचालक कहलाता है। यह दो प्रकार का होता है: n-प्रकार और p-प्रकार।

ii) n-प्रकार अर्धचालक का ऊर्जा बैंड आरेख (T > 0 K):

n-प्रकार अर्धचालक में पंचसंयोजी अपद्रव्य (जैसे आर्सेनिक, फॉस्फोरस) मिलाया जाता है। दाता अपद्रव्य चालन बैंड के ठीक नीचे एक दाता ऊर्जा स्तर (ED) बनाता है। T > 0 K पर, दाता स्तर से इलेक्ट्रॉन चालन बैंड में उत्तेजित हो जाते हैं।

(आरेख: चालन बैंड (CB) और संयोजक बैंड (VB) के बीच में वर्जित ऊर्जा अंतराल (Eg) दर्शाया गया है। चालन बैंड के ठीक नीचे दाता स्तर (ED) दिखाया गया है। चालन बैंड में इलेक्ट्रॉन और संयोजक बैंड में होल दर्शाए गए हैं।)


अथवा

i) p-n संधि के निर्माण में 'ह्रास क्षेत्र' एवं 'रोधिका विभव' को परिभाषित कीजिए।

ii) ग्राही ऊर्जा स्तर को चित्रित करते हुए ताप T > 0 K पर p-प्रकार के अर्धचालक का ऊर्जा बैंड आरेख बनाइए।

i) Define 'depletion region' and 'barrier potential' in the formation of p-n junction.

ii) Draw energy band diagram of p-type semiconductor at temperature T > 0 K, depicting the acceptor energy level.

[2+3]

हल:

i) ह्रास क्षेत्र (Depletion Region): p-n संधि के निर्माण के समय, p-क्षेत्र से होल और n-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन एक-दूसरे की ओर विसरित होते हैं और संधि के पास पुनर्संयोजित हो जाते हैं। इससे संधि के दोनों ओर एक ऐसा क्षेत्र बन जाता है जहाँ कोई मुक्त आवेश वाहक नहीं होते, इसे ह्रास क्षेत्र कहते हैं।

रोधिका विभव (Barrier Potential): ह्रास क्षेत्र में स्थिर आयनों के कारण एक विभवांतर उत्पन्न होता है जो आगे विसरण को रोकता है। इस विभवांतर

खण्ड - द / SECTION - D

प्रश्न 17.

(क) बायो-सावर्ट नियम का सूत्र सदिश रूप में लिखिए।

(ख) इस नियम से किसी धारावाही वृत्ताकार पाश के अक्ष पर स्थित किसी बिंदु पर चुंबकीय क्षेत्र का सूत्र प्राप्त कीजिए।

(ग) आवश्यक चित्र बनाइए।

[1+2+1=4]


Write the formula of Biot-Savart law in vector form. Obtain the formula of magnetic field at any point on the axis for a current carrying circular loop by its law. Draw necessary diagram.

हल:

(क) बायो-सावर्ट नियम का सदिश रूप:

\( d\vec{B} = \frac{\mu_0}{4\pi} \frac{I d\vec{l} \times \hat{r}}{r^2} \)

जहाँ \( d\vec{B} \) = चुंबकीय क्षेत्र, \( I \) = धारा, \( d\vec{l} \) = धारा अवयव, \( \hat{r} \) = स्थिति सदिश की दिशा में एकांक सदिश, \( r \) = दूरी।

(ख) वृत्ताकार पाश के अक्ष पर चुंबकीय क्षेत्र:

माना एक वृत्ताकार पाश की त्रिज्या \( R \) है और इसमें धारा \( I \) प्रवाहित हो रही है। पाश के केंद्र से \( x \) दूरी पर अक्ष पर स्थित बिंदु \( P \) पर चुंबकीय क्षेत्र:

\( B = \frac{\mu_0 I R^2}{2(R^2 + x^2)^{3/2}} \)

यह क्षेत्र पाश के तल के लंबवत अक्ष की दिशा में होता है।

(ग) आवश्यक चित्र:

[वृत्ताकार पाश, अक्ष, बिंदु P, त्रिज्या R, दूरी x, और चुंबकीय क्षेत्र की दिशा दर्शाता चित्र]


अथवा / OR

(क) 'a' त्रिज्या के एक लंबे सीधे तार में स्थाई विद्युत धारा 'I' एकसमान रूप से प्रवाहित हो रही है। तार के बाहर 'r' दूरी पर स्थित किसी बिंदु पर चुंबकीय क्षेत्र का व्यंजक प्राप्त कीजिए।

(ख) आवश्यक चित्र बनाइए।

[1+2+1=4]


A long straight wire of radius 'a' has a steady current 'I' uniformly flowing through it. Obtain the expression of magnetic field at a point at distance 'r' outside the wire. Draw necessary diagram.

हल:

(क) तार के बाहर चुंबकीय क्षेत्र (r > a):

एम्पियर के नियम का उपयोग करते हुए:

\( \oint \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 I \)

सममिति के कारण, चुंबकीय क्षेत्र \( B \) तार से \( r \) दूरी पर स्थित वृत्ताकार पथ पर स्पर्शरेखीय होता है। अतः:

\( B \cdot 2\pi r = \mu_0 I \)

\( B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} \)

यह क्षेत्र तार के लंबवत तल में वृत्ताकार पथ पर स्पर्शरेखीय होता है।

(ख) आवश्यक चित्र:

[लंबा सीधा तार, त्रिज्या a, बिंदु P, दूरी r, चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ दर्शाता चित्र]


प्रश्न 18.

(क) लेंस की क्षमता को परिभाषित कीजिए।

(ख) सिद्ध कीजिए कि किसी गोलीय दर्पण की फोकस दूरी उसकी वक्रता त्रिज्या की आधी होती है।

(ग) आवश्यक किरण चित्र बनाइए।

[1+2+1=4]


Define power of a lens. Prove that the focal length of a spherical mirror is half of its centre of curvature. Draw necessary ray diagram.

हल:

(क) लेंस की क्षमता: लेंस की क्षमता उसकी फोकस दूरी के व्युत्क्रम के बराबर होती है। इसे डायोप्टर (D) में मापा जाता है।

\( P = \frac{1}{f} \) (जहाँ f मीटर में है)

(ख) गोलीय दर्पण की फोकस दूरी और वक्रता त्रिज्या में संबंध:

माना एक अवतल दर्पण का ध्रुव P, वक्रता केंद्र C, और फोकस F है। मुख्य अक्ष के समांतर एक किरण दर्पण के बिंदु M पर आपतित होती है। परावर्तन के बाद यह किरण फोकस F से होकर गुजरती है।

चित्र में, आपतन कोण = परावर्तन कोण = θ।

त्रिभुज C M F में, बाह्य कोण M C P = θ + θ = 2θ

यदि M, P के बहुत निकट है, तो M C ≈ P C = R (वक्रता त्रिज्या) और M F ≈ P F = f (फोकस दूरी)

समकोण त्रिभुज M P C में, tan θ = MP/PC = MP/R

समकोण त्रिभुज M P F में, tan 2θ = MP/PF = MP/f

छोटे कोणों के लिए, tan θ ≈ θ और tan 2θ ≈ 2θ

अतः 2θ = MP/f और θ = MP/R

इसलिए, 2(MP/R) = MP/f ⇒ f = R/2

अतः सिद्ध हुआ कि गोलीय दर्पण की फोकस दूरी उसकी वक्रता त्रिज्या की आधी होती है।

(ग) आवश्यक किरण चित्र:

[अवतल दर्पण, मुख्य अक्ष, ध्रुव P, वक्रता केंद्र C, फोकस F, आपतित किरण, परावर्तित किरण दर्शाता चित्र]


अथवा / OR

(क) आवर्धन क्षमता को परिभाषित कीजिए।

(ख) सरल सूक्ष्मदर्शी की आवर्धन क्षमता का सूत्र प्राप्त कीजिए, यदि प्रतिबिंब स्पष्ट दृष्टि की न्यूनतम दूरी (D) पर बनता है।

(ग) आवश्यक किरण चित्र बनाइए।

[2+2=4]


Define Magnifying Power. Obtain formula for magnifying power of a simple microscope if the image is formed at least distance of distinct vision (D). Draw necessary ray diagram.

हल:

(क) आवर्धन क्षमता: किसी प्रकाशिक यंत्र की आवर्धन क्षमता (M) उस कोण के अनुपात के बराबर होती है जो यंत्र द्वारा बने प्रतिबिंब द्वारा आँख पर बनता है (β) और उस कोण के जो वस्तु को नग्न आँख से देखने पर बनता है (α)।

\( M = \frac{\beta}{\alpha} \)

(ख) सरल सूक्ष्मदर्शी की आवर्धन क्षमता (प्रतिबिंब D पर):

सरल सूक्ष्मदर्शी में एक अभिसारी लेंस (फोकस दूरी f) का उपयोग होता है। वस्तु को लेंस के फोकस और लेंस के बीच रखा जाता है ताकि आभासी, सीधा और आवर्धित प्रतिबिंब बने।

जब प्रतिबिंब स्पष्ट दृष्टि की न्यूनतम दूरी (D = 25 cm) पर बनता है:

लेंस सूत्र: \( \frac{1}{v} - \frac{1}{u} = \frac{1}{f} \)

यहाँ v = -D (आभासी प्रतिबिंब), u = -u (वस्तु दूरी)

\( \frac{1}{-D} - \frac{1}{-u} = \frac{1}{f} \) ⇒ \( -\frac{1}{D} + \frac{1}{u} = \frac{1}{f} \)

\( \frac{1}{u} = \frac{1}{f} + \frac{1}{D} = \frac{D + f}{fD} \)

आवर्धन क्षमता: \( M = \frac{v}{u} = \frac{D}{u} = D \times \frac{D + f}{fD} = 1 + \frac{D}{f} \)

अतः सरल सूक्ष्मदर्शी की आवर्धन क्षमता: \( M = 1 + \frac{D}{f} \)

(ग) आवश्यक किरण चित्र:

[सरल सूक्ष्मदर्शी का किरण चित्र: लेंस, वस्तु AB, प्रतिबिंब A'B', फोकस F, दूरी D दर्शाता चित्र]