Textbook - The Human Eye and the Colourful World Questions in Hindi

(N/A) समंजन क्षमता मानव आंख की वह क्षमता है जिसके द्वारा वह अपनी लेंस की फोकस दूरी को समायोजित करके विभिन्न दूरियों पर स्थित वस्तुओं को स्पष्ट रूप से देख सकती है।
जब सिलियरी मांसपेशियां शिथिल होती हैं,तो आंख का लेंस पतला हो जाता है,इसकी फोकस दूरी बढ़ जाती है और दूर की वस्तुएं स्पष्ट दिखाई देती हैं।
पास की वस्तुओं को स्पष्ट रूप से देखने के लिए,सिलियरी मांसपेशियां सिकुड़ जाती हैं,जिससे आंख का लेंस मोटा हो जाता है।
यह संकुचन आंख के लेंस की फोकस दूरी को कम कर देता है,जिससे पास की वस्तुओं का प्रतिबिंब रेटिना पर स्पष्ट रूप से बन जाता है।
इस प्रकार,दूर और पास की दोनों वस्तुओं को देखने के लिए आंख द्वारा अपनी फोकस दूरी को बदलने की क्षमता को समंजन क्षमता कहा जाता है।

(B) व्यक्ति मायोपिया (निकट-दृष्टि दोष) से पीड़ित है,जिसका अर्थ है कि वे पास की वस्तुओं को स्पष्ट रूप से देख सकते हैं लेकिन एक निश्चित बिंदु (दूर बिंदु) से परे की वस्तुओं को नहीं देख सकते हैं।
इस मामले में,व्यक्ति का दूर बिंदु $1.2\, m$ है।
ऐसा इसलिए होता है क्योंकि $1.2\, m$ से परे रखी गई वस्तु का प्रतिबिंब रेटिना (दृष्टि पटल) पर बनने के बजाय रेटिना के सामने बनता है।
इस दोष को ठीक करने के लिए,अवतल लेंस (अपसारी लेंस) का उपयोग किया जाता है।
अवतल लेंस दूर की वस्तुओं से आने वाली प्रकाश किरणों को अपसारित करता है,जिससे प्रतिबिंब प्रभावी रूप से वापस रेटिना पर आ जाता है,जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।

(A) नेत्र का निकट बिंदु आँख से वस्तु की वह न्यूनतम दूरी है,जिसे बिना किसी तनाव के स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है। एक सामान्य मानव नेत्र के लिए,यह दूरी $25 \ cm$ होती है।
नेत्र का दूर बिंदु वह अधिकतम दूरी है जहाँ तक आँख वस्तुओं को स्पष्ट रूप से देख सकती है। सामान्य मानव नेत्र का दूर बिंदु अनंत होता है।

एक छात्र जिसे अंतिम पंक्ति में बैठकर ब्लैकबोर्ड पढ़ने में कठिनाई होती है, वह दूर की वस्तुओं को स्पष्ट रूप से देखने में असमर्थ है। इस दोष को $Myopia$ (निकट-दृष्टि दोष) कहा जाता है। इस दोष में, दूर की वस्तु का प्रतिबिंब रेटिना पर बनने के बजाय रेटिना के सामने बनता है। इस दोष को उपयुक्त फोकस दूरी वाले अवतल लेंस $(concave lens)$ का उपयोग करके ठीक किया जा सकता है, जो प्रकाश की किरणों को आंख में प्रवेश करने से पहले अपसारित (diverge) कर देता है, जिससे प्रतिबिंब रेटिना पर सही ढंग से केंद्रित हो जाता है।

(A) मानव नेत्र,आँख से विभिन्न दूरियों पर स्थित वस्तुओं को देखने के लिए नेत्र लेंस की फोकस दूरी को बदल सकता है।
पक्ष्माभी पेशियों (ciliary muscles) की सहायता से नेत्र लेंस की फोकस दूरी को समायोजित करने की इस क्षमता को नेत्र की 'समंजन क्षमता' (Power of accommodation) कहा जाता है।

(B) मानव नेत्र एक कैमरे की तरह कार्य करता है। प्रकाश कॉर्निया के माध्यम से आँख में प्रवेश करता है और पुतली से होकर गुजरता है। नेत्र लेंस इस प्रकाश को आँख के पिछले हिस्से में स्थित प्रकाश-संवेदी पर्दे पर केंद्रित करता है,जिसे रेटिना (दृष्टि पटल) कहा जाता है। इसलिए,किसी वस्तु का प्रतिबिंब रेटिना पर बनता है।

(C) सुस्पष्ट दर्शन की अल्पतम दूरी वह न्यूनतम दूरी है जिस पर किसी वस्तु को रखने पर उसका स्पष्ट और सुस्पष्ट प्रतिबिंब बिना किसी तनाव के रेटिना (दृष्टिपटल) पर बनता है।
सामान्य दृष्टि वाले एक युवा वयस्क के लिए यह दूरी लगभग $25\, cm$ होती है।

(D) पक्ष्माभी पेशियों (ciliary muscles) का शिथिलन या संकुचन आंख के लेंस की वक्रता को बदल देता है।
आंख के लेंस की वक्रता में परिवर्तन से आंखों की फोकस दूरी बदल जाती है।
अतः,आंख के लेंस की फोकस दूरी में परिवर्तन पक्ष्माभी पेशियों की क्रिया के कारण होता है।

(A) लेंस की शक्ति $P$ उसकी फोकस दूरी $f$ (मीटर में) से $P = \frac{1}{f}$ सूत्र द्वारा संबंधित है।
सेंटीमीटर में फोकस दूरी ज्ञात करने के लिए,हम $f (cm) = \frac{100}{P}$ सूत्र का उपयोग करते हैं।
दूर की दृष्टि को ठीक करने के लिए आवश्यक शक्ति $P = -5.5 \, D$ है।
सूत्र में $P$ का मान रखने पर:
$f = \frac{100}{-5.5} \, cm$
$f \approx -18.18 \, cm$.
एक दशमलव स्थान तक पूर्णांकित करने पर,फोकस दूरी $-18.2 \, cm$ प्राप्त होती है।

(B) लेंस की क्षमता $P$ उसकी फोकस दूरी $f$ (मीटर में) से $P = \frac{1}{f}$ सूत्र द्वारा संबंधित है।
निकट दृष्टि को ठीक करने के लिए,आवश्यक क्षमता $P = +1.5 \, D$ है।
सूत्र का उपयोग करते हुए,$f = \frac{1}{P} = \frac{1}{1.5} \, m$।
$f = 0.6666... \, m \approx 0.667 \, m$।
फोकस दूरी को सेंटीमीटर $(cm)$ में बदलने के लिए,हम $100$ से गुणा करते हैं:
$f = 0.667 \times 100 \, cm = 66.7 \, cm$।
अतः,निकट दृष्टि को ठीक करने के लिए आवश्यक लेंस की फोकस दूरी $66.7 \, cm$ है।

(C) व्यक्ति मायोपिया (निकट दृष्टि दोष) नामक नेत्र दोष से पीड़ित है। इस दोष में,प्रतिबिंब रेटिना के सामने बनता है। इसलिए,दृष्टि के इस दोष को ठीक करने के लिए अवतल लेंस का उपयोग किया जाता है।
वस्तु की दूरी,$u = \infty$
प्रतिबिंब की दूरी,$v = -80 \,cm = -0.8 \,m$
फोकस दूरी = $f$
लेंस सूत्र के अनुसार,$\frac{1}{v} - \frac{1}{u} = \frac{1}{f}$
$\frac{1}{-0.8} - \frac{1}{\infty} = \frac{1}{f}$
$\frac{1}{f} = -1.25 \,m^{-1}$
$f = -0.8 \,m$
हम जानते हैं,शक्ति,$P = \frac{1}{f(\text{मीटर में})}$
$P = \frac{1}{-0.8} = -1.25 \,D$
व्यक्ति को अपने दोष को ठीक करने के लिए $-1.25 \,D$ शक्ति वाले अवतल लेंस की आवश्यकता है।

(D) हाइपरमेट्रोपिया से पीड़ित व्यक्ति दूर की वस्तुओं को स्पष्ट रूप से देख सकता है लेकिन पास की वस्तुओं को देखने में कठिनाई का सामना करता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि आँख का लेंस आने वाली अपसारी किरणों को रेटिना के पीछे केंद्रित करता है। दृष्टि के इस दोष को उत्तल लेंस का उपयोग करके ठीक किया जाता है। उपयुक्त शक्ति का उत्तल लेंस आने वाले प्रकाश को इस तरह से अभिसरित करता है कि प्रतिबिंब रेटिना पर बनता है,जैसा कि निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है।
उत्तल लेंस वास्तव में पास की वस्तु का (चित्र में $N'$) एक आभासी प्रतिबिंब हाइपरमेट्रोपिया से पीड़ित व्यक्ति के दृष्टि के निकट बिंदु $(N)$ पर बनाता है।
दिया गया व्यक्ति $25 \, cm$ (सामान्य आँख का निकट बिंदु) पर रखी वस्तु को स्पष्ट रूप से देख पाएगा,यदि वस्तु का प्रतिबिंब उसके निकट बिंदु पर बनता है,जो $1 \, m$ दिया गया है।
वस्तु की दूरी,$u = -25 \, cm = -0.25 \, m$
प्रतिबिंब की दूरी,$v = -1 \, m$
फोकस दूरी,$f$
लेंस सूत्र का उपयोग करते हुए,
$\frac{1}{v} - \frac{1}{u} = \frac{1}{f}$
$\frac{1}{-1} - \frac{1}{-0.25} = \frac{1}{f}$
$\frac{1}{f} = \frac{1}{0.25} - 1 = 4 - 1 = 3 \, D$
शक्ति,$P = +3.0 \, D$
इस दोष को ठीक करने के लिए $+3.0 \, D$ शक्ति वाले उत्तल लेंस की आवश्यकता होती है।

(D) मानव आँख की समंजन क्षमता सीमित होती है।
$25 \,cm$ से निकट की वस्तुओं को देखने के लिए,सिलियरी मांसपेशियों को आँख के लेंस की वक्रता बढ़ाने के लिए काफी संकुचित होना पड़ता है,जिससे उसकी फोकस दूरी कम हो जाती है।
हालाँकि,सिलियरी मांसपेशियों के संकुचन की एक सीमा होती है,जिसका अर्थ है कि आँख के लेंस की फोकस दूरी को एक निश्चित न्यूनतम मान से नीचे नहीं घटाया जा सकता है।
परिणामस्वरूप,$25 \,cm$ से निकट रखी वस्तु का प्रतिबिंब रेटिना के पीछे बनता है,जिसके कारण प्रतिबिंब धुंधला दिखाई देता है।
इस $25 \,cm$ की दूरी को स्पष्ट दृष्टि की न्यूनतम दूरी कहा जाता है।

(C) चूंकि नेत्रगोलक (eyeball) का आकार नहीं बदल सकता,इसलिए नेत्र लेंस और रेटिना के बीच की दूरी स्थिर रहती है।
अतः,आँख में प्रतिबिंब की दूरी स्थिर रहती है।
जब हम आँख से वस्तु की दूरी बढ़ाते हैं,तो प्रतिबिंब की दूरी में कोई परिवर्तन नहीं होता है।
वस्तु की दूरी में वृद्धि की भरपाई सिलियरी मांसपेशियों की क्रिया द्वारा नेत्र लेंस की फोकस दूरी में परिवर्तन करके की जाती है।
नेत्र लेंस की फोकस दूरी इस प्रकार समायोजित होती है कि प्रतिबिंब हमेशा रेटिना पर ही बने।

(B) तारे अपना स्वयं का प्रकाश उत्सर्जित करते हैं और वायुमंडलीय अपवर्तन के कारण वे टिमटिमाते हुए दिखाई देते हैं।
तारे पृथ्वी से बहुत अधिक दूरी पर स्थित होते हैं,इसलिए वे प्रकाश के बिंदु स्रोत के रूप में कार्य करते हैं।
जैसे ही तारे से आने वाला प्रकाश पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करता है,वायुमंडल की विभिन्न परतों के घनत्व में परिवर्तन के कारण इसका निरंतर अपवर्तन होता रहता है।
इस बदलते अपवर्तन के कारण तारे की आभासी स्थिति और चमक में उतार-चढ़ाव होता रहता है।
जब हमारी आँखों तक अधिक प्रकाश पहुँचता है,तो तारा चमकीला दिखाई देता है और जब कम प्रकाश पहुँचता है,तो वह धुंधला दिखाई देता है,जिससे टिमटिमाने का प्रभाव उत्पन्न होता है।

(N/A) ग्रह इसलिए नहीं टिमटिमाते हैं क्योंकि वे पृथ्वी के अपेक्षाकृत करीब होने के कारण तारों की तुलना में आकार में बड़े दिखाई देते हैं।
ग्रहों को प्रकाश के बड़ी संख्या में बिंदु-आकार के स्रोतों के संग्रह के रूप में माना जा सकता है।
इन ग्रहों के विभिन्न भाग या तो अधिक चमकीले या कम चमकीले प्रभाव इस तरह से उत्पन्न करते हैं कि चमकीले और कम चमकीले प्रभावों का औसत शून्य हो जाता है।
अतः,ग्रहों के टिमटिमाने का प्रभाव समाप्त हो जाता है और वे नहीं टिमटिमाते हैं।

(B) सूर्योदय के समय,सूर्य से आने वाली प्रकाश की किरणों को हमारी आँखों तक पहुँचने के लिए पृथ्वी के वायुमंडल में अधिक दूरी तय करनी पड़ती है।
इस यात्रा के दौरान,कम तरंगदैर्ध्य वाला प्रकाश (जैसे नीला और बैंगनी) वायुमंडलीय कणों द्वारा प्रकीर्णित (scattered) हो जाता है।
केवल अधिक तरंगदैर्ध्य वाला प्रकाश,जैसे कि लाल रंग,बिना अधिक प्रकीर्णित हुए हमारी आँखों तक पहुँच पाता है।
इसलिए,सुबह के समय सूर्य लाल दिखाई देता है।

(A) एक अंतरिक्ष यात्री को आकाश नीला होने के बजाय काला दिखाई देता है क्योंकि अंतरिक्ष में सूर्य के प्रकाश को प्रकीर्णित (scatter) करने के लिए कोई वायुमंडल नहीं होता है।
चूंकि प्रकाश को प्रकीर्णित करने के लिए वहां कोई गैस के अणु या कण नहीं होते हैं,इसलिए कोई भी प्रकीर्णित प्रकाश अंतरिक्ष यात्रियों की आंखों तक नहीं पहुंचता है।
परिणामस्वरूप,उन्हें आकाश काला या गहरा दिखाई देता है।