Gujarati

Young's Double Slit Experiment (YDSE) Questions in Gujarati

Class 12 Physics · Wave Optics · Young's Double Slit Experiment (YDSE)

616+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 50 of 616 questions in Gujarati

1
EasyMCQ
જ્યારે હવા હાજર હતી ત્યારે વ્યતિકરણ ચેમ્બરમાં વ્યતિકરણ જોવા મળ્યું હતું. હવે ચેમ્બરને શૂન્યાવકાશિત કરવામાં આવે છે અને જો સમાન પ્રકાશનો ઉપયોગ કરવામાં આવે,તો એક સાવધ નિરીક્ષક શું જોશે?
A
કોઈ વ્યતિકરણ નહીં
B
પ્રકાશિત પટ્ટાઓ સાથે વ્યતિકરણ
C
અંધારા પટ્ટાઓ સાથે વ્યતિકરણ
D
વ્યતિકરણ જેમાં શલાકાની પહોળાઈ થોડી વધશે

Solution

(D) વ્યતિકરણના પ્રયોગમાં શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ એ $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે,$D$ એ સ્લિટ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર છે,અને $d$ એ સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર છે.
જ્યારે ચેમ્બર હવાથી ભરેલી હોય છે,ત્યારે પ્રકાશની તરંગલંબાઇ $\lambda_{air} = \frac{\lambda_0}{\mu_{air}}$ હોય છે,જ્યાં $\lambda_0$ એ શૂન્યાવકાશમાં તરંગલંબાઇ છે અને $\mu_{air} \approx 1.0003$ છે.
જ્યારે ચેમ્બરને શૂન્યાવકાશિત કરવામાં આવે છે,ત્યારે વક્રીભવનાંક $\mu_{vac} = 1$ થઈ જાય છે.
કારણ કે $\mu_{vac} < \mu_{air}$,શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની તરંગલંબાઇ હવાની તુલનામાં મોટી થઈ જાય છે $(\lambda_{vac} > \lambda_{air})$.
જેમ કે $\beta \propto \lambda$,તેથી જ્યારે ચેમ્બરને શૂન્યાવકાશિત કરવામાં આવે ત્યારે શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ વધે છે.
2
EasyMCQ
યંગનો પ્રયોગ સ્થાપિત કરે છે કે
A
પ્રકાશ તરંગોનો બનેલો છે
B
પ્રકાશ કણોનો બનેલો છે
C
પ્રકાશ ન તો કણોનો કે ન તો તરંગોનો બનેલો છે
D
પ્રકાશ કણો અને તરંગો બંનેનો બનેલો છે

Solution

(A) યંગનો ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગ પ્રકાશના વ્યતિકરણની ઘટના દર્શાવે છે.
વ્યતિકરણ એ તરંગોનો લાક્ષણિક ગુણધર્મ છે,જેમાં બે કે તેથી વધુ તરંગો એકબીજા પર સંપાત થઈને મોટા,નાના અથવા સમાન કંપવિસ્તારનું પરિણામી તરંગ બનાવે છે.
યંગના પ્રયોગમાં વ્યતિકરણની ભાત જોવા મળતી હોવાથી,તે સીધો પુરાવો આપે છે કે પ્રકાશ તરંગ તરીકે વર્તે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.
3
EasyMCQ
$5 \times 10^{-7} \, m$ તરંગલંબાઈ ધરાવતો એકવર્ણી લીલો પ્રકાશ $1 \, mm$ દૂર રહેલી બે સ્લિટ પર આપાત થાય છે. $2 \, m$ દૂર રહેલા પડદા પર રચાતી વ્યતિકરણ ભાતમાં પ્રકાશિત શલાકાઓ વચ્ચેનું અંતર (શલાકાની પહોળાઈ) ...... $mm$ છે.
A
$0.25$
B
$0.1$
C
$1$
D
$0.01$

Solution

(C) યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ માટેનું સૂત્ર: $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
આપેલ છે:
- તરંગલંબાઈ $\lambda = 5 \times 10^{-7} \, m$
- સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $d = 1 \, mm = 10^{-3} \, m$
- પડદાનું અંતર $D = 2 \, m$
કિંમતો મૂકતા:
$\beta = \frac{5 \times 10^{-7} \times 2}{10^{-3}} \, m$
$\beta = 10 \times 10^{-4} \, m = 10^{-3} \, m$
$10^{-3} \, m = 1 \, mm$ હોવાથી,પ્રકાશિત શલાકાઓ વચ્ચેનું અંતર $1 \, mm$ છે.
4
EasyMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ વ્યતિકરણ પ્રયોગમાં,સ્લિટનું અંતર $3$ ગણું કરવામાં આવે છે. તો ફ્રિન્જની પહોળાઈ કેટલી થશે?
A
$1/3$ ગણી
B
$1/9$ ગણી
C
$3$ ગણી
D
$9$ ગણી

Solution

(A) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે,જ્યાં $\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે,$D$ એ સ્લિટ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર છે,અને $d$ એ સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે.
આ સૂત્ર પરથી આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે $\beta \propto \frac{1}{d}$.
જો સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $d$ ને $3$ ગણું કરવામાં આવે (એટલે કે $d' = 3d$),તો નવી ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta'$ એ $\beta' = \frac{\lambda D}{3d} = \frac{1}{3} \beta$ થશે.
તેથી,ફ્રિન્જની પહોળાઈ મૂળ પહોળાઈ કરતા $1/3$ ગણી થઈ જશે.
5
MediumMCQ
એક ચોક્કસ ડબલ-સ્લિટ પ્રાયોગિક ગોઠવણીમાં,જ્યારે $5000 \ \mathring{A}$ તરંગલંબાઇ ધરાવતા પ્રકાશનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે ત્યારે $1.0 \ mm$ પહોળાઈની વ્યતિકરણ શલાકાઓ જોવા મળે છે. સેટઅપમાં કોઈ ફેરફાર કર્યા વગર,જો સ્ત્રોતને $6000 \ \mathring{A}$ તરંગલંબાઇ ધરાવતા બીજા સ્ત્રોત દ્વારા બદલવામાં આવે,તો શલાકાની પહોળાઈ $...... \ mm$ થશે.
A
$0.5$
B
$1.0$
C
$1.2$
D
$1.5$

Solution

(C) યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
પ્રાયોગિક સેટઅપ ($D$ અને $d$) અપરિવર્તિત રહેતું હોવાથી,શલાકાની પહોળાઈ પ્રકાશની તરંગલંબાઇના સમપ્રમાણમાં હોય છે: $\beta \propto \lambda$.
તેથી,$\frac{\beta_2}{\beta_1} = \frac{\lambda_2}{\lambda_1}$.
આપેલ છે: $\beta_1 = 1.0 \ mm$,$\lambda_1 = 5000 \ \mathring{A}$,અને $\lambda_2 = 6000 \ \mathring{A}$.
કિંમતો મૂકતા: $\beta_2 = \beta_1 \times \frac{\lambda_2}{\lambda_1} = 1.0 \times \frac{6000}{5000} = 1.2 \ mm$.
આમ,નવી શલાકાની પહોળાઈ $1.2 \ mm$ થશે.
6
EasyMCQ
બે સુસંબદ્ધ પ્રકાશના ઉદગમો $S_1$ અને $S_2$ $(\lambda = 6000 \ \mathring{A})$ એકબીજાથી $1 \, mm$ ના અંતરે છે. પડદો ઉદગમોથી $25 \, cm$ ના અંતરે મૂકવામાં આવ્યો છે. પડદા પરની શલાકાઓની પહોળાઈ કેટલી હશે ($, cm$ માં)?
A
$0.015$
B
$0.025$
C
$0.010$
D
$0.030$

Solution

(A) યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
આપેલ કિંમતો:
$\lambda = 6000 \ \mathring{A} = 6000 \times 10^{-10} \, m = 6 \times 10^{-7} \, m$
$D = 25 \, cm = 0.25 \, m$
$d = 1 \, mm = 10^{-3} \, m$
આ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકતા:
$\beta = \frac{6 \times 10^{-7} \times 0.25}{10^{-3}}$
$\beta = 6 \times 10^{-4} \times 0.25 = 1.5 \times 10^{-4} \, m$
સેન્ટિમીટરમાં રૂપાંતર કરતા:
$\beta = 1.5 \times 10^{-4} \times 10^2 \, cm = 0.015 \, cm$.
7
MediumMCQ
આકૃતિમાં એક ડબલ સ્લિટ પ્રયોગ દર્શાવેલ છે જ્યાં $P$ અને $Q$ સ્લિટ્સ છે. પથ લંબાઈ $PX$ અને $QX$ અનુક્રમે $n\lambda$ અને $(n + 2)\lambda$ છે,જ્યાં $n$ એ પૂર્ણ સંખ્યા છે અને $\lambda$ એ તરંગલંબાઈ છે. મધ્યસ્થ શલાકાને શૂન્ય ગણીએ,તો $X$ પર શું રચાશે?
Question diagram
A
પ્રથમ પ્રકાશિત
B
પ્રથમ અપ્રકાશિત
C
દ્વિતીય પ્રકાશિત
D
દ્વિતીય અપ્રકાશિત

Solution

(C) બિંદુ $X$ પર પહોંચતા બે તરંગો વચ્ચેનો પથ તફાવત $\Delta x$ નીચે મુજબ છે:
$\Delta x = |QX - PX| = |(n + 2)\lambda - n\lambda| = 2\lambda$.
સંવિનાશી વ્યતિકરણ (પ્રકાશિત શલાકા) માટેની શરત $\Delta x = m\lambda$ છે,જ્યાં $m = 0, 1, 2, ...$.
અહીં,$\Delta x = 2\lambda$,જે $m = 2$ ને અનુરૂપ છે.
કેન્દ્રમાં મધ્યસ્થ શલાકા $(m = 0)$ હોવાથી,$m = 1$ એ પ્રથમ પ્રકાશિત શલાકા અને $m = 2$ એ દ્વિતીય પ્રકાશિત શલાકા દર્શાવે છે.
તેથી,$X$ પર દ્વિતીય પ્રકાશિત શલાકા રચાશે.
8
EasyMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,જો એક સ્લિટને સંપૂર્ણપણે બંધ કરી દેવામાં આવે,તો વ્યતિકરણ ભાતમાં શું ફેરફાર થશે?
A
$A$ એક તેજસ્વી સ્લિટ જોવા મળશે,કોઈ વ્યતિકરણ ભાત અસ્તિત્વમાં રહેશે નહીં
B
તેજસ્વી શલાકાઓ વધુ તેજસ્વી બનશે
C
તેજસ્વી શલાકાઓ ઝાંખી બનશે
D
ઉપરોક્તમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,વ્યતિકરણ ભાત બે સુસંબદ્ધ ઉદગમો (બે સ્લિટ) માંથી આવતા પ્રકાશના તરંગોના સંપાતપણાથી રચાય છે.
જો એક સ્લિટ બંધ કરી દેવામાં આવે,તો વ્યતિકરણ માટેની શરત સંતોષાતી નથી કારણ કે હવે માત્ર એક જ પ્રકાશનું ઉદગમ બાકી રહે છે.
પરિણામે,વ્યતિકરણ ભાત અદ્રશ્ય થઈ જાય છે.
તેના બદલે,બાકી રહેલી ખુલ્લી સ્લિટમાંથી પ્રકાશનું વિવર્તન થાય છે,જેના પરિણામે પડદા પર એક-સ્લિટ વિવર્તન ભાત જોવા મળે છે.
તેથી,કોઈ વ્યતિકરણ ભાત અસ્તિત્વમાં રહેશે નહીં.
9
EasyMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,જો સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર અડધું કરવામાં આવે અને સ્લિટ અને સ્ક્રીન વચ્ચેનું અંતર બમણું કરવામાં આવે,તો ફ્રિન્જની પહોળાઈ
A
બદલાશે નહીં
B
અડધી થઈ જશે
C
બમણી થઈ જશે
D
ચાર ગણી થઈ જશે

Solution

(D) યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે,જ્યાં $\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે,$D$ એ સ્લિટ અને સ્ક્રીન વચ્ચેનું અંતર છે,અને $d$ એ સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર છે.
અહીં આપેલ છે કે નવું અંતર $d' = \frac{d}{2}$ અને નવું અંતર $D' = 2D$ છે.
નવી ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta'$ આ મુજબ થશે: $\beta' = \frac{\lambda D'}{d'} = \frac{\lambda (2D)}{(d/2)} = 4 \left( \frac{\lambda D}{d} \right) = 4\beta$.
તેથી,ફ્રિન્જની પહોળાઈ મૂળ મૂલ્ય કરતા ચાર ગણી થઈ જશે.
10
MediumMCQ
યંગના પ્રયોગમાં વ્યતિકરણની મહત્તમ તીવ્રતા $I$ છે. જો એક સ્લિટ બંધ કરવામાં આવે,તો તે જગ્યાએ તીવ્રતા $I_o$ થાય છે. નીચેનામાંથી કયો સંબંધ સાચો છે?
A
$I = I_o$
B
$I = 2I_o$
C
$I = 4I_o$
D
$I$ અને $I_o$ વચ્ચે કોઈ સંબંધ નથી

Solution

(C) ધારો કે સ્લિટની પહોળાઈ સમાન છે,તેથી તેઓ સમાન તીવ્રતાના તરંગો ઉત્પન્ન કરે છે,ધારો કે $I'$.
કોઈપણ બિંદુએ પરિણામી તીવ્રતા $I_R = 4I' \cos^2 \phi$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\phi$ એ અવલોકન બિંદુ પર તરંગો વચ્ચેનો કળા તફાવત છે.
મહત્તમ તીવ્રતા માટે,$\phi = 0^\circ$,તેથી $I_{\max} = 4I' = I$ ... $(i)$
જો એક સ્લિટ બંધ કરવામાં આવે,તો તે જ બિંદુએ પરિણામી તીવ્રતા ફક્ત $I'$ જ રહેશે,એટલે કે $I' = I_o$ ... $(ii)$
સમીકરણ $(i)$ અને $(ii)$ ની સરખામણી કરતા,આપણને $I = 4I_o$ મળે છે.
11
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,પ્રકાશિત અને અપ્રકાશિત શલાકાઓની તીવ્રતાનો ગુણોત્તર $9$ છે. આનો અર્થ એ થાય કે
A
વ્યક્તિગત સ્ત્રોતોની તીવ્રતા અનુક્રમે $5$ અને $4$ એકમ છે
B
વ્યક્તિગત સ્ત્રોતોની તીવ્રતા અનુક્રમે $4$ અને $1$ એકમ છે
C
તેમના કંપનવિસ્તારનો ગુણોત્તર $2$ છે
D
$(b)$ અને $(c)$ બંને

Solution

(D) મહત્તમ તીવ્રતા અને ન્યૂનતમ તીવ્રતાનો ગુણોત્તર $\frac{I_{\max}}{I_{\min}} = 9$ છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $\frac{I_{\max}}{I_{\min}} = \left( \frac{a_1 + a_2}{a_1 - a_2} \right)^2 = 9$.
બંને બાજુ વર્ગમૂળ લેતા,આપણને $\frac{a_1 + a_2}{a_1 - a_2} = 3$ મળે છે.
કંપનવિસ્તારના ગુણોત્તર માટે ઉકેલતા: $a_1 + a_2 = 3a_1 - 3a_2 \Rightarrow 4a_2 = 2a_1 \Rightarrow \frac{a_1}{a_2} = 2$.
તીવ્રતા $I \propto a^2$ હોવાથી,વ્યક્તિગત સ્ત્રોતોની તીવ્રતાનો ગુણોત્તર $\frac{I_1}{I_2} = \left( \frac{a_1}{a_2} \right)^2 = 2^2 = 4$ થાય,જેનો અર્થ છે કે $I_1 : I_2 = 4 : 1$.
આમ,વિધાન $(b)$ અને $(c)$ બંને સાચા છે.
12
MediumMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,$4360 \; \mathring{A}$ તરંગલંબાઇ ધરાવતા વાદળી પ્રકાશ અને $5460 \; \mathring{A}$ તરંગલંબાઇ ધરાવતા લીલા પ્રકાશનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. જો મધ્યસ્થ અધિકતમથી $4^{th}$ પ્રકાશિત શલાકાનું અંતર $x$ હોય,તો:
A
$x(\text{Blue}) = x(\text{Green})$
B
$x(\text{Blue}) > x(\text{Green})$
C
$x(\text{Blue}) < x(\text{Green})$
D
$\frac{x(\text{Blue})}{x(\text{Green})} = \frac{5460}{4360}$

Solution

(C) મધ્યસ્થ અધિકતમથી $n^{th}$ પ્રકાશિત શલાકાનું અંતર નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $y_n = \frac{n \lambda D}{d}$.
અહીં $n$,$D$ અને $d$ બંને કિસ્સાઓ માટે અચળ હોવાથી,$y_n \propto \lambda$ થાય.
તેથી,$4^{th}$ શલાકા માટે અંતરનો ગુણોત્તર: $\frac{x(\text{Blue})}{x(\text{Green})} = \frac{\lambda(\text{Blue})}{\lambda(\text{Green})} = \frac{4360}{5460}$ મળે.
અહીં $4360 < 5460$ હોવાથી,$x(\text{Blue}) < x(\text{Green})$ સાબિત થાય છે.
13
EasyMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં, બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $0.1 \, mm$ છે। જો પડદો સ્લિટથી $1.0 \, m$ ના અંતરે રાખવામાં આવે અને પ્રકાશની તરંગલંબાઇ $5000 \, \mathring{A}$ હોય, તો ફ્રિન્જની પહોળાઈ ........ $cm$ છે.
A
$1$
B
$1.5$
C
$0.5$
D
$2$

Solution

(C) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
આપેલ કિંમતો:
તરંગલંબાઇ $\lambda = 5000 \, \mathring{A} = 5000 \times 10^{-10} \, m = 5 \times 10^{-7} \, m$.
પડદાનું અંતર $D = 1.0 \, m$.
સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $d = 0.1 \, mm = 0.1 \times 10^{-3} \, m = 10^{-4} \, m$.
આ કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$\beta = \frac{5 \times 10^{-7} \times 1}{10^{-4}} \, m = 5 \times 10^{-3} \, m$.
મીટરને સેન્ટિમીટરમાં ફેરવવા માટે $100$ વડે ગુણતા:
$\beta = 5 \times 10^{-3} \times 10^2 \, cm = 0.5 \, cm$.
14
EasyMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,જો $L$ એ સ્લિટ્સ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર છે જેના પર વ્યતિકરણ ભાત જોવા મળે છે,$x$ એ ક્રમિક શલાકાઓ વચ્ચેનું સરેરાશ અંતર છે અને $d$ એ સ્લિટનું અંતર છે,તો પ્રકાશની તરંગલંબાઇ કેટલી થાય?
A
$\frac{xd}{L}$
B
$\frac{xL}{d}$
C
$\frac{Ld}{x}$
D
$\frac{1}{Ldx}$

Solution

(A) યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર $\beta = \frac{D\lambda}{d}$ છે.
આ પ્રશ્નમાં,સ્લિટ્સ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર $L$ (જે $D$ ને બદલે છે) તરીકે દર્શાવેલ છે,અને શલાકાની પહોળાઈ $x$ (જે $\beta$ ને બદલે છે) તરીકે દર્શાવેલ છે.
આ ચલોને સૂત્રમાં મૂકતા,આપણને $x = \frac{L\lambda}{d}$ મળે છે.
તરંગલંબાઇ $\lambda$ શોધવા માટે સમીકરણને ફરીથી ગોઠવતા,આપણને $\lambda = \frac{xd}{L}$ મળે છે.
15
EasyMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,પડદા પરનું કેન્દ્રબિંદુ કેવું હોય છે?
A
પ્રકાશિત
B
અંધારું
C
પહેલા પ્રકાશિત અને પછી અંધારું
D
પહેલા અંધારું અને પછી પ્રકાશિત

Solution

(A) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,પડદા પરના કેન્દ્રબિંદુ સુધી પહોંચતા બે તરંગો વચ્ચેનો પથ તફાવત શૂન્ય હોય છે.
પથ તફાવત $\Delta x = 0$ હોવાથી,કળા તફાવત $\phi = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta x = 0$ થાય છે.
સહાયક વ્યતિકરણ માટેની શરત $\Delta x = n\lambda$ છે,જ્યાં $n = 0, 1, 2, ...$ છે.
અહીં $n = 0$ આ શરતનું પાલન કરે છે,તેથી કેન્દ્રબિંદુ એ મધ્યસ્થ અધિકતમ (central maximum) દર્શાવે છે,જે હંમેશા પ્રકાશિત હોય છે.
16
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,ફ્રિન્જની પહોળાઈ $0.4 \, mm$ જોવા મળે છે. જો સમગ્ર સાધનને $4/3$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા પાણીમાં ડૂબાડવામાં આવે અને ભૌમિતિક ગોઠવણીમાં કોઈ ફેરફાર ન કરવામાં આવે,તો નવી ફ્રિન્જની પહોળાઈ કેટલી હશે?
A
$0.30 \, mm$
B
$0.40 \, mm$
C
$0.53 \, mm$
D
$450 \, \mu m$

Solution

(A) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
અહીં,$\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે,$D$ એ સ્લિટ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર છે,અને $d$ એ બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે.
જ્યારે સાધનને $\mu$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા માધ્યમમાં ડૂબાડવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રકાશની તરંગલંબાઇ બદલાઈને $\lambda' = \frac{\lambda}{\mu}$ થાય છે.
$D$ અને $d$ માં કોઈ ફેરફાર થતો ન હોવાથી,નવી ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta'$ એ $\beta' = \frac{\lambda' D}{d} = \frac{\lambda D}{\mu d} = \frac{\beta}{\mu}$ દ્વારા મળે છે.
આપેલ છે કે $\beta = 0.4 \, mm$ અને $\mu = 4/3$,તેથી $\beta' = \frac{0.4}{4/3} = 0.4 \times \frac{3}{4} = 0.3 \, mm$.
17
EasyMCQ
યંગનો પ્રયોગ હવામાં કરવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ પાણીમાં કરવામાં આવે છે,તો ફ્રિન્જની પહોળાઈમાં શું ફેરફાર થશે?
A
સમાન રહેશે
B
ઘટશે
C
વધશે
D
અનંત થશે

Solution

(B) યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
અહીં,$\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે,$D$ એ સ્લિટ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર છે,અને $d$ એ બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે.
જ્યારે પ્રયોગ $\mu$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા માધ્યમમાં કરવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રકાશની તરંગલંબાઇ બદલાઈને $\lambda' = \frac{\lambda}{\mu}$ થાય છે.
પાણીનો વક્રીભવનાંક $(\mu \approx 1.33)$ હવા $(\mu \approx 1.0)$ કરતા વધારે હોવાથી,પાણીમાં પ્રકાશની તરંગલંબાઇ ઘટે છે.
પરિણામે,ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta' = \frac{\lambda' D}{d} = \frac{\lambda D}{\mu d} = \frac{\beta}{\mu}$ થાય છે.
$\mu > 1$ હોવાથી,ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta'$ એ $\beta$ કરતા ઓછી હશે. તેથી,ફ્રિન્જની પહોળાઈ ઘટશે.
18
EasyMCQ
યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં,કયા રંગના પ્રકાશ માટે શલાકાની પહોળાઈ ન્યૂનતમ હશે?
A
જાંબલી
B
લાલ
C
લીલો
D
પીળો

Solution

(A) યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે,જ્યાં $\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઈ છે,$D$ એ સ્લિટ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર છે અને $d$ એ બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે.
અહીં $\beta \propto \lambda$ હોવાથી,શલાકાની પહોળાઈ વપરાતા પ્રકાશની તરંગલંબાઈના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
આપેલા રંગોમાં,જાંબલી રંગના પ્રકાશની તરંગલંબાઈ ન્યૂનતમ $(\lambda_v \approx 400 \ nm)$ છે અને લાલ રંગના પ્રકાશની તરંગલંબાઈ મહત્તમ $(\lambda_r \approx 700 \ nm)$ છે.
તેથી,જાંબલી રંગના પ્રકાશ માટે શલાકાની પહોળાઈ ન્યૂનતમ હશે.
19
MediumMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં, $4000 \, Å$ તરંગલંબાઇ ધરાવતો પ્રકાશ સ્લિટથી $2 \, m$ અંતરે $0.6 \, mm$ પહોળાઈની પ્રકાશિત શલાકાઓ ઉત્પન્ન કરવા માટે વપરાય છે। જો આખા સાધનને $1.5$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા પ્રવાહીમાં ડુબાડવામાં આવે, તો નવી શલાકાની પહોળાઈ $mm$ માં કેટલી થશે?
A
$0.2$
B
$0.3$
C
$0.4$
D
$1.2$

Solution

(C) હવામાં શલાકાની પહોળાઈ $\beta_{air} = \frac{\lambda D}{d} = 0.6 \, mm$ દ્વારા આપવામાં આવે છે।
જ્યારે સાધનને $\mu$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા પ્રવાહીમાં ડુબાડવામાં આવે છે, ત્યારે પ્રકાશની તરંગલંબાઈ બદલાઈને $\lambda' = \frac{\lambda}{\mu}$ થાય છે।
પરિણામે, નવી શલાકાની પહોળાઈ $\beta_{medium} = \frac{\lambda' D}{d} = \frac{\lambda D}{\mu d} = \frac{\beta_{air}}{\mu}$ થાય છે।
અહીં $\beta_{air} = 0.6 \, mm$ અને $\mu = 1.5$ આપેલ છે, તેથી:
$\beta_{medium} = \frac{0.6}{1.5} = 0.4 \, mm$।
20
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,જો સ્લિટની પહોળાઈનો ગુણોત્તર $4 : 9$ હોય,તો મહત્તમ તીવ્રતા અને ન્યૂનતમ તીવ્રતાનો ગુણોત્તર કેટલો હશે?
A
$169:25$
B
$81:16$
C
$25:1$
D
$9:4$

Solution

(C) પ્રકાશની તીવ્રતા $I$ એ સ્લિટની પહોળાઈ $w$ ના સમપ્રમાણમાં હોય છે,તેથી $I_1/I_2 = w_1/w_2 = 4/9$.
તીવ્રતા $I \propto a^2$ હોવાથી,જ્યાં $a$ એ કંપવિસ્તાર છે,આપણને $a_1/a_2 = \sqrt{I_1/I_2} = \sqrt{4/9} = 2/3$ મળે છે.
ધારો કે $a_1 = 2k$ અને $a_2 = 3k$.
મહત્તમ તીવ્રતા અને ન્યૂનતમ તીવ્રતાનો ગુણોત્તર $\frac{I_{\max}}{I_{\min}} = \frac{(a_1 + a_2)^2}{(a_1 - a_2)^2}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કિંમતો મૂકતા,$\frac{I_{\max}}{I_{\min}} = \frac{(2k + 3k)^2}{(2k - 3k)^2} = \frac{(5k)^2}{(-k)^2} = \frac{25k^2}{k^2} = 25/1$.
આમ,ગુણોત્તર $25:1$ છે.
21
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,જ્યારે વપરાતી તરંગલંબાઈ $6000 \ \mathring{A}$ હોય અને પડદો સ્લિટ્સથી $40 \ cm$ દૂર હોય,ત્યારે ફ્રિન્જની પહોળાઈ $0.012 \ cm$ મળે છે. સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $cm$ માં કેટલું હશે?
A
$0.024$
B
$2.4$
C
$0.24$
D
$0.2$

Solution

(D) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર: $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
અહીં,$\lambda = 6000 \ \mathring{A} = 6000 \times 10^{-8} \ cm = 6 \times 10^{-5} \ cm$.
પડદાનું સ્લિટ્સથી અંતર $D = 40 \ cm$ છે.
ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta = 0.012 \ cm$ છે.
સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $d$ શોધવા માટે સૂત્રને ફરીથી ગોઠવતા:
$d = \frac{\lambda D}{\beta} = \frac{6 \times 10^{-5} \ cm \times 40 \ cm}{0.012 \ cm}$.
$d = \frac{240 \times 10^{-5}}{0.012} \ cm = \frac{2.4 \times 10^{-3}}{1.2 \times 10^{-2}} \ cm = 2 \times 10^{-1} \ cm = 0.2 \ cm$.
તેથી,સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $0.2 \ cm$ છે.
22
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગના બે અલગ-અલગ સેટ-અપમાં,જ્યારે $1:2$ ના ગુણોત્તરમાં તરંગલંબાઇ ધરાવતા પ્રકાશનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે ત્યારે સમાન પહોળાઈની શલાકાઓ જોવા મળે છે. જો બંને કિસ્સાઓમાં સ્લિટ વચ્ચેના અંતરનો ગુણોત્તર $2:1$ હોય,તો બંને સેટ-અપમાં સ્લિટના સમતલ અને પડદા વચ્ચેના અંતરનો ગુણોત્તર કેટલો હશે?
A
$4:1$
B
$1:1$
C
$1:4$
D
$2:1$

Solution

(A) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર $\beta = \frac{D\lambda}{d}$ છે,જ્યાં $D$ એ સ્લિટ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર છે,$\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે,અને $d$ એ સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે.
અહીં શલાકાની પહોળાઈ સમાન હોવાથી,$\beta_1 = \beta_2$,તેથી $\frac{\beta_1}{\beta_2} = 1$ થાય.
આપણને ગુણોત્તર $\frac{\lambda_1}{\lambda_2} = \frac{1}{2}$ અને $\frac{d_1}{d_2} = \frac{2}{1}$ આપેલ છે.
સૂત્ર $\frac{\beta_1}{\beta_2} = \left(\frac{D_1}{D_2}\right) \left(\frac{\lambda_1}{\lambda_2}\right) \left(\frac{d_2}{d_1}\right)$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણે કિંમતો મૂકીએ:
$1 = \left(\frac{D_1}{D_2}\right) \times \left(\frac{1}{2}\right) \times \left(\frac{1}{2}\right)$.
$1 = \left(\frac{D_1}{D_2}\right) \times \frac{1}{4}$.
તેથી,$\frac{D_1}{D_2} = \frac{4}{1}$ થાય.
23
EasyMCQ
વ્યતિકરણના પ્રયોગમાં,ક્રમિક મહત્તમ અથવા ન્યૂનતમ વચ્ચેનું અંતર કેટલું હોય છે? (જ્યાં સંજ્ઞાઓ તેમના સામાન્ય અર્થ ધરાવે છે):
A
$\frac{\lambda d}{D}$
B
$\frac{\lambda D}{d}$
C
$\frac{dD}{\lambda}$
D
$\frac{\lambda d}{4D}$

Solution

(B) વ્યતિકરણના પ્રયોગમાં,બે ક્રમિક પ્રકાશિત શલાકાઓ (મહત્તમ) અથવા બે ક્રમિક અપ્રકાશિત શલાકાઓ (ન્યૂનતમ) વચ્ચેના અંતરને શલાકાની પહોળાઈ કહેવામાં આવે છે,જેને $\beta$ વડે દર્શાવવામાં આવે છે.
શલાકાની પહોળાઈનું સૂત્ર સહાયક વ્યતિકરણ માટેના પથ તફાવતની શરત પરથી મેળવવામાં આવે છે,જે $\Delta x = n\lambda = \frac{yd}{D}$ છે.
ક્રમિક મહત્તમ માટે,અંતર $\beta = \frac{D\lambda}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $D$ એ પડદા અને સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર છે,$\lambda$ એ વપરાયેલ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે,અને $d$ એ બે સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.
24
EasyMCQ
જો યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં પીળા પ્રકાશને લાલ પ્રકાશ દ્વારા બદલવામાં આવે,તો ફ્રિન્જની પહોળાઈ
A
ઘટશે
B
અપરિવર્તિત રહેશે
C
વધશે
D
પહેલા વધશે અને પછી ઘટશે

Solution

(C) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈ $(\beta)$ નું સૂત્ર $\beta = \frac{D\lambda}{d}$ છે.
આ સંબંધ પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે ફ્રિન્જની પહોળાઈ વપરાયેલ પ્રકાશની તરંગલંબાઇના સમપ્રમાણમાં છે,એટલે કે $\beta \propto \lambda$.
લાલ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ $(\lambda_{red})$ એ પીળા પ્રકાશની તરંગલંબાઇ $(\lambda_{yellow})$ કરતા વધારે હોવાથી,જ્યારે પીળા પ્રકાશને લાલ પ્રકાશ દ્વારા બદલવામાં આવે ત્યારે ફ્રિન્જની પહોળાઈ વધશે.
25
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,ફ્રિન્જની પહોળાઈ $1 \times 10^{-4} \ m$ છે. જો સ્લિટ અને સ્ક્રીન વચ્ચેનું અંતર બમણું કરવામાં આવે,બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર અડધું કરવામાં આવે અને તરંગલંબાઇ $6.4 \times 10^{-7} \ m$ થી બદલીને $4.0 \times 10^{-7} \ m$ કરવામાં આવે,તો નવી ફ્રિન્જની પહોળાઈનું મૂલ્ય શું હશે?
A
$0.15 \times 10^{-4} \ m$
B
$2.0 \times 10^{-4} \ m$
C
$1.25 \times 10^{-4} \ m$
D
$2.5 \times 10^{-4} \ m$

Solution

(D) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
આપેલ પ્રારંભિક મૂલ્યો: $\beta_1 = 1 \times 10^{-4} \ m$,$\lambda_1 = 6.4 \times 10^{-7} \ m$.
નવા પરિમાણો: $D_2 = 2D_1$,$d_2 = \frac{d_1}{2}$,$\lambda_2 = 4.0 \times 10^{-7} \ m$.
ગુણોત્તરનો ઉપયોગ કરતા: $\frac{\beta_2}{\beta_1} = \frac{\lambda_2}{\lambda_1} \times \frac{D_2}{D_1} \times \frac{d_1}{d_2}$.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{\beta_2}{1 \times 10^{-4}} = \left( \frac{4.0 \times 10^{-7}}{6.4 \times 10^{-7}} \right) \times \left( \frac{2D_1}{D_1} \right) \times \left( \frac{d_1}{d_1/2} \right)$.
$\frac{\beta_2}{1 \times 10^{-4}} = \left( \frac{4.0}{6.4} \right) \times 2 \times 2 = \frac{16}{6.4} = 2.5$.
તેથી,$\beta_2 = 2.5 \times 10^{-4} \ m$.
26
EasyMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,એક સ્લિટને વાદળી ફિલ્ટરથી અને બીજી સ્લિટને પીળા ફિલ્ટરથી ઢાંકવામાં આવે છે. તો વ્યતિકરણ ભાત
A
વાદળી હશે
B
પીળી હશે
C
લીલી હશે
D
રચાશે નહીં

Solution

(D) વ્યતિકરણ ભાત જોવા માટે,બંને પ્રકાશના તરંગો સુસંબદ્ધ (coherent) હોવા જોઈએ અને તેમની આવૃત્તિ તથા તરંગલંબાઇ સમાન હોવી જોઈએ.
વાદળી ફિલ્ટર અને પીળું ફિલ્ટર અલગ-અલગ તરંગલંબાઇનો પ્રકાશ પસાર કરે છે,તેથી બંને સ્લિટમાંથી આવતા તરંગોની આવૃત્તિ અને તરંગલંબાઇ અલગ-અલગ હશે.
આથી,સ્થાયી વ્યતિકરણ માટેની શરત પૂરી થતી નથી,અને પડદા પર કોઈ સ્થાયી વ્યતિકરણ ભાત રચાશે નહીં.
27
EasyMCQ
બે ઉદગમો વ્યતિકરણ ભાત ઉત્પન્ન કરે છે જે ઉદગમોથી $D$ અંતરે રહેલા પડદા પર જોવા મળે છે. શલાકાની પહોળાઈ $2w$ છે. જો અંતર $D$ ને હવે બમણું કરવામાં આવે,તો શલાકાની પહોળાઈ કેટલી થશે?
A
$w/2$ થશે
B
તેટલી જ રહેશે
C
$w$ થશે
D
$4w$ થશે

Solution

(D) યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર: $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે,જ્યાં $\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઈ છે,$D$ એ પડદા અને ઉદગમો વચ્ચેનું અંતર છે,અને $d$ એ બે ઉદગમો વચ્ચેનું અંતર છે.
આ સૂત્ર પરથી જોઈ શકાય છે કે શલાકાની પહોળાઈ અંતર $D$ ના સમપ્રમાણમાં છે,એટલે કે $\beta \propto D$.
આપેલ છે કે પ્રારંભિક શલાકાની પહોળાઈ $\beta_1 = 2w$ છે જ્યારે અંતર $D_1 = D$ છે.
જો અંતર બમણું કરવામાં આવે,તો $D_2 = 2D$ થાય.
તેથી નવી શલાકાની પહોળાઈ $\beta_2 = \beta_1 \times \frac{D_2}{D_1} = 2w \times \frac{2D}{D} = 4w$ થશે.
આમ,શલાકાની પહોળાઈ $4w$ થશે.
28
MediumMCQ
દ્વિ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,સોડિયમ પ્રકાશ $(\lambda = 5890 \ \mathring{A})$ માટે ફ્રિન્જની કોણીય પહોળાઈ $0.20^o$ છે. ફ્રિન્જની કોણીય પહોળાઈમાં $10\%$ નો વધારો કરવા માટે,તરંગલંબાઇમાં જરૂરી ફેરફાર કેટલો હશે?
A
$589 \ \mathring{A}$ નો વધારો
B
$589 \ \mathring{A}$ નો ઘટાડો
C
$6479 \ \mathring{A}$ નો વધારો
D
શૂન્ય

Solution

(A) દ્વિ-સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની કોણીય પહોળાઈનું સૂત્ર $\theta = \frac{\lambda}{d}$ છે,જ્યાં $\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે અને $d$ એ સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર છે.
અહીં $\theta \propto \lambda$ હોવાથી,કોણીય પહોળાઈ $\theta$ માં $10\%$ નો વધારો કરવા માટે,તરંગલંબાઇ $\lambda$ માં પણ $10\%$ નો વધારો કરવો પડે.
તરંગલંબાઇમાં જરૂરી ફેરફાર $\Delta\lambda = \lambda$ ના $10\% = \frac{10}{100} \times 5890 \ \mathring{A} = 589 \ \mathring{A}$ થાય.
તેથી,તરંગલંબાઇમાં $589 \ \mathring{A}$ નો વધારો કરવો જરૂરી છે.
29
MediumMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં સ્લિટ્સની પહોળાઈ સમાન છે અને ઉદગમ સ્લિટ્સની સાપેક્ષમાં સમપ્રમાણ રીતે મૂકવામાં આવ્યું છે. મધ્યસ્થ શલાકા પાસે તીવ્રતા $I_0$ છે. જો એક સ્લિટ બંધ કરવામાં આવે, તો આ બિંદુએ તીવ્રતા કેટલી થશે?
A
$I_0$
B
$I_0 / 4$
C
$I_0 / 2$
D
$4I_0$

Solution

(B) યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં, જો દરેક સ્લિટમાંથી આવતા પ્રકાશની તીવ્રતા $I$ હોય, તો મધ્યસ્થ શલાકા પાસે પરિણામી તીવ્રતા $I_0 = I + I + 2\sqrt{I \cdot I} \cos(0) = 4I$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.

જ્યારે એક સ્લિટ બંધ કરવામાં આવે છે, ત્યારે પ્રકાશનું માત્ર એક જ ઉદગમ બાકી રહે છે.

એક સ્લિટને કારણે તે જ બિંદુએ તીવ્રતા ફક્ત $I$ હોય છે.

કારણ કે $I_0 = 4I$, તેથી $I = I_0 / 4$ થાય.

તેથી, મધ્યસ્થ બિંદુએ તીવ્રતા $I_0 / 4$ થશે.
30
EasyMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,જો ($D =$ પડદા અને સ્લિટના સમતલ વચ્ચેનું અંતર,$d =$ બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર અને $\lambda =$ વપરાયેલ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ) હોય,તો ફ્રિન્જની પહોળાઈ સમાન રહેશે જો:
A
$\lambda$ અને $D$ બંને બમણા કરવામાં આવે.
B
$d$ અને $D$ બંને બમણા કરવામાં આવે.
C
$D$ બમણું કરવામાં આવે પરંતુ $d$ અડધું કરવામાં આવે.
D
$\lambda$ બમણું કરવામાં આવે પરંતુ $d$ અડધું કરવામાં આવે.

Solution

(B) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર: $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
ફ્રિન્જની પહોળાઈ સમાન રહે તે માટે,ગુણોત્તર $\frac{\lambda D}{d}$ અચળ રહેવો જોઈએ.
જો $d$ અને $D$ બંનેને બમણા કરવામાં આવે,તો નવી ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta'$ આ મુજબ થશે: $\beta' = \frac{\lambda (2D)}{(2d)} = \frac{\lambda D}{d} = \beta$.
તેથી,જ્યારે $d$ અને $D$ બંને બમણા કરવામાં આવે ત્યારે ફ્રિન્જની પહોળાઈ બદલાતી નથી.
31
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,સ્લિટ્સ $0.5\, mm$ દૂર છે અને વ્યતિકરણ ભાત સ્લિટ્સ ધરાવતા સમતલથી $1.0\, m$ ના અંતરે મૂકવામાં આવેલા પડદા પર જોવા મળે છે. જો આપાત પ્રકાશની તરંગલંબાઇ $6000\ \mathring A$ હોય,તો ત્રીજી પ્રકાશિત શલાકા અને મધ્યસ્થ અધિકતમ વચ્ચેનું અંતર......$mm$ છે.
A
$4$
B
$3.6$
C
$3$
D
$2.5$

Solution

(B) મધ્યસ્થ અધિકતમથી $n^{th}$ પ્રકાશિત શલાકાનું અંતર નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $x_n = \frac{n \lambda D}{d}$.
અહીં,$n = 3$,$\lambda = 6000\ \mathring A = 6000 \times 10^{-10}\ m$,$D = 1.0\ m$,અને $d = 0.5\ mm = 0.5 \times 10^{-3}\ m$.
આ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકતા:
$x_3 = \frac{3 \times 6000 \times 10^{-10} \times 1.0}{0.5 \times 10^{-3}}$
$x_3 = \frac{18000 \times 10^{-10}}{0.5 \times 10^{-3}}$
$x_3 = 36000 \times 10^{-7}\ m = 3.6 \times 10^{-3}\ m = 3.6\ mm$.
તેથી,અંતર $3.6\ mm$ છે.
32
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,$5893 \ \mathring{A}$ તરંગલંબાઇ ધરાવતા સોડિયમ પ્રકાશ માટે દ્રશ્યમાન વિસ્તારમાં $62$ શલાકાઓ (fringes) જોવા મળે છે. જો સોડિયમ પ્રકાશના સ્થાને $4358 \ \mathring{A}$ તરંગલંબાઇ ધરાવતો જાંબલી પ્રકાશ વાપરવામાં આવે,તો કેટલી શલાકાઓ જોવા મળશે?
A
$54$
B
$64$
C
$74$
D
$84$

Solution

(D) આપેલ પ્રાયોગિક ગોઠવણી માટે દ્રશ્યમાન વિસ્તારની કુલ પહોળાઈ $W$ અચળ રહે છે.
$\lambda$ તરંગલંબાઇની $n$ શલાકાઓ માટે,પહોળાઈ $W = n \times \beta$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\beta = \frac{D\lambda}{d}$ એ શલાકાની પહોળાઈ છે.
તેથી,$W = n \times \frac{D\lambda}{d}$.
અહીં $W$,$D$ અને $d$ અચળ હોવાથી,$n_1 \lambda_1 = n_2 \lambda_2$ થાય.
આપેલ છે કે $n_1 = 62$,$\lambda_1 = 5893 \ \mathring{A}$,અને $\lambda_2 = 4358 \ \mathring{A}$.
કિંમતો મૂકતા: $62 \times 5893 = n_2 \times 4358$.
$n_2 = \frac{62 \times 5893}{4358} \approx 83.83$.
નજીકની પૂર્ણાંક સંખ્યામાં લેતા,$n_2 = 84$ મળે છે.
33
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,$5890 \ \mathring A$ તરંગલંબાઇ ધરાવતા સોડિયમ પ્રકાશ માટે ફ્રિન્જની કોણીય પહોળાઈ $0.20^o$ છે. જો આખી સિસ્ટમને પાણીમાં ડૂબાડવામાં આવે,તો ફ્રિન્જની કોણીય પહોળાઈ ....$^o$ થશે.
A
$0.11$
B
$0.15$
C
$0.22$
D
$0.30$

Solution

(B) કોણીય ફ્રિન્જ પહોળાઈ $\theta = \frac{\lambda}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જેનો અર્થ છે કે $\theta \propto \lambda$.
જ્યારે સિસ્ટમને પાણીમાં ડૂબાડવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રકાશની તરંગલંબાઇ બદલાઈને $\lambda_w = \frac{\lambda_a}{\mu_w}$ થાય છે,જ્યાં $\mu_w$ એ પાણીનો વક્રીભવનાંક છે.
કારણ કે $\theta \propto \lambda$,નવી કોણીય પહોળાઈ $\theta_w = \frac{\theta_a}{\mu_w}$ દ્વારા મળે છે.
આપેલ છે કે $\theta_a = 0.20^o$ અને $\mu_w = \frac{4}{3}$,તેથી $\theta_w = \frac{0.20}{4/3} = 0.20 \times \frac{3}{4} = 0.15^o$.
34
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $1 \,mm$ છે અને સ્લિટ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર $1 \,m$ છે. જો $10^{th}$ ફ્રિન્જ મધ્યસ્થ પ્રકાશિત ફ્રિન્જથી $5 \,mm$ દૂર હોય,તો વપરાયેલ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ .....$\mathring A$ હશે.
A
$5000$
B
$6000$
C
$7000$
D
$8000$

Solution

(A) $n^{th}$ પ્રકાશિત ફ્રિન્જના સ્થાન માટેનું સૂત્ર $x_n = \frac{n \lambda D}{d}$ છે.
આપેલ મૂલ્યો:
સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $d = 1 \,mm = 1 \times 10^{-3} \,m$.
પડદા સુધીનું અંતર $D = 1 \,m$.
$10^{th}$ ફ્રિન્જનું સ્થાન $x_{10} = 5 \,mm = 5 \times 10^{-3} \,m$.
ફ્રિન્જનો ક્રમ $n = 10$.
આ મૂલ્યોને સૂત્રમાં મૂકતા:
$5 \times 10^{-3} = \frac{10 \times \lambda \times 1}{1 \times 10^{-3}}$
$\lambda = \frac{5 \times 10^{-3} \times 10^{-3}}{10} = 5 \times 10^{-7} \,m$.
$\mathring A$ માં રૂપાંતર કરતા:
$\lambda = 5 \times 10^{-7} \times 10^{10} \, \mathring A = 5000 \, \mathring A$.
35
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં, $\lambda = 5000\;\mathring{A}$ તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $d = 0.2\;mm$ છે અને પડદો સ્લિટ્સથી $D = 200\;cm$ અંતરે છે। મધ્યસ્થ અધિકતમ $x = 0$ પર છે। ત્રીજું અધિકતમ (મધ્યસ્થ અધિકતમને શૂન્યમું અધિકતમ ગણતા) $x$ ના કેટલા મૂલ્ય પર હશે......$cm$.
A
$1.67$
B
$1.5$
C
$0.5$
D
$5$

Solution

(B) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં $n$-માં પ્રકાશિત શલાકા (અધિકતમ) ના સ્થાનનું સૂત્ર $x_n = \frac{n \lambda D}{d}$ છે।
આપેલ કિંમતો:
$\lambda = 5000\;\mathring{A} = 5000 \times 10^{-10}\;m = 5 \times 10^{-7}\;m$
$d = 0.2\;mm = 0.2 \times 10^{-3}\;m = 2 \times 10^{-4}\;m$
$D = 200\;cm = 2\;m$
ત્રીજા અધિકતમ માટે, $n = 3$.
આ કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$x_3 = \frac{3 \times (5 \times 10^{-7}\;m) \times (2\;m)}{2 \times 10^{-4}\;m}$
$x_3 = \frac{30 \times 10^{-7}}{2 \times 10^{-4}}\;m = 15 \times 10^{-3}\;m = 1.5 \times 10^{-2}\;m = 1.5\;cm$.
તેથી, ત્રીજું અધિકતમ $x = 1.5\;cm$ પર હશે।
36
DifficultMCQ
યંગના પ્રયોગમાં,બે સુસંબદ્ધ ઉદગમોને $0.90 \, mm$ ના અંતરે મૂકવામાં આવે છે અને વ્યતિકરણની ભાત $1 \, m$ દૂર અવલોકવામાં આવે છે. જો તે મધ્યસ્થ શલાકાથી $1 \, mm$ ના અંતરે બીજી અપ્રકાશિત શલાકા ઉત્પન્ન કરે,તો વપરાયેલ એકવર્ણી પ્રકાશની તરંગલંબાઈ કેટલી હશે?
A
$60 \times 10^{-4} \, cm$
B
$10 \times 10^{-4} \, cm$
C
$10 \times 10^{-5} \, cm$
D
$6 \times 10^{-5} \, cm$

Solution

(D) મધ્યસ્થ શલાકાથી $n$-મી અપ્રકાશિત શલાકાનું અંતર નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$x_n = \frac{(2n - 1) \lambda D}{2d}$
બીજી અપ્રકાશિત શલાકા માટે $(n = 2)$:
$x_2 = \frac{(2 \times 2 - 1) \lambda D}{2d} = \frac{3 \lambda D}{2d}$
આપેલ છે: $x_2 = 1 \, mm = 1 \times 10^{-3} \, m$,$D = 1 \, m$,અને $d = 0.90 \, mm = 0.9 \times 10^{-3} \, m$.
કિંમતો મૂકતા:
$1 \times 10^{-3} = \frac{3 \times \lambda \times 1}{2 \times 0.9 \times 10^{-3}}$
$1 \times 10^{-3} = \frac{3 \lambda}{1.8 \times 10^{-3}}$
$3 \lambda = 1.8 \times 10^{-6}$
$\lambda = 0.6 \times 10^{-6} \, m = 6 \times 10^{-7} \, m = 6 \times 10^{-5} \, cm$.
37
EasyMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં, બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $0.1 \, mm$ છે અને વપરાયેલ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ $4 \times 10^{-7} \, m$ છે. જો પડદા પર ફ્રિન્જની પહોળાઈ $4 \, mm$ હોય, તો પડદા અને સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર કેટલું હશે?
A
$0.1 \, mm$
B
$1 \, cm$
C
$0.1 \, cm$
D
$1 \, m$

Solution

(D) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈ $(\beta)$ માટેનું સૂત્ર: $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
અહીં, $\beta = 4 \, mm = 4 \times 10^{-3} \, m$, $\lambda = 4 \times 10^{-7} \, m$, અને $d = 0.1 \, mm = 0.1 \times 10^{-3} \, m$ છે.
આ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકતા:
$4 \times 10^{-3} = \frac{(4 \times 10^{-7}) \times D}{0.1 \times 10^{-3}}$
$D = \frac{(4 \times 10^{-3}) \times (0.1 \times 10^{-3})}{4 \times 10^{-7}}$
$D = \frac{0.4 \times 10^{-6}}{4 \times 10^{-7}} = 0.1 \times 10^1 = 1 \, m$.
તેથી, પડદા અને સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $1 \, m$ છે.
38
EasyMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,ઉદગમો વચ્ચેનું અંતર $1 \ mm$ છે અને પડદા અને ઉદગમ વચ્ચેનું અંતર $1 \ m$ છે. જો પડદા પરની ફ્રિન્જની પહોળાઈ $0.06 \ cm$ હોય,તો $\lambda = \dots \mathring{A}$.
A
$6000$
B
$4000$
C
$1200$
D
$2400$

Solution

(A) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં,ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta = 0.06 \ cm = 0.06 \times 10^{-2} \ m = 6 \times 10^{-4} \ m$ છે.
ઉદગમો વચ્ચેનું અંતર $d = 1 \ mm = 10^{-3} \ m$ છે.
પડદા અને ઉદગમ વચ્ચેનું અંતર $D = 1 \ m$ છે.
આ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકતા:
$6 \times 10^{-4} = \frac{\lambda \times 1}{10^{-3}}$
$\lambda = 6 \times 10^{-4} \times 10^{-3} \ m$
$\lambda = 6 \times 10^{-7} \ m$
આને $\mathring{A}$ માં રૂપાંતરિત કરવા માટે,આપણે $10^{10}$ વડે ગુણાકાર કરીએ છીએ:
$\lambda = 6 \times 10^{-7} \times 10^{10} \ \mathring{A} = 6000 \ \mathring{A}$.
39
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,પ્રથમ સ્ત્રોત $S_1$ માંથી આવતા કિરણના માર્ગમાં $t$ જાડાઈ અને $\mu$ વક્રીભવનાંક ધરાવતી માઈકાની શીટ મૂકવામાં આવે છે. તો ફ્રિન્જ પેટર્ન કેટલા અંતરે સ્થાનાંતરિત થશે?
A
$\frac{d}{D}(\mu - 1)t$
B
$\frac{D}{d}(\mu - 1)t$
C
$\frac{d}{(\mu - 1)D}$
D
$\frac{D}{d}(\mu - 1)$

Solution

(B) જ્યારે $t$ જાડાઈ અને $\mu$ વક્રીભવનાંક ધરાવતી માઈકાની શીટને વ્યતિકરણ રચતા કિરણોમાંથી એકના માર્ગમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે વધારાનો પ્રકાશીય પથ તફાવત ઉદભવે છે.
ઉદભવતો પ્રકાશીય પથ તફાવત $\Delta x = (\mu - 1)t$ છે.
ધારો કે ફ્રિન્જ પેટર્ન પડદા પર $y$ જેટલા અંતરે સ્થાનાંતરિત થાય છે. પડદા પર $y$ અંતરે પથ તફાવત $\Delta x = \frac{yd}{D}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $d$ એ સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર છે અને $D$ એ સ્લિટ્સ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર છે.
પથ તફાવત માટેના બંને સમીકરણોને સરખાવતા:
$(\mu - 1)t = \frac{yd}{D}$
$y$ માટે ઉકેલતા:
$y = \frac{D}{d}(\mu - 1)t$
તેથી,ફ્રિન્જ પેટર્ન $\frac{D}{d}(\mu - 1)t$ જેટલા અંતરે સ્થાનાંતરિત થશે. આમ,વિકલ્પ $B$ સાચો છે.
40
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં સોડિયમ પ્રકાશ $(\lambda_1 = 5898 \ \text{\AA})$ નો ઉપયોગ કરતા $92$ શલાકાઓ (fringes) જોવા મળે છે. જો $\lambda_2 = 5461 \ \text{\AA}$ તરંગલંબાઇ ધરાવતા પ્રકાશનો ઉપયોગ કરવામાં આવે, તો કેટલી શલાકાઓ જોવા મળશે?
A
$62$
B
$67$
C
$85$
D
$99$

Solution

(D) વ્યતિકરણ ભાતની કુલ પહોળાઈ $(W)$ આપેલ પ્રાયોગિક સેટઅપ માટે અચળ રહે છે.
ભાતની પહોળાઈ $W = n_1 \beta_1 = n_2 \beta_2$ દ્વારા આપવામાં આવે છે, જ્યાં $\beta = \frac{D\lambda}{d}$ છે।
તેથી, $n_1 \lambda_1 = n_2 \lambda_2$.
આપેલ છે: $n_1 = 92$, $\lambda_1 = 5898 \ \text{\AA}$, અને $\lambda_2 = 5461 \ \text{\AA}$.
કિંમતો મૂકતા: $92 \times 5898 = n_2 \times 5461$.
$n_2 = \frac{92 \times 5898}{5461} \approx 99.37$.
શલાકાઓની સંખ્યા પૂર્ણાંક હોવી જોઈએ, તેથી $n_2 = 99$ મળે છે.
41
EasyMCQ
જો યંગના પ્રયોગમાં એકરંગી પ્રકાશના સ્થાને ટોર્ચનો ઉપયોગ કરવામાં આવે,તો શું થશે?
A
શલાકાઓ થોડી ક્ષણ માટે દેખાશે અને પછી અદ્રશ્ય થઈ જશે.
B
એકરંગી પ્રકાશની જેમ જ શલાકાઓ જોવા મળશે.
C
માત્ર પ્રકાશિત શલાકાઓ જ દેખાશે.
D
કોઈપણ શલાકાઓ દેખાશે નહીં.

Solution

(D) યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં,બે સુસંબદ્ધ ઉદગમોમાંથી આવતા પ્રકાશના તરંગોના વ્યતિકરણને કારણે વ્યતિકરણ શલાકાઓ રચાય છે.
સ્પષ્ટ વ્યતિકરણ શલાકાઓ માટે,પ્રકાશનું ઉદગમ એકરંગી (એક જ તરંગલંબાઈ ધરાવતું) હોવું જરૂરી છે.
ટોર્ચ સફેદ પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરે છે,જેમાં ઘણી બધી અલગ-અલગ તરંગલંબાઈઓનો સતત વર્ણપટ હોય છે.
દરેક તરંગલંબાઈ પોતાની અલગ શલાકા પહોળાઈ સાથે પોતાનું વ્યતિકરણ ભાત રચે છે.
આ ભાતો એકબીજા પર એવી રીતે સંપાત થાય છે કે વિવિધ રંગોની પ્રકાશિત અને અપ્રકાશિત શલાકાઓ એકબીજાની અસરને નાબૂદ કરે છે,જેના પરિણામે પડદા પર માત્ર સામાન્ય પ્રકાશ જોવા મળે છે.
તેથી,કોઈ સ્પષ્ટ વ્યતિકરણ શલાકાઓ જોવા મળશે નહીં.
42
EasyMCQ
જ્યારે યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં વ્યતિકરણ પામતા પ્રકાશના કિરણોમાંથી એકના માર્ગમાં પાતળી ધાતુની પ્લેટ મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે વ્યતિકરણ ભાતનું શું થાય છે?
A
શલાકાની પહોળાઈ વધે છે
B
શલાકાઓ અદ્રશ્ય થઈ જાય છે
C
શલાકાઓ વધુ તેજસ્વી બને છે
D
શલાકાઓ ઝાંખી થઈ જાય છે

Solution

(B) યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,વ્યતિકરણ ભાત બે સ્લિટમાંથી આવતા સુસંબદ્ધ પ્રકાશના તરંગોના સંપાતીકરણને કારણે રચાય છે.
જ્યારે વ્યતિકરણ પામતા કિરણોમાંથી એકના માર્ગમાં પાતળી ધાતુની પ્લેટ મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે તે કિરણને સંપૂર્ણપણે અવરોધે છે.
વ્યતિકરણ માટે બે સુસંબદ્ધ તરંગોનું સંપાતીકરણ જરૂરી હોવાથી,એક કિરણને અવરોધવાથી તરંગોનું સંપાતીકરણ થતું નથી.
બે તરંગોના સંપાતીકરણ વિના,કોઈ વ્યતિકરણ ભાત રચી શકાતી નથી,અને તેથી,શલાકાઓ અદ્રશ્ય થઈ જાય છે.
43
MediumMCQ
યંગના પ્રયોગમાં,સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $0.28 \,mm$ છે અને સ્લિટ્સ તથા પડદા વચ્ચેનું અંતર $1.4 \,m$ છે. મધ્યસ્થ પ્રકાશિત શલાકા અને ત્રીજી પ્રકાશિત શલાકા વચ્ચેનું અંતર $0.9 \,cm$ છે. વપરાયેલ પ્રકાશની તરંગલંબાઈ $\mathring{A}$ માં કેટલી હશે?
A
$5000$
B
$6000$
C
$7000$
D
$9000$

Solution

(B) $n$-મી પ્રકાશિત શલાકાનું સ્થાન $x_n = \frac{n D \lambda}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે: $n = 3$,$D = 1.4 \,m$,$d = 0.28 \,mm = 0.28 \times 10^{-3} \,m$,અને $x_3 = 0.9 \,cm = 0.9 \times 10^{-2} \,m$.
આ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકતા:
$0.9 \times 10^{-2} = \frac{3 \times 1.4 \times \lambda}{0.28 \times 10^{-3}}$
$\lambda = \frac{0.9 \times 10^{-2} \times 0.28 \times 10^{-3}}{3 \times 1.4}$
$\lambda = \frac{0.252 \times 10^{-5}}{4.2} = 0.06 \times 10^{-5} \,m = 6 \times 10^{-7} \,m$
$\mathring{A}$ માં રૂપાંતર કરતા: $\lambda = 6 \times 10^{-7} \times 10^{10} \, \mathring{A} = 6000 \, \mathring{A}$.
44
MediumMCQ
$0.6 \,mm$ અંતરે રહેલી બે સમાંતર સ્લિટ્સને $6000 \,\mathring{A}$ તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશના સ્ત્રોત વડે પ્રકાશિત કરવામાં આવે છે. સ્લિટ્સથી $1 \,m$ દૂર રહેલા પડદા પર બે ક્રમિક અપ્રકાશિત શલાકાઓ (dark fringes) વચ્ચેનું અંતર કેટલું હશે?
A
$1 \,mm$
B
$0.01 \,mm$
C
$0.1 \,m$
D
$10 \,m$

Solution

(A) બે ક્રમિક અપ્રકાશિત શલાકાઓ વચ્ચેનું અંતર એ શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ તરીકે ઓળખાય છે.
શલાકાની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
આપેલ છે:
$\lambda = 6000 \,\mathring{A} = 6000 \times 10^{-10} \,m = 6 \times 10^{-7} \,m$
$D = 1 \,m$
$d = 0.6 \,mm = 0.6 \times 10^{-3} \,m$
કિંમતો મૂકતા:
$\beta = \frac{6 \times 10^{-7} \times 1}{0.6 \times 10^{-3}}$
$\beta = \frac{6}{0.6} \times 10^{-7+3}$
$\beta = 10 \times 10^{-4} \,m = 10^{-3} \,m$
$\beta = 1 \,mm$.
45
EasyMCQ
$6320 \ \mathring{A}$ તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશના સ્ત્રોત સાથે યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,પ્રથમ મહત્તમ (maxima) ક્યારે જોવા મળશે?
A
પથ તફાવત $9480 \ \mathring{A}$ હોય
B
કળા તફાવત $2\pi \ \text{radian}$ હોય
C
પથ તફાવત $6320 \ \mathring{A}$ હોય
D
$(b)$ અને $(c)$ બંને

Solution

(D) સહાયક વ્યતિકરણ (મહત્તમ) માટે,પથ તફાવત $\Delta x$ એ તરંગલંબાઈ $\lambda$ નો પૂર્ણાંક ગુણાંક હોવો જોઈએ,એટલે કે $\Delta x = n\lambda$,જ્યાં $n = 0, 1, 2, \dots$ છે.
પ્રથમ મહત્તમ $(n=1)$ માટે,પથ તફાવત $\Delta x = 1 \times 6320 \ \mathring{A} = 6320 \ \mathring{A}$ થાય.
પથ તફાવત $\Delta x$ અને કળા તફાવત $\phi$ વચ્ચેનો સંબંધ $\phi = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta x$ છે.
પ્રથમ મહત્તમ માટે,$\Delta x = \lambda$ મૂકતા,આપણને $\phi = \frac{2\pi}{\lambda} \times \lambda = 2\pi \ \text{radian}$ મળે છે.
આમ,બંને શરતો સંતોષાય છે,તેથી સાચો વિકલ્પ $(d)$ છે.
46
EasyMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,બે સ્લિટ $A$ અને $B$ ને પ્રકાશિત કરવા માટે મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. સ્લિટની સામે મૂકવામાં આવેલા પડદા પર વ્યતિકરણની ભાત (interference fringes) જોવા મળે છે. જો એક પાતળી કાચની પ્લેટને કોઈ એક સ્લિટમાંથી આવતા કિરણના માર્ગમાં લંબરૂપે મૂકવામાં આવે,તો વ્યતિકરણની ભાત પર શું અસર થશે?
Question diagram
A
ફ્રિન્જ અદ્રશ્ય થઈ જશે.
B
ફ્રિન્જની પહોળાઈ વધશે.
C
ફ્રિન્જની પહોળાઈ ઘટશે.
D
ફ્રિન્જની પહોળાઈમાં કોઈ ફેરફાર થશે નહીં,પરંતુ ભાત સ્થળાંતરિત (shift) થશે.

Solution

(D) જ્યારે $t$ જાડાઈ અને $\mu$ વક્રીભવનાંક ધરાવતી પાતળી કાચની પ્લેટને કોઈ એક કિરણના માર્ગમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે વધારાનો પથ તફાવત (path difference) ઉત્પન્ન થાય છે.
આ પથ તફાવત $\Delta x = (\mu - 1)t$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આ વધારાના પથ તફાવતને કારણે,આખી વ્યતિકરણની ભાત $y = \frac{D}{d}(\mu - 1)t$ જેટલા અંતરે જે બાજુ કાચની પ્લેટ મૂકવામાં આવી છે તે તરફ ખસે છે.
જોકે,ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ એ માત્ર તરંગલંબાઈ $\lambda$,સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $d$ અને પડદા સુધીનું અંતર $D$ પર આધાર રાખે છે.
આ પરિમાણો બદલાતા ન હોવાથી,ફ્રિન્જની પહોળાઈ અચળ રહે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(d)$ છે.
47
EasyMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈ ક્યારે વધે છે?
A
તરંગલંબાઈ વધે ત્યારે
B
સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર વધે ત્યારે
C
સ્ત્રોત અને પડદા વચ્ચેનું અંતર ઘટે ત્યારે
D
સ્લિટ્સની પહોળાઈ વધે ત્યારે

Solution

(A) યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે,જ્યાં $\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઈ છે,$D$ એ સ્લિટ્સ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર છે,અને $d$ એ બે સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર છે.
સંબંધ $\beta \propto \lambda$ પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta$ એ વપરાયેલા પ્રકાશની તરંગલંબાઈ $\lambda$ ના સમપ્રમાણમાં છે.
તેથી,જો તરંગલંબાઈ $\lambda$ વધે,તો ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta$ પણ વધે છે.
આમ,વિકલ્પ $A$ સાચો છે.
48
EasyMCQ
બે સ્લિટ્સ,જે $4 \, mm$ દૂર છે,તેને $6000 \, \mathring{A}$ તરંગલંબાઇના પ્રકાશ વડે પ્રકાશિત કરવામાં આવે છે. સ્લિટ્સથી $2 \, m$ દૂર મૂકવામાં આવેલા પડદા પર ફ્રિન્જની પહોળાઈ $mm$ માં કેટલી હશે?
A
$0.12$
B
$0.3$
C
$3$
D
$4$

Solution

(B) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta$ માટેનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
આપેલ છે:
- તરંગલંબાઇ $\lambda = 6000 \, \mathring{A} = 6000 \times 10^{-10} \, m = 6 \times 10^{-7} \, m$.
- સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $d = 4 \, mm = 4 \times 10^{-3} \, m$.
- સ્લિટ્સથી પડદાનું અંતર $D = 2 \, m$.
આ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકતા:
$\beta = \frac{6 \times 10^{-7} \times 2}{4 \times 10^{-3}}$
$\beta = \frac{12 \times 10^{-7}}{4 \times 10^{-3}}$
$\beta = 3 \times 10^{-4} \, m$
મીટરને મિલીમીટરમાં ફેરવતા:
$\beta = 3 \times 10^{-4} \times 10^3 \, mm = 0.3 \, mm$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.
49
EasyMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,કયા રંગ માટે ફ્રિન્જની પહોળાઈ સૌથી ઓછી હોય છે?
A
લાલ
B
લીલો
C
વાદળી
D
પીળો

Solution

(C) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે,જ્યાં $\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે,$D$ એ પડદા અને સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે,અને $d$ એ બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે.
સંબંધ $\beta \propto \lambda$ પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે ફ્રિન્જની પહોળાઈ વપરાયેલા પ્રકાશની તરંગલંબાઇના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
આપેલા રંગોમાં,લાલ રંગની તરંગલંબાઇ સૌથી વધુ છે અને વાદળી રંગની તરંગલંબાઇ સૌથી ઓછી છે.
વાદળી રંગની તરંગલંબાઇ સૌથી ઓછી હોવાથી,વાદળી રંગ માટે ફ્રિન્જની પહોળાઈ સૌથી ઓછી હશે.
50
EasyMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,બે સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર બમણું કરવામાં આવે છે. ફ્રિન્જનું અંતર સમાન રાખવા માટે,સ્લિટ્સથી પડદાનું અંતર $D$ કેટલું કરવું જોઈએ?
A
$\frac{D}{2}$
B
$\frac{D}{\sqrt{2}}$
C
$2D$
D
$4D$

Solution

(C) યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર: $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે,જ્યાં $\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે,$D$ એ સ્લિટ્સ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર છે,અને $d$ એ બે સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર છે.
આપેલ છે કે ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta$ અચળ રહે છે,તેથી $\frac{\lambda D}{d} = \text{અચળ}$.
જો સ્લિટનું અંતર $d$ બમણું કરવામાં આવે $(d' = 2d)$,તો નવું અંતર $D'$ ધારો.
તેથી,$\frac{\lambda D}{d} = \frac{\lambda D'}{2d}$.
$D'$ માટે ઉકેલતા,આપણને $D' = 2D$ મળે છે.
આમ,સ્લિટ્સથી પડદાનું અંતર બમણું કરવું જોઈએ.

Wave Optics — Young's Double Slit Experiment (YDSE) · Frequently Asked Questions

1Are these Wave Optics questions useful for JEE and NEET?

Yes. All questions in this section are mapped to JEE Main and NEET exam patterns. Previous year questions from JEE Main, NEET, GUJCET and state-level exams are included with full solutions.

2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?

Yes. Use the language tabs in the hero section or the sidebar to view the same questions and solutions in English, Hindi or Gujarati.

3How do I generate a question paper from this subtopic?

Use the Vedclass Exam Paper Generator — select the chapter and subtopic, set difficulty, and generate Sets A, B, C, D automatically. First 3 chapters of every subject are free.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D papers from this chapter in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo
For Teachers & Institutes

Generate a Wave Optics Exam Paper in 2 Minutes

Select subtopic & difficulty — Sets A, B, C, D auto-generated with No Repeat logic.

First 3 chapters of every subject are free — no payment required.