GSEB Class 10 Science Solutions Chapter 11 માનવ-આંખ અને રંગબેરંગી દુનિયા

સ્વાધ્યાય પ્રશ્નોત્તર

 

Question 1. આંખના લેન્સની કેન્દ્રલંબાઈમાં ફેરફાર કરીને માનવઆંખ વિવિધ અંતરે રાખેલી વસ્તુઓને જોઈ શકે છે. આવું ...... એને લીધે થાય છે.
(a) પ્રેસબાયોપીઆ
(b) સમાવેશ ક્ષમતા
(c) લઘુદષ્ટિ
(d) ગુરુદષ્ટિ
Answer: (b) સમાવેશ ક્ષમતા
In simple words: માનવ આંખ તેના લેન્સની ફોકલ લંબાઈ બદલીને, નજીકની અને દૂરની વસ્તુઓને રેટિના પર કેન્દ્રિત કરી શકે છે. આંખની આ શક્તિને સમાવેશ ક્ષમતા કહેવાય છે.

Exam Tip: સમાવેશ ક્ષમતા એ આંખની એક મહત્વપૂર્ણ ક્ષમતા છે જે તેને વિવિધ અંતરેથી વસ્તુઓને સ્પષ્ટપણે જોવામાં મદદ કરે છે.

 

Question 2. માનવ આંખનો કયો ભાગ પ્રકાશસંવેદી સપાટી છે કે જ્યાં પ્રતિબિંબ રચાય છે?
(a) પારદર્શક પટલ
(b) કનીનિકા (આઈરિસ)
(c) કીકી
(d) નેત્રપટલ (રેટિના)
Answer: (d) નેત્રપટલ
In simple words: નેત્રપટલ એ આંખનો પ્રકાશસંવેદી ભાગ છે જ્યાં બધી વસ્તુઓની છબીઓ બને છે.

Exam Tip: આંખના દરેક ભાગનું કાર્ય સમજવું મહત્વપૂર્ણ છે, ખાસ કરીને નેત્રપટલનું, કારણ કે તે દ્રષ્ટિ માટે જવાબદાર છે.

 

Question 3. સામાન્ય દષ્ટિ ધરાવતી મુખ્ય વ્યક્તિ માટે સ્પષ્ટ દષ્ટિનું લઘુતમ અંતર આશરે ............હોય છે.
(a) 25 m
(b) 2.5 cm
(c) 25 cm
(d) 2.5m
Answer: (c) 25 cm
In simple words: વસ્તુઓને સ્પષ્ટપણે અને કોઈ તાણ વિના જોવા માટેનું સૌથી ઓછું અંતર લગભગ 25 cm જેટલું હોય છે.

Exam Tip: સ્પષ્ટ દ્રષ્ટિનું લઘુતમ અંતર 'નેયર પોઈન્ટ' તરીકે પણ ઓળખાય છે, જે દરેક સામાન્ય આંખ માટે 25 cm હોય છે.

 

Question 4. આંખના લેન્સની કેન્દ્રલંબાઈમાં ફેરફાર કરે છે.
(a) કીકી
(b) નેત્રપટલ
(c) સિલિયરી સ્નાયુઓ
(d) આઇરિસ
Answer: (c) સિલિયરી સ્નાયુઓ
In simple words: સિલિયરી સ્નાયુઓ સંકોચાઈ અને લાંબા થઈને આંખના લેન્સનો આકાર બદલે છે. આ રીતે, તેઓ વિવિધ અંતરે મૂકેલી વસ્તુઓનું પ્રતિબિંબ નેત્રપટલ પર કેન્દ્રિત કરવામાં મદદ કરે છે.

Exam Tip: સિલિયરી સ્નાયુઓ આંખની સમાવેશ ક્ષમતા માટે જવાબદાર છે, જે ફોકસ બદલવામાં મદદ કરે છે.

 

Question 5. કોઈ વ્યક્તિને દૂરની દૃષ્ટિનું નિવારણ કરવા માટે – 5.5 ડાયોપ્ટર પાવરના લેન્સની જરૂર પડે છે. તેને નજીકની દષ્ટિનું નિવારણ કરવા માટે +1.5 ડાયોપ્ટર પાવરનો લેન્સ જોઈએ છે.
(1) દૂરની દષ્ટિ (દૂરદષ્ટિ) અને
(2) નજીકની દષ્ટિ(લઘુદષ્ટિ)ના નિવારણ માટે જરૂરી લેન્સની કેન્દ્રલંબાઈ કેટલી હશે?
Answer:
(1) દૂરની દષ્ટિ માટે, \( f = ? \)
\( P = -5.5 \, D = -5.5 \, m^{-1} \)
તેથી, \( f = \frac{1}{P} \)
\( = \frac{1}{-5.5 \, m^{-1}} \)
\( = -0.182 \, m \)
\( = -18.2 \, cm \) (અંતર્ગોળ લેન્સ)

(2) નજીકની દષ્ટિ માટે, \( f = ? \)
\( P = +1.5 \, D = +1.5 \, m^{-1} \)
તેથી, \( f = \frac{1}{P} \)
\( = \frac{1}{+1.5 \, m^{-1}} \)
\( = 0.667 \, m = 66.7 \, cm \) (બહિર્ગોળ લેન્સ)
In simple words: ફોકસ લંબાઈ શોધવા માટે, આપણે પાવરના ઊંધી કિંમતનો ઉપયોગ કરીએ છીએ. દૂરની દ્રષ્ટિ માટે, પાવર ઋણ હોય છે, તેથી ફોકસ લંબાઈ પણ ઋણ આવશે અને તે અંતર્ગોળ લેન્સ હશે. નજીકની દ્રષ્ટિ માટે, પાવર ધન હોય છે, તેથી ફોકસ લંબાઈ પણ ધન આવશે અને તે બહિર્ગોળ લેન્સ હશે.

Exam Tip: ડાયોપ્ટરમાં પાવર આપેલો હોય ત્યારે ફોકસ લંબાઈ મીટરમાં મળે છે. અંતર્ગોળ લેન્સ માટે પાવર અને ફોકસ લંબાઈ ઋણ હોય છે, જ્યારે બહિર્ગોળ લેન્સ માટે તે ધન હોય છે.

 

Question 6. લઘુદષ્ટિની ખામી ધરાવતી વ્યક્તિ માટે દૂરબિંદુ આંખની સામે 80 cm દૂર છે. આ ખામીનું નિવારણ માટે વપરાતા લેન્સનો પ્રકાર અને પાવર શું હશે?
Answer:
• આંખની લઘુદષ્ટિની ખામીને સુધારવા માટે યોગ્ય ફોકસ લંબાઈવાળા અંતર્ગોળ લેન્સના ચશ્મા પહેરવા જરૂરી છે.
• અહીં, લઘુદષ્ટિની ખામી ધરાવતી વ્યક્તિનું દૂરનું બિંદુ આંખથી \( 80 \, cm \) દૂર છે. (સામાન્ય દ્રષ્ટિવાળી વ્યક્તિનું દૂરનું બિંદુ અનંત અંતરે હોય છે.)
• આનો અર્થ એ છે કે આ વ્યક્તિ દૂરની વસ્તુને (જે અનંત અંતરે રાખેલી હોય છે) ત્યારે જ સ્પષ્ટપણે જોઈ શકે છે જ્યારે તે વસ્તુનું પ્રતિબિંબ તેના પોતાના દૂરના સ્થાને (એટલે કે \( 80 \, cm \) અંતરે) બને.
આથી, આ સંજોગોમાં,
વસ્તુ-અંતર \( u = -\infty \) (સામાન્ય દૂર બિંદુ)
પ્રતિબિંબ-અંતર \( v = -80 \, cm \)
(આ ખામીવાળી આંખની સામે દૂરબિંદુ)
કેન્દ્રલંબાઈ \( f = ? \)
લેન્સ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને,
\( \frac{1}{f} = \frac{1}{v} - \frac{1}{u} \)
\( \implies \frac{1}{f} = \frac{1}{-80} - \frac{1}{-\infty} \)
\( \implies \frac{1}{f} = -\frac{1}{80} - 0 \)
\( \implies f = -80 \, cm \)
હવે, લેન્સનો પાવર આ પ્રમાણે ગણી શકાય:
\( P = \frac{1}{f} \)
\( \implies P = \frac{1}{-0.8 \, m} \)
\( \implies P = -1.25 \, D \)
આ ખામીને સુધારવા માટે \( -1.25 \, D \) પાવરવાળા અંતર્ગોળ લેન્સનો ઉપયોગ થવો જોઈએ.
In simple words: લઘુદષ્ટિ સુધારવા માટે અંતર્ગોળ લેન્સની જરૂર પડે છે. ફોકસ લંબાઈ ઋણ 80 સેમી છે, જેનો અર્થ છે કે પાવર ઋણ 1.25 ડાયોપ્ટર છે.

Exam Tip: લઘુદષ્ટિ (માયોપિયા)માં, દૂરનું બિંદુ અનંતતાથી નજીક આવે છે, તેથી અંતર્ગોળ લેન્સનો ઉપયોગ તેને અનંતતા પર પાછું લાવવા માટે થાય છે.

 

Question 7. હાઇપરમેટ્રોપઆનું નિવારણ આકૃતિ દોરી દર્શાવો. એક ગુરુદષ્ટિની ખામીવાળી આંખનું નજીકબિંદુ 1m છે. આ ખામીનું નિવારણ કરવા વપરાતા જરૂરી લેન્સનો પાવર શું હશે? સામાન્ય આંખનું નજીકબિંદુ 25 cm છે તેમ સ્વીકારો.
Answer:
• આ ગુરુદૃષ્ટિની ખામીને દૂર કરવા માટે યોગ્ય ફોકસ લંબાઈવાળા બહિર્ગોળ લેન્સના ચશ્મા પહેરવા જરૂરી છે.

[N = હાઈપરમેટ્રોપીઆવાળી આંખનું નજીકબિંદુ અને N' = સામાન્ય આંખ માટેનું નજીકબિંદુ]

તેથી, આ પરિસ્થિતિમાં,
વસ્તુ-અંતર \( u = -25 \, cm \) (સામાન્ય આંખ માટે નજીકબિંદુ)
પ્રતિબિંબ-અંતર \( v = -1 \, m = -100 \, cm \)
(આ ખામીવાળી આંખની સામે નજીકબિંદુ)
કેન્દ્રલંબાઈ \( f = ? \)
લેન્સ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને,
\( \frac{1}{f} = \frac{1}{v} - \frac{1}{u} \)
\( \implies \frac{1}{f} = \frac{1}{-100} - \frac{1}{-25} \)
\( \implies \frac{1}{f} = -\frac{1}{100} + \frac{1}{25} \)
\( \implies \frac{1}{f} = \frac{-1+4}{100} \)
\( \implies \frac{1}{f} = \frac{3}{100} \)
\( \implies f = \frac{100}{3} \, cm \)
\( \implies f = \frac{1}{3} \, m \)
\( \implies f = 0.3333 \, m \)
\( \implies f = 33.33 \, cm \) (બહિર્ગોળ લેન્સ)
પાવર ગણવા માટે,
\( P = \frac{1}{f} \)
\( \implies P = \frac{1}{(\frac{1}{3} \, m)} \)
\( \implies P = 3 \, D \)
In simple words: ગુરુદૃષ્ટિને સુધારવા માટે બહિર્ગોળ લેન્સનો ઉપયોગ થાય છે. આ ગણતરી દર્શાવે છે કે આ ખામી માટે જરૂરી લેન્સની ફોકસ લંબાઈ 33.33 સેમી છે, અને તેનો પાવર 3 ડાયોપ્ટર છે.

Exam Tip: ગુરુદૃષ્ટિ (હાઈપરમેટ્રોપિયા)માં, નજીકનું બિંદુ દૂર ખસેડાઈ જાય છે, તેથી બહિર્ગોળ લેન્સનો ઉપયોગ તેને સામાન્ય નજીકબિંદુ પર પાછું લાવવા માટે થાય છે.

 

Question 8. માનવની સામાન્ય આંખ 25cmથી નજીક રાખેલી વસ્તુઓને સ્પષ્ટ કેમ જોઈ શકતી નથી?
Answer: નજીકની વસ્તુઓ જોવા માટે, સિલિયરી સ્નાયુઓએ યોગ્ય રીતે સંકોચાવું પડે છે. આને કારણે આંખનો લેન્સ કેન્દ્રમાંથી જાડો બને છે અને તેની ફોકસ લંબાઈ ઓછી થાય છે. જોકે, સિલિયરી સ્નાયુઓ અમુક મર્યાદાથી વધુ સંકોચાઈ શકતા નથી. તેથી, 25 cm કરતાં નજીક રાખેલી વસ્તુઓને સ્પષ્ટપણે જોઈ શકાતી નથી. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, સામાન્ય આંખ 25 cm કરતાં નજીકની વસ્તુઓને સ્પષ્ટપણે જોઈ શકતી નથી, કારણ કે તેની બધી જ સમાવેશ ક્ષમતા પહેલેથી જ વપરાઈ ગયેલી હોય છે.
In simple words: આંખના સિલિયરી સ્નાયુઓની સંકોચાવાની એક મર્યાદા હોય છે. 25 સેમીથી નજીકની વસ્તુઓ માટે લેન્સ વધુ જાડો થઈ શકતો નથી, તેથી તેને સ્પષ્ટ જોઈ શકાતી નથી.

Exam Tip: આ પ્રશ્ન માટે, સમાવેશ ક્ષમતાની મર્યાદા અને સિલિયરી સ્નાયુઓની કાર્યપ્રણાલી સમજાવવી જરૂરી છે.

 

Question 9. જ્યારે આપણે આંખથી કોઈ વસ્તુનું અંતર વધારીએ છીએ ત્યારે આંખમાં પ્રતિબિંબ-અંતરમાં શું ફરક પડે છે?
Answer: સામાન્ય આંખમાં, પ્રતિબિંબ-અંતર \( (v) \) હંમેશાં આંખની અંદર નિશ્ચિત રહે છે. આ અંતર આંખના લેન્સ (નેત્રમણિ) થી રેટિના સુધીનું અંતર છે, જે લગભગ \( 2.3 \, cm \) હોય છે. જ્યારે આપણે આંખથી વસ્તુનું અંતર \( (u) \) વધારીએ છીએ, ત્યારે આંખની સમાવેશ ક્ષમતાને લીધે, આંખના લેન્સની ફોકસ લંબાઈ તેટલા પ્રમાણમાં બદલાય છે. આ સુનિશ્ચિત કરે છે કે પ્રતિબિંબ હંમેશાં રેટિના પર બને છે, એટલે કે સૂત્ર \( \frac{1}{f} = \frac{1}{v} - \frac{1}{u} \) મુજબ પ્રતિબિંબ અંતર \( (v) \) અચળ રહે.
In simple words: આપણે વસ્તુનું અંતર બદલીએ તો પણ, આંખમાં રચાતું પ્રતિબિંબ-અંતર બદલાતું નથી. આંખ તેના લેન્સની ફોકલ લંબાઈ બદલીને હંમેશાં રેટિના પર જ પ્રતિબિંબ બનાવે છે.

Exam Tip: યાદ રાખો કે સ્વસ્થ આંખમાં, પ્રતિબિંબ હંમેશાં રેટિના પર જ બને છે, ભલે વસ્તુ ગમે તેટલા અંતરે હોય.

 

Question 10. તારાઓ કેમ ટમટમે છે?
Answer: તારાઓનો પ્રકાશ પૃથ્વીના વાતાવરણમાંથી પસાર થતી વખતે વાતાવરણીય વક્રીભવનને કારણે ટમટમતો દેખાય છે.
• તારાઓનો પ્રકાશ પૃથ્વી સુધી પહોંચે તે પહેલાં, પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પ્રવેશ કરતી વખતે સતત વક્રીભવન થાય છે.
• વાતાવરણીય વક્રીભવન એક જ માધ્યમમાં થાય છે, જેમાં એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ જતી વખતે, વક્રીભવનાંકમાં ધીમે ધીમે ફેરફાર થાય છે. પૃથ્વીની સપાટીની નજીક જતાં, હવાની પ્રકાશની ઘનતા વધે છે. તેથી, તારામાંથી આવતો પ્રકાશ ક્રમશઃ પાતળા માધ્યમમાંથી ઘટ્ટ માધ્યમમાં પ્રવેશે ત્યારે લંબ તરફ વાંકો વળે છે.
આકૃતિ 11.11માં બતાવ્યા મુજબ, જ્યારે આપણે અંતિમ વક્રીભૂત કિરણને પાછળની તરફ લંબાવીએ છીએ, ત્યારે આપણે જોઈએ છીએ કે તારાનું આભાસી સ્થાન (B) તેના વાસ્તવિક સ્થાન (A) કરતાં સહેજ ઉપર દેખાય છે.
[આકૃતિ 11.11 : વાતાવરણીય વક્રીભવનને કારણે તારાનું આભાસી સ્થાન]

• ક્ષિતિજ પાસે જ્યારે જોવામાં આવે છે ત્યારે કોઈ તારો તેના વાસ્તવિક સ્થાનથી સહેજ ઉપર દેખાય છે.
• વળી, પૃથ્વીના વાતાવરણની ભૌતિક સ્થિતિ સ્થિર રહેતી નથી. આ કારણે, તારાનું દેખીતું સ્થાન (B) પણ સ્થિર રહેતું નથી, પણ સતત થોડું બદલાતું રહે છે. તારાઓ પૃથ્વીથી ઘણા દૂર હોવાથી, તેમને પ્રકાશના નાના બિંદુ જેવા સ્ત્રોત ગણી શકાય.
• તારામાંથી આવતાં પ્રકાશનાં કિરણોનો માર્ગ સતત બદલાતો રહે છે. આનાથી તારાનું દેખીતું સ્થાન પણ બદલાતું રહે છે અને આપણી આંખમાં પ્રવેશતા તારાના પ્રકાશની તીવ્રતા પણ અનિયમિતપણે બદલાય છે. આથી, તારો ક્યારેક વધુ તેજસ્વી દેખાય છે અને ક્યારેક ઝાંખો દેખાય છે, જે ટમટમવાની અસર પેદા કરે છે.
In simple words: તારાઓનો પ્રકાશ પૃથ્વીના વાતાવરણમાંથી પસાર થતી વખતે વાંકો વળે છે. વાતાવરણની સ્થિતિ બદલાતી રહેતી હોવાથી, તારાઓના પ્રકાશનો માર્ગ અને તેમની તેજસ્વીતા પણ સતત બદલાય છે, જેના કારણે તારાઓ ટમટમતા દેખાય છે.

Exam Tip: તારાઓના ટમટમવા માટે વાતાવરણીય વક્રીભવન અને પ્રકાશના માર્ગમાં થતા ફેરફારો મુખ્ય કારણો છે.

 

Question 11. ગ્રહો કેમ ટમટમતા નથી તે સમજાવો.
Answer: ગ્રહો તારાઓની તુલનામાં પૃથ્વીની ખૂબ નજીક છે. આ કારણોસર, તેઓ તારાઓ કરતાં મોટા દેખાય છે. તારાઓ પૃથ્વીથી ઘણા દૂર હોવાથી, તેઓ નાના દેખાય છે.
• તેથી, તારાઓ પ્રકાશના નાના બિંદુ-સ્ત્રોત તરીકે વર્તે છે જ્યારે ગ્રહો પ્રકાશના મોટા, વિસ્તૃત સ્ત્રોત તરીકે કાર્ય કરે છે. એટલે કે, તેમને ઘણા નાના બિંદુ-સ્ત્રોતોના સમૂહ તરીકે ગણી શકાય છે.
• જો આપણે ગ્રહને ઘણા નાના બિંદુ-સ્ત્રોતોના સમૂહ તરીકે જોઈએ, તો તે બધા બિંદુ-સ્ત્રોતોમાંથી આપણી આંખોમાં પ્રવેશતા પ્રકાશની કુલ માત્રામાં થતા પરિવર્તનનું સરેરાશ મૂલ્ય શૂન્ય બને છે. આથી, ટમટમવાની અસર દૂર થાય છે. આ કારણોસર, ગ્રહો ટમટમતા નથી.
In simple words: ગ્રહો મોટા દેખાય છે અને ઘણા નાના પ્રકાશબિંદુઓનો સમૂહ હોય છે. આથી, વાતાવરણના ફેરફારોને કારણે દરેક બિંદુમાંથી આવતા પ્રકાશમાં થતો વધારો-ઘટાડો સરેરાશ કાઢી નાખે છે, જેનાથી તેઓ ટમટમતા નથી.

Exam Tip: ગ્રહોનું વિસ્તૃત ઉદ્ગમ અને તારાઓનું બિંદુવત્ ઉદ્ગમ એ બંને વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત છે જે તેમના ટમટમવાના વર્તનને સમજાવે છે.

 

Question 12. વહેલી સવાર(સૂર્યોદય)ના સમયે સૂર્ય લાલાશપડતો કેમ દેખાય છે?
Answer: સૂર્યોદયના સમયે સૂર્ય લાલ રંગનો દેખાય છે કારણ કે સૂર્યપ્રકાશ વાતાવરણના ઘણા મોટા સ્તરમાંથી પસાર થાય છે. આ સમયે, વાતાવરણના કણો ટૂંકી તરંગલંબાઈના વાદળી પ્રકાશને વધુ વિખેરી નાખે છે, જ્યારે લાંબી તરંગલંબાઈનો લાલ પ્રકાશ ઓછો વિખેરાય છે અને સીધો આપણી આંખો સુધી પહોંચે છે. આ જ કારણ છે કે સૂર્ય લાલાશપડતો દેખાય છે.
In simple words: સૂર્યોદય વખતે, સૂર્યનો પ્રકાશ વાતાવરણમાં લાંબો રસ્તો કાપે છે. વાદળી રંગનો પ્રકાશ વધુ વિખેરાઈ જાય છે, જ્યારે લાલ રંગનો પ્રકાશ સીધો આપણી આંખ સુધી પહોંચે છે, તેથી સૂર્ય લાલ દેખાય છે.

Exam Tip: આ ઘટના 'પ્રકાશના પ્રકીર્ણન' (Rayleigh scattering) ના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે, જે મુજબ ટૂંકી તરંગલંબાઈવાળો પ્રકાશ વધુ વિખેરાય છે.

 

Question 13. કોઈ અંતરિક્ષયાત્રીને આકાશ ભૂરાના બદલે કાળું કેમ દેખાય છે?
Answer: અવકાશમાં કોઈ વાતાવરણ ન હોવાથી, સૂર્યપ્રકાશનું વિખેરણ થઈ શકતું નથી. બાહ્ય અવકાશમાંથી અંતરિક્ષયાત્રીની આંખમાં આવતા શ્વેત પ્રકાશનો વાદળી ઘટક વિખેરાતો નથી. આથી, અંતરિક્ષયાત્રીને આકાશ વાદળીને બદલે કાળું દેખાય છે.
In simple words: અવકાશમાં હવા નથી. હવા ન હોવાથી સૂર્યપ્રકાશ વિખેરાતો નથી. વાદળી પ્રકાશ ન વિખેરાતાં, આકાશ કાળું દેખાય છે.

Exam Tip: પૃથ્વી પર આકાશ વાદળી દેખાય છે કારણ કે વાતાવરણ દ્વારા વાદળી પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન થાય છે, જે અવકાશમાં થતું નથી.

GSEB Class 10 Science માનવ-આંખ અને રંગબેરંગી દુનિયા Intext Questions and Answers

Intext પ્રશ્નોત્તર

 

Question 1. સમાવેશ ક્ષમતા શું છે?
Answer: આંખના લેન્સ (નેત્રમણિ) દ્વારા નજીકની તેમજ દૂરની વસ્તુઓનું સ્પષ્ટ પ્રતિબિંબ રેટિના પર રચાય અને તે આરામથી સ્પષ્ટપણે જોઈ શકાય. આ માટે જરૂરિયાત મુજબ લેન્સની ફોકસ લંબાઈમાં ફેરફાર કરવાની આંખની ક્ષમતાને સમાવેશ ક્ષમતા કહેવાય છે.
In simple words: સમાવેશ ક્ષમતા એટલે આંખના લેન્સની ફોકસ લંબાઈને જરૂર મુજબ બદલવાની શક્તિ, જેથી આપણે નજીકની અને દૂરની બંને વસ્તુઓને સ્પષ્ટપણે જોઈ શકીએ.

Exam Tip: સમાવેશ ક્ષમતા આંખના સ્વાસ્થ્ય માટે મહત્વપૂર્ણ છે, અને તેનો ઘટાડો દ્રષ્ટિની ખામીઓ તરફ દોરી શકે છે.

 

Question 2. લઘુષ્ટિની ખામી ધરાવતી કોઈ વ્યક્તિ 1.2 mથી વધારે દૂરની વસ્તુઓને સ્પષ્ટ જોઈ શકતી નથી. આ ખામીનું નિવારણ કરવા યોગ્ય દષ્ટિ પાછી મેળવવા માટે) કયા પ્રકારનો શુદ્ધિકારક લેન્સ (corrective Lens) વાપરવો જોઈએ?
Answer: લઘુદષ્ટિની ખામી ધરાવતી વ્યક્તિ જો યોગ્ય ફોકસ લંબાઈ અથવા પાવર ધરાવતો અંતર્ગોળ લેન્સ વાપરે, તો તે ફરીથી યોગ્ય દ્રષ્ટિ મેળવી શકે છે. અહીં, લઘુદષ્ટિની ખામી ધરાવતી વ્યક્તિનું દૂરનું બિંદુ અનંત અંતરને બદલે આંખથી \( 1.2 \, m \) અંતરે આવી ગયું છે.
\[ v = -1.2 \, m; \, u = -\infty; \, f = ? \]
લેન્સ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને,
\( \frac{1}{f} = \frac{1}{v} - \frac{1}{u} \)
\( \implies \frac{1}{f} = \frac{1}{-1.2} - \frac{1}{-\infty} \)
\( \implies \frac{1}{f} = -\frac{1}{1.2} - 0 \)
\( \implies f = -1.2 \, m \)
પાવર \( P = \frac{1}{f} \)
\( \implies P = \frac{1}{-1.2 \, m} \)
\( \implies P = -0.83 \, D \)
આથી, \( -1.2 \, m \) ફોકસ લંબાઈવાળા અંતર્ગોળ લેન્સનો ઉપયોગ કરવાથી યોગ્ય દ્રષ્ટિ ફરીથી પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.
In simple words: લઘુદષ્ટિની ખામી સુધારવા માટે અંતર્ગોળ લેન્સનો ઉપયોગ થાય છે. ફોકસ લંબાઈ \(-1.2 \, m\) અને પાવર \(-0.83 \, D\) હોવો જોઈએ.

Exam Tip: લઘુદષ્ટિ માટે હંમેશાં અંતર્ગોળ લેન્સનો ઉપયોગ થાય છે, અને તેની ફોકસ લંબાઈ તથા પાવર ઋણ હોય છે.

 

Question 3. સામાન્ય દષ્ટિ ધરાવતી વ્યક્તિ માટે દૂરબિંદુ અને નજીકબિંદુ કેટલું હોય છે?
Answer: સામાન્ય દ્રષ્ટિ ધરાવતી વ્યક્તિ માટે, દૂરનું બિંદુ અનંત અંતરે હોય છે અને નજીકનું બિંદુ \( 25 \, cm \) અંતરે હોય છે.
In simple words: સામાન્ય આંખ માટે, સૌથી દૂરનું સ્પષ્ટ દેખાય તે બિંદુ અનંત છે, અને સૌથી નજીકનું સ્પષ્ટ દેખાય તે બિંદુ \( 25 \, cm \) છે.

Exam Tip: 'દૂરનું બિંદુ' અનંતતા અને 'નજીકનું બિંદુ' 25 cm એ સ્વસ્થ માનવ આંખની સામાન્ય મર્યાદાઓ છે.

 

Question 4. છેલ્લી પાટલી પર બેઠેલા વિદ્યાર્થીને બ્લેકબોર્ડ પરનું લખાણ વાંચવામાં તકલીફ પડે છે. આ બાળક કઈ ખામીથી પીડાતું હશે? તેનું નિવારણ કેવી રીતે થઈ શકે?
Answer: વિદ્યાર્થી દૂરની વસ્તુઓને સ્પષ્ટપણે જોઈ શકતો નથી, જેનો અર્થ છે કે તે માયોપિયા અથવા લઘુદૃષ્ટિની ખામીથી પીડાય છે. આ સંજોગોમાં, વિદ્યાર્થી નજીકની વસ્તુઓને સ્પષ્ટપણે જોઈ શકે છે, પરંતુ દૂરની વસ્તુનું પ્રતિબિંબ રેટિનાની આગળ રચાય છે, તેથી તે સ્પષ્ટ દેખાતું નથી. આ ખામીને સુધારવા માટે યોગ્ય ફોકસ લંબાઈ ધરાવતા અંતર્ગોળ લેન્સના ચશ્મા વિદ્યાર્થીએ પહેરવા જોઈએ.
In simple words: વિદ્યાર્થીને લઘુદૃષ્ટિ (માયોપિયા) છે, કારણ કે તે દૂરની વસ્તુઓ સ્પષ્ટ જોઈ શકતો નથી. આ ખામીને સુધારવા માટે તેને અંતર્ગોળ લેન્સવાળા ચશ્મા પહેરવા પડશે.

Exam Tip: લઘુદૃષ્ટિના લક્ષણો અને તેના નિવારણ માટે વપરાતા લેન્સનો પ્રકાર યાદ રાખો.

GSEB Class 10 Science માનવ-આંખ અને રંગબેરંગી દુનિયા Textbook Activities

પ્રવૃત્તિ 11.1

ત્રિકોણીય કાચના પ્રિઝમ દ્વારા થતા પ્રકાશના વક્રીભવનનો અભ્યાસ કરવો.

પદ્ધતિ:

• એક ડ્રૉઇંગ બોર્ડ પર એક સફેદ કાગળને ડ્રૉઇંગ પિનની મદદથી લગાવો.
• તેના પર એક કાચનો પ્રિઝમ એવી રીતે ગોઠવો કે જેથી તેની ત્રિકોણાકાર સપાટી પાયો બને. પેન્સિલ વડે તેની કિનારીઓ અંકિત કરો.
• પ્રિઝમની કોઈ એક વક્રીભવનકારક સપાટી AB સાથે કોઈ ખૂણો બનાવે તેવી રેખા PE દોરો.
• આકૃતિ 11.7માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે આ રેખા PE પર બે ટાંકણીઓ P અને Q સ્થાને લગાવો.
• પ્રિઝમની બીજી બાજુ AC તરફથી P અને Q ટાંકણીઓનું પ્રતિબિંબ જુઓ. પાંચમા બિંદુ પર બે ટાંકણીઓ R અને S એવી રીતે લગાવો કે જેથી તેઓ P અને Q ટાંકણીઓના પ્રતિબિંબ સાથે એક સીધી રેખામાં દેખાય.
• ટાંકણીઓ અને કાચના પ્રિઝમને ત્યાંથી હટાવી લો.
• રેખા PE પ્રિઝમની કિનારીને E બિંદુ પર મળે છે (જુઓ આકૃતિ 11.7). તેવી જ રીતે, R અને S બિંદુઓને એક રેખા વડે જોડો. જુઓ કે રેખા PE અને RS પ્રિઝમની કિનારીઓને અનુક્રમે E અને F બિંદુ પર મળે છે. E અને F બિંદુઓને જોડો.
• PE અને RS રેખાઓને એવી રીતે લંબાવો કે તેઓ G બિંદુ પર મળે. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ વિચલન કોણ \( \angle D \) દર્શાવો.
• પ્રિઝમની વક્રીભવનકારક સપાટીઓ AB અને AC પર અનુક્રમે E અને F પર લંબ દોરો.

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે આપાતકોણ \( (\angle i) \), વક્રીભવનકોણ \( (\angle r) \) તથા નિર્ગમનકોણ \( (\angle e) \) નામનિર્દેશિત કરો.

[આકૃતિ 11.7: કાચના ત્રિકોણીય પ્રિઝમ વડે પ્રકાશનું વક્રીભવન]

PE – આપાતકિરણ \( (\angle i) \) – આપાતકોણ
EF – વક્રીભૂતકિરણ \( (\angle r) \) – વક્રીભવનકોણ
FS – નિર્ગમનકિરણ \( (\angle e) \) – નિર્ગમનકોણ
\( \angle A \) – પ્રિઝમકોણ \( \angle D \) – વિચલન કોણ

અવલોકન:

• પ્રકાશનું કિરણ પ્રિઝમમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે તે બે વાર વક્રીભવન પામે છે.
• પ્રથમ વક્રીભવન AB સપાટી પર E બિંદુ આગળ થાય છે. આપાતકિરણ PE એ E બિંદુ પાસે હવામાંથી કાચમાં પ્રવેશે છે. E બિંદુ પર તે AB સપાટી પરના લંબ NN' તરફ વાંકું વળે છે. EF એ વક્રીભૂત કિરણ છે.
• બીજું વક્રીભવન AC સપાટી પર F બિંદુએ થાય છે. વક્રીભૂત કિરણ EF કાચમાંથી પસાર થઈને હવા વાતાવરણમાં બહાર નીકળે છે. FS એ નિર્ગમન કિરણ છે, જે F બિંદુ પર AC સપાટીના લંબ MM' થી દૂર જાય છે.
• પ્રિઝમની દરેક વક્રીભવનકારી સપાટી પર, આપાતકોણ અને વક્રીભવનકોણની તુલના કરો.
• અહીં, પ્રિઝમમાં PE, EF અને FS કિરણોની વાંકા વળવાની ક્રિયા અને કાચના સ્લેબમાં થતી વાંકા વળવાની ક્રિયા એકસરખા પ્રકારની છે.

નિર્ણય:

જ્યારે પ્રકાશનું કિરણ પ્રિઝમમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે તે ગ્લાસ સ્લેબની જેમ બે વાર વક્રીભવન પામે છે.

પ્રિઝમના વિશિષ્ટ આકારને કારણે કુલ વિચલન શૂન્ય મળતું નથી, પરંતુ જ્યારે પ્રકાશનું કિરણ ગ્લાસ સ્લેબમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે કુલ વિચલન શૂન્ય હોય છે.

પ્રવૃત્તિ 11.2

શ્વેત પ્રકાશ એ સાત રંગોનો બનેલો છે અને શ્વેત પ્રકાશ જ્યારે પ્રિઝમમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે દરેક રંગનું વિચલન જુદું જુદું છે, તે દર્શાવવું.

પદ્ધતિ:

• એક કાગળનું પૂંઠું લો અને તેના મધ્યમાં એક નાનું છિદ્ર કે સાંકડી ફાટ બનાવો.
• સાંકડી ફાટ પર સૂર્યપ્રકાશ પડવા દો. પરિણામે તેમાંથી શ્વેત પ્રકાશનું એક પાતળું કિરણપુંજ મળે છે.
• હવે કાચનો એક પ્રિઝમ લો અને આકૃતિ 11.8માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે ફાટમાંથી બહાર આવતા પ્રકાશને પ્રિઝમની એક બાજુ પર પડવા દો.
• પ્રિઝમને ધીમે ધીમે એવી રીતે ફેરવો કે જેથી તેમાંથી બહાર આવતો પ્રકાશ નજીકમાં રાખેલા પડદા પર દેખાય.

[આકૃતિ 11.8: કાચના પ્રિઝમ દ્વારા શ્વેત પ્રકાશનું વિભાજન]

અવલોકન:

• શ્વેત પ્રકાશને પ્રિઝમમાંથી પસાર કરતી વખતે, આપણને પડદા પર સાત રંગોનો (જાનીવાલીપીનારા) સુંદર પટ્ટો જોવા મળે છે. જાંબલી રંગના પ્રકાશનું વિચલન સૌથી વધુ હોય છે, જ્યારે લાલ રંગના પ્રકાશનું વિચલન સૌથી ઓછું થાય છે. આથી, પડદા પર જાંબલી રંગનો પટ્ટો સૌથી નીચે અને લાલ રંગનો પટ્ટો સૌથી ઉપર હોય છે.
• આવું થવાનું કારણ એ છે કે પ્રિઝમ પોતે જ સફેદ પ્રકાશને તેના ઘટક રંગોના પટ્ટામાં વિભાજિત કરે છે.
• પડદા પર, નીચેથી જોતાં રંગોનો ક્રમ જાંબલી (V), નીલો (I), વાદળી (B), લીલો (G), પીળો (Y), નારંગી (O) અને લાલ (R) જોવા મળે છે.

શ્વેત પ્રકાશ સાત રંગોનો બનેલો છે, અને દરેક જુદા જુદા રંગનું વિચલન પણ અલગ અલગ હોય છે.

પ્રવૃત્તિ 11.3

કલિલ કણો દ્વારા પ્રકાશના પ્રકીર્ણનનું અવલોકન કરવું.

પદ્ધતિ:

• શ્વેત પ્રકાશનો એક તીવ્ર સ્ત્રોત (S), અભિસારી (બહિર્ગોળ) લેન્સ \( (L_1) \) ના મુખ્ય કેન્દ્ર પર મૂકો. આકૃતિ 11.15માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે આ લેન્સ પ્રકાશનું સમાંતર કિરણપુંજ આપે છે.
• આ કિરણપુંજને સ્વચ્છ પાણી ભરેલા પારદર્શક કાચના પાત્ર (T) માંથી પસાર થવા દો.
• પ્રકાશના કિરણપુંજને કાર્ડબોર્ડ (પૂંઠાનો કાગળ) પર બનાવેલ ગોળાકાર છિદ્ર \( (C) \) માંથી પસાર થવા દો અને બીજા બહિર્ગોળ લેન્સ \( (L_2) \) વડે આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે આ ગોળાકાર છિદ્રનું પડદા \( (MN) \) પર સ્પષ્ટ પ્રતિબિંબ મેળવો.
• પાત્રમાંના \( 2 \, L \) સ્વચ્છ પાણીમાં \( 200 \, g \) સોડિયમ થાયોસલ્ફેટ (હાઈપો) – \( (Na_2S_2O_3) \) ને ઓગાળો.
• તેમાં લગભગ \( 1 \) થી \( 2 \, mL \) સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ \( (H_2SO_4) \) ઉમેરો.
• તમે શું અવલોકન કરો છો?

[આકૃતિ 11.15ઃ કલિલ દ્રાવણમાં પ્રકાશના પ્રકીર્ણનનું અવલોકન કરવા માટેની ગોઠવણ]

અવલોકન:

આકૃતિમાં બતાવ્યા મુજબની ગોઠવણીમાં, લગભગ \( 2 \) થી \( 3 \) મિનિટમાં, સોડિયમ થાયોસલ્ફેટમાંથી સલ્ફરના ખૂબ નાના કણો બનતા દેખાશે.

આ ખૂબ નાના સલ્ફર કણો દ્વારા ટૂંકી તરંગલંબાઈના પ્રકાશનું વિખેરણ થવાને કારણે, કાચના પાત્રની ત્રણ બાજુઓથી જોતાં ભૂરા રંગનો પ્રકાશ દેખાય છે.

કાર્ડબોર્ડ તરફની ચોથી બાજુ (જે કાર્ડબોર્ડ પરના છિદ્ર \( (C) \) તરફ છે) તરફથી જોતાં, આપણને બહાર આવતો પ્રકાશ નારંગી-લાલ દેખાય છે.

શરૂઆતમાં આપણને નારંગી-લાલ રંગનો પ્રકાશ દેખાય છે, પછી ચમકતો કિરમજી-લાલ રંગનો પ્રકાશ પડદા \( (MN) \) પર જોવા મળે છે. આનું કારણ એ છે કે અહીંથી બહાર નીકળતો પ્રકાશ મુખ્યત્વે મોટી તરંગલંબાઈવાળો પ્રકાશ હોય છે.

નિર્ણય:

પ્રવાહીમાં રહેલા ખૂબ જ નાના કણો દ્વારા ટૂંકી તરંગલંબાઈના ભૂરા રંગના પ્રકાશનું વિખેરણ વધુ થાય છે, જ્યારે લાંબી તરંગલંબાઈનો લાલ રંગનો પ્રકાશ (વિખેરાયા વિના) સીધો પાત્રમાંથી પસાર થઈને બહાર નીકળી જાય છે. આમ, કલિલ કણો દ્વારા પ્રકાશનું વિખેરણ થાય છે.