MPSC राज्यसेवा पूर्व परीक्षा
सामान्य विज्ञान - भौतिकशास्त्र
(प्रकाश: परावर्तन, अपवर्तन, लेन्स, प्रिझम, दर्पण)

१. प्रकाशाची मूलभूत संकल्पना

प्रकाश हा विद्युतचुंबकीय तरंग आहे (वेव्ह नेचर) आणि किरणांच्या स्वरूपात सरळ रेषेत प्रवास करतो (ज्यामेट्रिकल ऑप्टिक्स). वेग : व्हॅक्यूममध्ये $3 \times 10^8 \, m/s$ (हवेत जवळपास समान).

• प्रकाशाचे प्रकार : दृश्य प्रकाश (VIBGYOR), अवरक्त, परावैजनी इ.
• मुख्य घटना : परावर्तन, अपवर्तन, विवर्तन, व्यतिकरण, ध्रुवीकरण, वर्णपट.

२. परावर्तन (Reflection of Light)

नियम

• आपातन कोन (i) = परावर्तन कोन (r)
• आपतन किरण, परावर्तित किरण आणि लंब हे तिन्ही एकाच समतलात.

समतल दर्पण (Plane Mirror)

• प्रतिमा : आभासी, उभी, समान आकाराची, बाजेने उलटी (lateral inversion).
• प्रतिमेचे अंतर = वस्तूचे अंतर (दर्पणापासून).
• उपयोग : पेरिस्कोप, कॅलिडोस्कोप.

वक्र दर्पण (Spherical Mirrors)

• अवतल दर्पण (Concave) : आतल्या बाजूने पॉलिश, किरण एकत्रित करतो (converging).
• उत्तल दर्पण (Convex) : बाहेरील बाजूने पॉलिश, किरण पसरवतो (diverging).

महत्त्वाचे शब्द

• ध्रुव (Pole - P), वक्रता केंद्र (C), मुख्य फोकस (F), त्रिज्या (R = 2f).
• चिन्ह संकेत (Sign Convention - New Cartesian) : आपतन दिशा +ve, वर +ve, मुख्य अक्षावर F, C डावीकडे (-ve अवतलसाठी).

दर्पण	वस्तू स्थान	प्रतिमा	उपयोग
अवतल	अनंतावर	F वर, वास्तविक, छोटी, उलटी	शेव्हिंग मिरर, सौर कुकर
अवतल	C वर	C वर, वास्तविक, समान, उलटी	टॉर्च रिफ्लेक्टर
अवतल	F आणि C मध्ये	C नंतर, वास्तविक, मोठी, उलटी	डेंटिस्ट मिरर
उत्तल	कोठेही	F मागे, आभासी, छोटी, उभी	वाहन रियर व्ह्यू

३. अपवर्तन (Refraction of Light)

नियम

• आपतन किरण, अपवर्तित किरण आणि लंब एकाच समतलात.
• स्नेलचा नियम : $n_1 \sin i = n_2 \sin r$

• दुर्मीळ ते घन माध्यम : किरण लंबाकडे वाकतो.
• घन ते दुर्मीळ : लंबापासून दूर.

पूर्ण आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection)

• अट : i > क्रांतिक कोन (c), जेव्हा प्रकाश घन ते दुर्मीळ माध्यमात.
• $\sin c = \frac{1}{\mu}$
• उपयोग : ऑप्टिकल फायबर, मिराज (मृगजळ), प्रिझम पेरिस्कोप, डायमंड चमक.

४. लेन्स (Lenses)

• उत्तल लेन्स (Convex) : किरण एकत्रित (converging).
• अवतल लेन्स (Concave) : किरण पसरवतो (diverging).

लेन्स	वस्तू स्थान	प्रतिमा	उपयोग
उत्तल	अनंतावर	F वर, वास्तविक, छोटी	कॅमेरा, दूरदर्शक
उत्तल	2F वर	2F वर, वास्तविक, समान	प्रोजेक्टर
उत्तल	F आणि 2F मध्ये	2F नंतर, वास्तविक, मोठी	मायक्रोस्कोप
अवतल	कोठेही	F मागे, आभासी, छोटी, उभी	दृष्टिदोष दुरुस्ती

५. प्रिझम (Prism)

प्रकाशाचा वर्णपट (dispersion) : वेगवेगळ्या रंगांचे अपवर्तनांक वेगळे → वायोलेट सर्वाधिक वाकतो, लाल सर्वात कमी.

• न्यूटनचे प्रयोग : पांढरा प्रकाश ७ रंगांचा (VIBGYOR).
• विचलन कोन (δ) : $\delta = (\mu - 1) A$ (पातळ प्रिझमसाठी, A = प्रिझम कोन).
• उपयोग : स्पेक्ट्रोमीटर, रेनबो (इंद्रधनुष्य - दुहेरी पूर्ण आंतरिक परावर्तन + dispersion).