तरंगें और प्रकाशिकी: अभ्यास प्रश्न और परीक्षा प्रश्न

दोलन और तरंगें: तरंग चाल, ध्वनि और डेसिबल, डॉप्लर प्रभाव, डोरियों और नलियों में अप्रगामी तरंगें, अपवर्तन और पूर्ण आंतरिक परावर्तन, लेंस और दर्पण, व्यतिकरण और विवर्तन। अधिकांश परीक्षा प्रश्नों में एक मुख्य संबंध सही इकाइयों और चिह्नों के साथ सावधानी से उपयोग करना होता है।

क्रैम पैक (PDF)सूत्र-पत्रक, विधि के चरण और पूरे हल सहित अभ्यास प्रश्न, प्रिंट करने के लिए तैयार।

इस कोर्स के विषय

  1. स्प्रिंग और लोलकस्प्रिंग पर द्रव्यमान · लोलक · चाल, त्वरण और ऊर्जागणनाएँ
  2. तरंगें, ध्वनि और प्रकाशिकीतरंग चाल, ध्वनि स्तर और अपवर्तन · अप्रगामी तरंगें, लेंस और डॉप्लर · व्यतिकरण, झरझरी, दर्पण और तंतुगणनाएँ

तरंगें और प्रकाशिकी के लिए परीक्षा सुझाव

  • हर कोण अभिलंब से मापें, सतह से कभी नहीं।
  • हर लेंस या दर्पण के प्रश्न के पास चिह्न परिपाटी लिखें: अपसारी लेंस और उत्तल दर्पण के लिए f < 0, आभासी प्रतिबिंब के लिए dᵢ < 0।
  • व्यतिकरण का सूत्र उपयोग करने से पहले nm, mm और cm को मीटर में बदलें।

हल किए गए उदाहरण

स्प्रिंग और लोलकआसान
3.2 kgk = 210 N/m

210 N/m कठोरता वाले स्प्रिंग पर 3.2 kg का द्रव्यमान घर्षणरहित सतह पर दोलन करता है। आवर्तकाल T ज्ञात कीजिए।

m = 3.2 kgk = 210 N/m

ज्ञात करें: T (s)

संकेत दिखाएँ
  1. द्रव्यमान–स्प्रिंग निकाय का आवर्तकाल आयाम पर निर्भर नहीं करता।
  2. T = 2π·√(m/k)।
  3. √(m/k) = 0.1234 s.
उत्तर और चरण-दर-चरण हल दिखाएँ

सरल आवर्त गति: k कठोरता वाले स्प्रिंग पर द्रव्यमान m कोणीय आवृत्ति ω = √(k/m) और आवर्तकाल T = 2π/ω = 2π·√(m/k) से दोलन करता है। L लंबाई वाले सरल लोलक के लिए T = 2π·√(L/g)। आयाम A के साथ अधिकतम चाल A·ω, अधिकतम त्वरण A·ω² और ऊर्जा ½·k·A² होती है।

आवर्तकाल

T = 2π·√(3.2/210) = 0.7756 s

उत्तर

T = 0.7756 s
तरंगें, ध्वनि और प्रकाशिकीमध्यम
L = ?n = 3

दोनों सिरों पर खुली नली का संनादी संख्या 3 686 Hz पर होना चाहिए। ध्वनि की चाल 343 m/s है। नली की लंबाई L ज्ञात करें।

v = 343 m/sn = 3f3 = 686 Hz

ज्ञात करें: L (m)

संकेत दिखाएँ
  1. f = n·v/(2L)।
  2. L के लिए हल करें।
  3. λ = v/f = 0.5 m.
उत्तर और चरण-दर-चरण हल दिखाएँ

अप्रगामी तरंगें और डॉप्लर प्रभाव: दोनों सिरों पर बँधी डोरी, या दोनों सिरों पर खुली नली, में पूरी अर्ध-तरंगदैर्ध्य समाती हैं: L = nλ/2, fn = n·v/(2L), n = 1, 2, 3, … एक सिरे पर बंद नली में बंद सिरे पर निस्पंद और खुले सिरे पर प्रस्पंद होता है: L = nλ/4, केवल विषम n के साथ, fn = n·v/(4L)। जब स्रोत या प्रेक्षक उनके बीच की रेखा के अनुदिश चलते हैं, f′ = f·(v ± vo)/(v ∓ vs): एक-दूसरे की ओर गति के लिए ऊपरी चिह्न उपयोग करें। लगभग समान आवृत्ति की दो तरंगें |f₁ − f₂| पर विस्पंद बनाती हैं।

तरंगदैर्ध्य

λ = v/f = 343/686 = 0.5 m

लंबाई

L = nλ/2 = 3·0.5/2 = 0.75 m

उत्तर

L = 0.75 m

अभ्यास कैसे काम करता है

  • “इस कोर्स का अभ्यास करें” असली परीक्षा की तरह इसके सभी विषयों के प्रश्न मिलाकर देता है।
  • हर प्रश्न में नए मान होते हैं, इसलिए आप उत्तर नहीं बल्कि विधि सीखते हैं।
  • अटक गए? पहले एक छोटा संकेत खोलें, और पूरी व्याख्या तभी जब ज़रूरत हो।
  • मॉक परीक्षाओं में समय सीमा होती है और कोई संकेत नहीं मिलता; अंत में आपको अपना स्कोर और पूरी समीक्षा मिलती है।

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