भौतिक विज्ञान (Physics) में ‘प्रकाशिकी’ (Optics) एक अत्यंत महत्वपूर्ण अध्याय है। चाहे आप UPSC, SSC, Railway, या किसी राज्य स्तरीय प्रतियोगी परीक्षा की तैयारी कर रहे हों, Lens (लेंस) से संबंधित प्रश्न हमेशा पूछे जाते हैं।
इस लेख में हम लेंस के प्रकार, कार्यप्रणाली और महत्वपूर्ण वस्तुनिष्ठ प्रश्नों (MCQs) पर विस्तार से चर्चा करेंगे। यदि आप “Lens Questions and Answers PDF in Hindi” की तलाश में हैं, तो यह गाइड आपके लिए संपूर्ण समाधान है।
Results
#1. एक लैन्स वायु (μ=1) में अपसारी लैन्स एवं पानी (μ=1.3) में अभिसारी लैन्स के समान व्यवहार करता है। लैन्स के पदार्थ का अपवर्तनांक (μ) है:- [RSMSSB LDC 2018(09-09-2018)]
व्याख्या:
किसी लैन्स का व्यवहार (अभिसारी या अपसारी होना) उसके चारों ओर के माध्यम और लैन्स के पदार्थ के अपवर्तनांक (Refractive Index) के बीच के अंतर पर निर्भर करता है।
निष्कर्ष:
चूँकि लैन्स का अपवर्तनांक वायु (1.0) से अधिक है लेकिन पानी (1.3) से कम है, इसलिए $mu$ का मान 1.0 और 1.3 के बीच होगा।
#2. एक उत्तल लेन्स की फोकस दूरी 0.2 मीटर है। इसकी क्षमता होगी? [ITI 2013]
#3. जरा दूरदर्शिता (प्रेस्बायोपिया) को सही करने के लिए आमतौर पर किस प्रकार के लेंस का इस्तेमाल किया जाता है?. [SSC CHSL 10 July 2019]
सही उत्तर विकल्प (b) द्वि-फोकसी लेंस (बाइफोकल लेंस) है।
व्याख्या:
जरा-दूरदर्शिता (Presbyopia) आँखों का वह दोष है जो आमतौर पर बुढ़ापे या बढ़ती उम्र (Aging) के कारण होता है। इसमें व्यक्ति को पास की चीजें और कभी-कभी दूर की चीजें भी साफ देखने में परेशानी होती है।
मुख्य कारण:
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आँखों की पक्ष्माभी पेशियों (Ciliary muscles) का कमजोर हो जाना।
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नेत्र लेंस के लचीलेपन में कमी आना।
निवारण (Solution): इस दोष को दूर करने के लिए द्वि-फोकसी लेंस (Bifocal Lens) का उपयोग किया जाता है। इस एक ही लेंस में दो भाग होते हैं:
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ऊपरी भाग (Upper part): इसमें अवतल लेंस (Concave lens) होता है, जो दूर की वस्तुओं को देखने में मदद करता है।
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निचला भाग (Lower part): इसमें उत्तल लेंस (Convex lens) होता है, जो पास की वस्तुओं (जैसे पढ़ना) को देखने में मदद करता है।
#4. वह लेंस जो किरणें एकत्रित करता है, उसे लेंस कहते है ? [SSC Online Stenographer, 5 अगस्त, 2017 ]
सही उत्तर विकल्प (a) अभिसारी (Converging Lens) है।
💡 मुख्य अवधारणा (Key Concept)
प्रकाश की किरणों के व्यवहार के आधार पर लेंसों को दो मुख्य श्रेणियों में बाँटा जाता है:
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अभिसारी लेंस (Converging Lens): यह वह लेंस है जो अपने से होकर गुजरने वाली प्रकाश की समानांतर किरणों को एक बिंदु पर एकत्रित (Converge) कर देता है। उत्तल लेंस (Convex Lens) को ही अभिसारी लेंस कहा जाता है।
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अपसारी लेंस (Diverging Lens): यह वह लेंस है जो प्रकाश की किरणों को फैला देता है। अवतल लेंस (Concave Lens) को अपसारी लेंस कहा जाता है।
#5. आवर्धक लेंस वास्तव में क्या होता है? [SSC स्टेनोग्राफर परीक्षा, 2011]
सही उत्तर विकल्प (c) उत्तल लेंस (Convex Lens) है।
🔍 आवर्धक लेंस (Magnifying Glass) की अवधारणा
आवर्धक लेंस, जिसे हम सामान्य भाषा में मैग्नीफाइंग ग्लास या ‘हैंड लेंस’ भी कहते हैं, वास्तव में एक उत्तल लेंस होता है।
यह कैसे काम करता है?
जब किसी वस्तु को उत्तल लेंस के फोकस बिंदु ($F$) और प्रकाशिक केंद्र ($O$) के बीच रखा जाता है, तो यह उस वस्तु का एक सीधा, आभासी और बड़ा (आवर्धित) प्रतिबिंब बनाता है।
#6. आँख के लेंस का फोकल दूरी किसके कार्य से परिवर्तित होती है? [Chhattisgarh P.C.S. (Pre) 2014]
कार्यप्रणाली (Working Mechanism)
हमारी आँख का लेंस लचीला होता है और इसकी फोकस दूरी को आवश्यकतानुसार बदला जा सकता है ताकि हम पास और दूर की वस्तुओं को साफ देख सकें। इस प्रक्रिया को ‘समंजन क्षमता’ (Power of Accommodation) कहते हैं।
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दूर की वस्तु देखने के लिए: सिलयरी मांसपेशियाँ शिथिल (Relax) हो जाती हैं, जिससे लेंस पतला हो जाता है और उसकी फोकस दूरी बढ़ जाती है।
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पास की वस्तु देखने के लिए: सिलयरी मांसपेशियाँ सिकुड़ती (Contract) हैं, जिससे लेंस मोटा हो जाता है और उसकी फोकस दूरी कम हो जाती है।
#7. निम्न में से कौन-सा सदा उस वस्तु की छोटी छवि बनाएगा जो उसके सामने रखी जाए ? [SSC F.S.I., 2012]
Key Concept
उत्तल दर्पण एक ऐसा दर्पण है जो वस्तु की स्थिति चाहे जो भी हो, हमेशा छोटा (Diminished), सीधा (Erect) और आभासी (Virtual) प्रतिबिंब बनाता है।
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समतल दर्पण: हमेशा वस्तु के बराबर आकार की छवि बनाता है।
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अवतल दर्पण: वस्तु की स्थिति के आधार पर बड़ी, छोटी या बराबर छवि बना सकता है।
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उत्तल लेंस: यह भी वस्तु की स्थिति के अनुसार बड़ी या छोटी छवि बना सकता है (लेकिन प्रश्न में “सदा छोटी” पूछा गया है)।
उत्तल दर्पण का सबसे बड़ा उपयोग: वाहनों के साइड मिरर (Rear View Mirror) के रूप में किया जाता है, क्योंकि यह पीछे के बहुत बड़े क्षेत्र का छोटा और सीधा चित्र दिखा पाता है।
लेंस क्या है? (What is a Lens?)
लेंस पारदर्शी माध्यम (जैसे कांच या प्लास्टिक) का एक टुकड़ा होता है, जो दो सतहों से घिरा होता है। इनमें से कम से कम एक सतह वक्र (curved) होती है। लेंस का मुख्य कार्य प्रकाश की किरणों को अपवर्तित (Refract) करके उन्हें एक बिंदु पर केंद्रित करना या फैलाना होता है।
लेंस के मुख्य प्रकार:
- उत्तल लेंस (Convex Lens): इसे ‘अभिसारी लेंस’ (Converging Lens) भी कहते हैं। यह बीच में मोटा और किनारों पर पतला होता है।
- अवतल लेंस (Concave Lens): इसे ‘अपसारी लेंस’ (Diverging Lens) कहा जाता है। यह बीच में पतला और किनारों पर मोटा होता है।
लेंस से संबंधित महत्वपूर्ण शब्दावली
| शब्द (Term) | परिभाषा (Definition) |
|---|---|
| वक्रता केंद्र | लेंस की सतह जिस गोले का भाग होती है, उसका केंद्र। |
| मुख्य अक्ष | वक्रता केंद्रों से होकर गुजरने वाली काल्पनिक सीधी रेखा। |
| प्रकाशिक केंद्र | लेंस का केंद्रीय बिंदु जहाँ से प्रकाश बिना विचलित हुए निकलता है। |
| मुख्य फोकस | जहाँ समांतर प्रकाश किरणें अपवर्तन के बाद मिलती हैं। |
| लेंस की क्षमता | प्रकाश किरणों को मोड़ने की क्षमता (मात्रक: डायोप्टर)। |
महत्वपूर्ण वस्तुनिष्ठ प्रश्न (Lens MCQ in Hindi)
उत्तर: (B) उत्तल लेंस
उत्तर: (C) डायोप्टर
उत्तर: (A) उत्तल लेंस
उत्तर: (B) अवतल लेंस
उत्तर: (B) +4 D (Solution: P = 100/25 = 4)
लेंस सूत्र और आवर्धन (Lens Formula)
न्यूमेरिकल प्रश्नों को हल करने के लिए निम्नलिखित सूत्र सबसे महत्वपूर्ण हैं:
जहाँ f = फोकस दूरी, v = प्रतिबिंब की दूरी, और u = वस्तु की दूरी।
आवर्धन (Magnification):
लेंस के उपयोग (Applications of Lenses)
- चश्मा: दृष्टि दोषों को ठीक करने के लिए।
- सूक्ष्मदर्शी (Microscope): छोटी वस्तुओं को बड़ा करके देखने के लिए।
- दूरबीन (Telescope): अंतरिक्ष की वस्तुओं को देखने के लिए।
- कैमरा: प्रकाश को सेंसर पर केंद्रित करने हेतु।
याद रखने योग्य विशेष तथ्य
1. उत्तल लेंस की फोकस दूरी हमेशा धनात्मक (+) और अवतल लेंस की ऋणात्मक (-) होती है।
2. पानी के अंदर हवा का बुलबुला अवतल लेंस की तरह व्यवहार करता है।
3. यदि लेंस को कांच के बराबर अपवर्तनांक वाले द्रव में डुबोया जाए, तो वह अदृश्य हो जाएगा।