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 41 of 616 questions in Gujarati

551
MediumMCQ
જ્યારે યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં $600 nm$ તરંગલંબાઈ ધરાવતા એકવર્ણી પ્રકાશનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે,ત્યારે પાંચમી ક્રમની પ્રકાશિત શલાકા પડદા પર મધ્યસ્થ પ્રકાશિત શલાકાથી $6 mm$ અંતરે રચાય છે. જો આ પ્રયોગ $400 nm$ તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશ સાથે કરવામાં આવે,તો ત્રીજી ક્રમની પ્રકાશિત શલાકા ક્યાં સ્થિત હશે ($mm$ માં)?
A
$1.6$
B
$2$
C
$2.4$
D
$3$

Solution

(C) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,$n^{th}$ પ્રકાશિત શલાકાનું સ્થાન $y_n = n \frac{\lambda D}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પ્રથમ કિસ્સા માટે,$n_1 = 5$,$\lambda_1 = 600 nm$,અને $y_1 = 6 mm$ છે.
તેથી,$6 = 5 \times \frac{600 D}{d} \Rightarrow \frac{D}{d} = \frac{6}{5 \times 600} = \frac{1}{500} mm/nm$.
બીજા કિસ્સા માટે,$n_2 = 3$,$\lambda_2 = 400 nm$ છે.
ત્રીજી પ્રકાશિત શલાકાનું સ્થાન $y_2 = n_2 \frac{\lambda_2 D}{d}$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $y_2 = 3 \times 400 \times \frac{1}{500} = \frac{1200}{500} = 2.4 mm$.
552
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,સ્લિટ્સ $3 \,mm$ દૂર છે અને $3750 \text{ Å}$ અને $7500 \text{ Å}$ તરંગલંબાઇ ધરાવતા પ્રકાશ દ્વારા પ્રકાશિત થાય છે। પડદો સ્લિટ્સથી $4 \,m$ અંતરે મૂકવામાં આવ્યો છે। પડદા પર સામાન્ય મધ્યસ્થ પ્રકાશિત શલાકાથી તે લઘુત્તમ અંતર શોધો જ્યાં એક તરંગલંબાઇને કારણે મળતી પ્રકાશિત શલાકા બીજી તરંગલંબાઇની પ્રકાશિત શલાકા સાથે સંપાત થાય। ($\,mm$ માં)
A
$2$
B
$3$
C
$1$
D
$8$

Solution

(C) આપેલ છે: $\lambda_1 = 3750 \text{ Å}$,$\lambda_2 = 7500 \text{ Å}$,$D = 4 \,m$,$d = 3 \,mm = 3 \times 10^{-3} \,m$.
પ્રકાશિત શલાકાઓ સંપાત થાય તે માટે,બંને તરંગલંબાઇ માટે સ્થાન $x$ સમાન હોવું જોઈએ:
$x = \frac{n_1 \lambda_1 D}{d} = \frac{n_2 \lambda_2 D}{d}$
આનો અર્થ એ છે કે $n_1 \lambda_1 = n_2 \lambda_2$,અથવા $\frac{n_1}{n_2} = \frac{\lambda_2}{\lambda_1} = \frac{7500}{3750} = \frac{2}{1}$.
લઘુત્તમ અંતર માટે,આપણે સૌથી નાના પૂર્ણાંકો $n_1 = 2$ અને $n_2 = 1$ લઈએ છીએ।
$x$ ના સૂત્રમાં $n_1 = 2$ મૂકતા:
$x = \frac{n_1 \lambda_1 D}{d} = \frac{2 \times 3750 \times 10^{-10} \,m \times 4 \,m}{3 \times 10^{-3} \,m}$
$x = \frac{30000 \times 10^{-10} \times 4}{3 \times 10^{-3}} = \frac{12 \times 10^{-6}}{3 \times 10^{-3}} = 10^{-3} \,m = 1 \,mm$.
553
EasyMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં બે સુસંબદ્ધ ઉદગમો $O_1$ અને $O_2$ ને $5000 \text{ Å}$ તરંગલંબાઈ ધરાવતા એકવર્ણી પ્રકાશ વડે પ્રકાશિત કરવામાં આવે છે. જો પડદા પરના બિંદુ $R$ પર બીજા ક્રમની અપ્રકાશિત શલાકા (dark fringe) રચાતી હોય,તો પથ તફાવત $O_1 R \sim O_2 R$ કેટલો હશે ($\mu m$ માં)?
A
$7.5$
B
$0.75$
C
$0.075$
D
$75$

Solution

(B) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં અપ્રકાશિત શલાકા (ન્યૂનતમ) માટે,પથ તફાવત $\Delta x$ નું સૂત્ર: $\Delta x = (n - \frac{1}{2}) \lambda$ છે,જ્યાં $n$ એ અપ્રકાશિત શલાકાનો ક્રમ છે અને $\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઈ છે.
બીજા ક્રમની અપ્રકાશિત શલાકા માટે,$n = 2$ લેતા.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta x = (2 - \frac{1}{2}) \times 5000 \text{ Å} = \frac{3}{2} \times 5000 \text{ Å} = 7500 \text{ Å}$.
માઇક્રોમીટરમાં રૂપાંતર કરતા: $7500 \text{ Å} = 7500 \times 10^{-10} \text{ m} = 0.75 \times 10^{-6} \text{ m} = 0.75 \mu m$.
554
MediumMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં, સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $0.28 \,mm$ છે અને પડદો સ્લિટ્સથી $1.4 \,m$ દૂર રાખવામાં આવ્યો છે। મધ્યસ્થ પ્રકાશિત શલાકા અને $4^{th}$ ક્રમની પ્રકાશિત શલાકા વચ્ચેનું અંતર $1.2 \,cm$ માપવામાં આવે છે। આ પ્રયોગમાં વપરાયેલ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ કેટલી છે ($\,nm$ માં)?
A
$2400$
B
$600$
C
$1200$
D
$800$

Solution

(B) આપેલ છે:
સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર, $d = 0.28 \,mm = 0.28 \times 10^{-3} \,m$
સ્લિટ્સ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર, $D = 1.4 \,m$
મધ્યસ્થ શલાકાથી $4^{th}$ પ્રકાશિત શલાકાનું અંતર, $y_n = 1.2 \,cm = 1.2 \times 10^{-2} \,m$
શલાકાનો ક્રમ, $n = 4$
સહાયક વ્યતિકરણ માટે, $n^{th}$ પ્રકાશિત શલાકાનું સ્થાન નીચે મુજબ છે:
$y_n = n \lambda \frac{D}{d}$
તરંગલંબાઇ $\lambda$ શોધવા માટે સૂત્રને ફરીથી ગોઠવતા:
$\lambda = \frac{y_n d}{n D}$
કિંમતો મૂકતા:
$\lambda = \frac{(1.2 \times 10^{-2} \,m) \times (0.28 \times 10^{-3} \,m)}{4 \times 1.4 \,m}$
$\lambda = \frac{0.336 \times 10^{-5}}{5.6} \,m$
$\lambda = 0.06 \times 10^{-5} \,m = 6 \times 10^{-7} \,m$
નેનોમીટરમાં રૂપાંતર કરતા $(1 \,nm = 10^{-9} \,m)$:
$\lambda = 600 \times 10^{-9} \,m = 600 \,nm$
આમ, વપરાયેલ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ $600 \,nm$ છે।
555
EasyMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર અડધું કરવામાં આવે છે અને પડદા વચ્ચેનું અંતર બમણું કરવામાં આવે છે. તો ફ્રિન્જની પહોળાઈ કેટલી થશે?
A
અપરિવર્તિત
B
અડધી
C
બમણી
D
ચાર ગણી

Solution

(D) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{D \lambda}{d}$ છે,જ્યાં $D$ એ પડદા અને સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર છે,$\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે,અને $d$ એ સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર છે.
આપેલ છે કે નવું અંતર $D_2 = 2D_1$ અને નવી સ્લિટ સેપરેશન $d_2 = \frac{d_1}{2}$ છે.
નવી ફ્રિન્જ પહોળાઈ $\beta_2$ એ $\beta_2 = \frac{D_2 \lambda}{d_2}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કિંમતો મૂકતા,આપણને મળે છે $\beta_2 = \frac{(2D_1) \lambda}{(d_1 / 2)} = 4 \times \frac{D_1 \lambda}{d_1} = 4 \beta_1$.
તેથી,ફ્રિન્જની પહોળાઈ ચાર ગણી થાય છે.
556
DifficultMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,જ્યારે સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $10$ ગણું વધારવામાં આવે અને સ્લિટ્સથી પડદાનું અંતર અડધું કરવામાં આવે,ત્યારે ફ્રિન્જની પહોળાઈ
A
મૂળ કિંમત કરતાં $\left(\frac{1}{20}\right)$ ગણી થાય છે
B
મૂળ કિંમત કરતાં $\left(\frac{1}{90}\right)$ ગણી થાય છે
C
સમાન રહે છે
D
મૂળ કિંમત કરતાં $\left(\frac{1}{10}\right)$ ગણી થાય છે

Solution

(A) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે,જ્યાં $\lambda$ એ તરંગલંબાઇ છે,$D$ એ સ્લિટ્સથી પડદાનું અંતર છે અને $d$ એ સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર છે.
ધારો કે શરૂઆતની ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta_1 = \frac{\lambda D_1}{d_1}$ છે.
પ્રશ્ન મુજબ,સ્લિટ્સ વચ્ચેનું નવું અંતર $d_2 = 10 d_1$ છે અને પડદાથી નવું અંતર $D_2 = \frac{D_1}{2}$ છે.
નવી ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta_2 = \frac{\lambda D_2}{d_2} = \frac{\lambda (D_1 / 2)}{10 d_1} = \frac{1}{20} \left( \frac{\lambda D_1}{d_1} \right)$ થશે.
તેથી,$\beta_2 = \frac{1}{20} \beta_1$ થાય છે.
557
EasyMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં મળતી વ્યતિકરણ ભાતમાં મધ્યસ્થ શલાકા અપ્રકાશિત (dark) શલાકા ત્યારે બને જ્યારે બે સ્લિટમાંથી આવતા તરંગો વચ્ચેનો કળા તફાવત કેટલો હોય?
A
શૂન્ય
B
$\frac{\pi}{2}$
C
$\pi$
D
$\frac{\pi}{3}$

Solution

(C) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,વિનાશક વ્યતિકરણ (અપ્રકાશિત શલાકા) માટેની શરત એ છે કે પથ તફાવત $\Delta x$ એ $\frac{\lambda}{2}$ નો એકી ગુણાંક હોવો જોઈએ.
પ્રથમ અપ્રકાશિત શલાકા માટે,પથ તફાવત $\Delta x = \frac{\lambda}{2}$ છે.
કળા તફાવત $\Delta \phi$ અને પથ તફાવત $\Delta x$ વચ્ચેનો સંબંધ $\Delta \phi = \frac{2 \pi}{\lambda} \times \Delta x$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સૂત્રમાં $\Delta x = \frac{\lambda}{2}$ મૂકતા:
$\Delta \phi = \frac{2 \pi}{\lambda} \times \frac{\lambda}{2} = \pi$.
આમ,કળા તફાવત $\pi$ છે.
558
EasyMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,જો સ્લિટનું અંતર વપરાયેલ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ કરતાં બમણું હોય,તો વ્યતિકરણના મહત્તમની સંખ્યા કેટલી હશે?
A
$0$
B
$3$
C
$5$
D
$7$

Solution

(C) સ્ક્રીન પર વ્યતિકરણના મહત્તમ માટે,પથ તફાવતની શરત નીચે મુજબ છે:
$d \sin \theta = n \lambda$
જ્યાં $d$ એ સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે,$\theta$ એ ખૂણો છે,$n$ એ મહત્તમનો ક્રમ છે અને $\lambda$ એ તરંગલંબાઇ છે.
આપેલ છે કે $d = 2 \lambda$,તેથી સમીકરણ આ મુજબ બને છે:
$2 \lambda \sin \theta = n \lambda$
$2 \sin \theta = n$
કારણ કે $\sin \theta$ નું મહત્તમ મૂલ્ય $1$ છે,તેથી $n$ નું મહત્તમ મૂલ્ય:
$n_{max} = 2 \times 1 = 2$
$n$ માટે શક્ય પૂર્ણાંક મૂલ્યો $-2 \le n \le 2$ છે.
આ મૂલ્યો $\{-2, -1, 0, 1, 2\}$ છે.
આમ,કુલ $5$ વ્યતિકરણના મહત્તમ મળે છે.
559
MediumMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રાયોગિક સેટઅપને $1.33$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા પાણીમાં ડુબાડવામાં આવે છે. સ્લિટનું અંતર $1 \ mm$ છે અને સ્લિટ અને સ્ક્રીન વચ્ચેનું અંતર $1.33 \ m$ છે. જો સ્લિટ પર આપાત પ્રકાશની તરંગલંબાઇ $6300 \ \mathring{A}$ હોય,તો સ્ક્રીન પર ફ્રિન્જની પહોળાઈ કેટલી હશે?
A
$6.3 \ mm$
B
$0.63 \ mm$
C
$0.63 \ m$
D
$6.3 \ m$

Solution

(B) $1.33$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા માધ્યમમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર: $\beta = \frac{\lambda' D}{d}$,જ્યાં $\lambda' = \frac{\lambda}{\mu}$.
તેથી,$\beta = \frac{\lambda D}{\mu d}$.
આપેલ કિંમતો:
$\lambda = 6300 \ \mathring{A} = 6300 \times 10^{-10} \ m$
$D = 1.33 \ m$
$d = 1 \ mm = 10^{-3} \ m$
$\mu = 1.33$
આ કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$\beta = \frac{6300 \times 10^{-10} \times 1.33}{1.33 \times 10^{-3}}$
$\beta = 6300 \times 10^{-7} \ m$
$\beta = 6.3 \times 10^{-4} \ m = 0.63 \ mm$.
560
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં, $5900 \text{ Å}$ તરંગલંબાઇ ધરાવતો પ્રકાશ વપરાય છે. જ્યારે સ્લિટો વચ્ચેનું અંતર $2 \text{ mm}$ હોય, ત્યારે ફ્રિન્જની પહોળાઈ $1.2 \text{ mm}$ મળે છે. જો સ્લિટો વચ્ચેનું અંતર અગાઉના મૂલ્ય કરતાં દોઢ ગણું કરવામાં આવે, તો ફ્રિન્જની પહોળાઈ કેટલી થશે ($\text{ mm}$ માં)?
A
$0.9$
B
$0.8$
C
$1.8$
D
$1.6$

Solution

(B) 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 સ્લિટો વચ્ચેનું અંતર છે。
સૂત્ર પરથી જોઈ શકાય છે કે જ્યારે $\lambda$ અને $D$ અચળ હોય ત્યારે $\beta \propto \frac{1}{d}$ થાય。
આપેલ છે: પ્રારંભિક સ્લિટ અંતર $d_1 = 2 \text{ mm}$, પ્રારંભિક ફ્રિન્જ પહોળાઈ $\beta_1 = 1.2 \text{ mm}$.
નવું સ્લિટ અંતર $d_2 = 1.5 \times d_1 = 1.5 \times 2 \text{ mm} = 3 \text{ mm}$.
પ્રમાણસરતા $\beta_1 d_1 = \beta_2 d_2$ નો ઉપયોગ કરતા, આપણને મળે છે:
$\beta_2 = \beta_1 \times \frac{d_1}{d_2} = 1.2 \text{ mm} \times \frac{2 \text{ mm}}{3 \text{ mm}} = 1.2 \times \frac{2}{3} \text{ mm} = 0.4 \times 2 \text{ mm} = 0.8 \text{ mm}$.
તેથી, નવી ફ્રિન્જની પહોળાઈ $0.8 \text{ mm}$ થશે.
561
DifficultMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,બે સ્લિટ્સને $4200 \text{ Å}$ અને $5040 \text{ Å}$ તરંગલંબાઇ ધરાવતા પ્રકાશના કિરણો દ્વારા પ્રકાશિત કરવામાં આવે છે। જો સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $2.4 \text{ mm}$ હોય અને સ્લિટ્સ તથા પડદા વચ્ચેનું અંતર $200 \text{ cm}$ હોય,તો મધ્યસ્થ પ્રકાશિત શલાકાથી તે બિંદુ સુધીનું લઘુત્તમ અંતર શોધો જ્યાં બંને તરંગલંબાઇઓને કારણે મળતી પ્રકાશિત શલાકાઓ સંપાત થાય છે। ($\text{ mm}$ માં)
A
$0.7$
B
$1.4$
C
$2.1$
D
$2.8$

Solution

(C) બે અલગ અલગ તરંગલંબાઇઓ $\lambda_1$ અને $\lambda_2$ ની પ્રકાશિત શલાકાઓ મધ્યસ્થ અધિકતમથી $x$ અંતરે સંપાત થાય તે માટેની શરત $x = \frac{n_1 \lambda_1 D}{d} = \frac{n_2 \lambda_2 D}{d}$ છે.
આનો અર્થ એ છે કે $n_1 \lambda_1 = n_2 \lambda_2$,જ્યાં $n_1$ અને $n_2$ પૂર્ણાંકો છે.
આપેલ છે કે $\lambda_1 = 4200 \text{ Å}$ અને $\lambda_2 = 5040 \text{ Å}$,તેથી $\frac{n_1}{n_2} = \frac{\lambda_2}{\lambda_1} = \frac{5040}{4200} = \frac{6}{5}$.
લઘુત્તમ અંતર માટે,આપણે સૌથી નાના પૂર્ણાંકો $n_1 = 6$ અને $n_2 = 5$ લઈએ છીએ.
અંતર $x$ નું સૂત્ર $x = \frac{n_1 \lambda_1 D}{d}$ છે.
આપેલ છે કે $D = 200 \text{ cm} = 2 \text{ m}$,$d = 2.4 \text{ mm} = 2.4 \times 10^{-3} \text{ m}$,અને $\lambda_1 = 4200 \times 10^{-10} \text{ m}$.
કિંમતો મૂકતા: $x = \frac{6 \times 4200 \times 10^{-10} \times 2}{2.4 \times 10^{-3}} = 2.1 \times 10^{-3} \text{ m} = 2.1 \text{ mm}$.
562
DifficultMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,સ્લિટ્સ આડી છે. સ્ક્રીન પરના બિંદુ $P$ પર તીવ્રતા $\frac{I_0}{4}$ છે,જ્યાં $I_0$ એ મહત્તમ તીવ્રતા છે. જો બે સ્લિટ્સ $S_1$ અને $S_2$ વચ્ચેનું અંતર $d = 2 \lambda$ હોય,તો $\theta$ નું મૂલ્ય શોધો:
Question diagram
A
$\cos^{-1}\left(\frac{1}{6}\right)$
B
$\sin^{-1}\left(\frac{1}{6}\right)$
C
$\tan^{-1}\left(\frac{1}{6}\right)$
D
$\sin^{-1}\left(\frac{1}{4}\right)$

Solution

(B) વ્યતિકરણ ભાતમાં કોઈપણ બિંદુએ તીવ્રતા $I = I_0 \cos^2\left(\frac{\phi}{2}\right)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\phi$ એ કળા તફાવત છે.
આપેલ છે કે $I = \frac{I_0}{4}$,તેથી $\frac{I_0}{4} = I_0 \cos^2\left(\frac{\phi}{2}\right)$,જે સૂચવે છે કે $\cos^2\left(\frac{\phi}{2}\right) = \frac{1}{4}$.
વર્ગમૂળ લેતા,$\cos\left(\frac{\phi}{2}\right) = \frac{1}{2}$,તેથી $\frac{\phi}{2} = \frac{\pi}{3}$,જે $\phi = \frac{2\pi}{3}$ આપે છે.
પથ તફાવત $\Delta x$ એ કળા તફાવત સાથે $\Delta x = \frac{\lambda}{2\pi} \phi = \frac{\lambda}{2\pi} \left(\frac{2\pi}{3}\right) = \frac{\lambda}{3}$ સંબંધ ધરાવે છે.
ગોઠવણીની ભૂમિતિ પરથી,પથ તફાવત $\Delta x = d \sin \theta$ છે. આપેલ છે કે $d = 2\lambda$,તેથી $\frac{\lambda}{3} = 2\lambda \sin \theta$.
$\sin \theta$ માટે ઉકેલતા,આપણને $\sin \theta = \frac{\lambda/3}{2\lambda} = \frac{1}{6}$ મળે છે.
તેથી,$\theta = \sin^{-1}\left(\frac{1}{6}\right)$.
563
MediumMCQ
$0.5 \,mm$ દ્વારા અલગ પડેલી બે સ્લિટ્સ $500 \,nm$ તરંગલંબાઇના પ્રકાશ દ્વારા પ્રકાશિત થાય છે. પડદો સ્લિટ્સથી $120 \,cm$ ના અંતરે છે. મધ્યસ્થ પ્રકાશિત શલાકાથી $3 \,mm$ દૂર પડદા પરના બિંદુએ વ્યતિકરણ પામતા તરંગો વચ્ચેનો કળા તફાવત ........... છે.
A
$5 \pi$
B
$\pi$
C
$3 \pi$
D
$7 \pi$

Solution

(A) આપેલ છે: સ્લિટનું અંતર $d = 0.5 \,mm = 0.5 \times 10^{-3} \,m$, તરંગલંબાઇ $\lambda = 500 \,nm = 500 \times 10^{-9} \,m$, પડદાનું અંતર $D = 120 \,cm = 1.2 \,m$, અને પડદા પરનું સ્થાન $y = 3 \,mm = 3 \times 10^{-3} \,m$.
પથ તફાવત $\Delta x$ નું સૂત્ર $\Delta x = \frac{yd}{D}$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta x = \frac{(3 \times 10^{-3} \,m) \times (0.5 \times 10^{-3} \,m)}{1.2 \,m} = \frac{1.5 \times 10^{-6}}{1.2} \,m = 1.25 \times 10^{-6} \,m$.
કળા તફાવત $\Delta \phi$ અને પથ તફાવત વચ્ચેનો સંબંધ $\Delta \phi = \frac{2 \pi}{\lambda} \Delta x$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta \phi = \frac{2 \pi}{500 \times 10^{-9} \,m} \times (1.25 \times 10^{-6} \,m) = \frac{2.5 \pi \times 10^{-6}}{500 \times 10^{-9}} = \frac{2.5 \pi}{0.5} = 5 \pi$ રેડિયન.
564
DifficultMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,$6000 \ Å$ તરંગલંબાઇ ધરાવતા લાલ પ્રકાશનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે અને પડદા પરના બિંદુ $P$ પર $n$મી પ્રકાશિત શલાકા મળે છે. સેટિંગ સમાન રાખીને,પ્રકાશના સ્ત્રોતને $5000 \ Å$ તરંગલંબાઇ ધરાવતા લીલા પ્રકાશ દ્વારા બદલવામાં આવે છે અને હવે પડદા પરના બિંદુ $P$ પર $(n+1)$મી પ્રકાશિત શલાકા મળે છે. $n$ નું મૂલ્ય શોધો.
A
$4$
B
$5$
C
$6$
D
$3$

Solution

(B) મધ્યસ્થ અધિકતમથી $n$મી પ્રકાશિત શલાકાનું સ્થાન $y_n = n \frac{\lambda D}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
લાલ પ્રકાશ માટે,$n$મી પ્રકાશિત શલાકાનું સ્થાન $y_P = n \frac{\lambda_R D}{d}$ છે.
લીલા પ્રકાશ માટે,$(n+1)$મી પ્રકાશિત શલાકાનું સ્થાન $y_P = (n+1) \frac{\lambda_G D}{d}$ છે.
બંને કિસ્સામાં બિંદુ $P$ સમાન હોવાથી,આપણે બંને સમીકરણોને સરખાવીએ:
$n \lambda_R \frac{D}{d} = (n+1) \lambda_G \frac{D}{d}$.
સામાન્ય પદો $\frac{D}{d}$ ને દૂર કરતા,આપણને મળે છે:
$n \lambda_R = (n+1) \lambda_G$.
આપેલ તરંગલંબાઇ $\lambda_R = 6000 \ Å$ અને $\lambda_G = 5000 \ Å$ મૂકતા:
$n(6000) = (n+1)(5000)$.
બંને બાજુને $1000$ વડે ભાગતા:
$6n = 5(n+1)$.
$6n = 5n + 5$.
$n = 5$.
565
DifficultMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ વ્યતિકરણ પ્રયોગમાં, $5900 \ \mathring{A}$ તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશ માટે $2 \ \text{mm}$ અંતરે રહેલી સમાંતર સાંકડી સ્લિટ્સ વડે મળતી શલાકાની પહોળાઈ $1.2 \ \text{mm}$ હતી. આ ગોઠવણીમાં, જો સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર અગાઉના મૂલ્ય કરતા દોઢ ગણું વધારવામાં આવે, તો શલાકાની પહોળાઈ કેટલી થશે ($\text{mm}$ માં)?
A
$0.9$
B
$0.8$
C
$1.8$
D
$1.6$

Solution

(B) યંગના ડબલ-સ્લિટ વ્યતિકરણ પ્રયોગમાં, શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર નીચે મુજબ છે:
$\beta = \frac{\lambda D}{d}$
જ્યાં $\lambda$ એ તરંગલંબાઈ છે, $D$ એ સ્લિટ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર છે, અને $d$ એ સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર છે.
આપેલ છે:
$\beta_1 = 1.2 \ \text{mm}$
$d_2 = 1.5 \times d_1$
અહીં $\beta \propto \frac{1}{d}$ હોવાથી ($\lambda$ અને $D$ અચળ રહે છે),
$\frac{\beta_1}{\beta_2} = \frac{d_2}{d_1} = 1.5$
કિંમતો મૂકતા:
$\frac{1.2}{\beta_2} = 1.5$
$\beta_2 = \frac{1.2}{1.5} = 0.8 \ \text{mm}$
આમ, નવી શલાકાની પહોળાઈ $0.8 \ \text{mm}$ થશે.
566
DifficultMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,પડદા પરના બે બિંદુઓ $P_1$ અને $P_2$ પરની તીવ્રતા અનુક્રમે $I_1$ અને $I_2$ છે. જો $P_1$ એ પ્રકાશિત શલાકાના કેન્દ્ર પર સ્થિત હોય અને $P_2$ એ $P_1$ થી શલાકાની પહોળાઈના ચોથા ભાગ જેટલા અંતરે હોય,તો $\frac{I_1}{I_2}$ શોધો.
A
$2$
B
$\frac{1}{2}$
C
$4$
D
$2$

Solution

(A) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં પડદા પરના કોઈપણ બિંદુએ તીવ્રતા $I = I_{max} \cos^2(\frac{\phi}{2})$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\phi$ એ કળા તફાવત છે.
મધ્યસ્થ પ્રકાશિત શલાકા $(P_1)$ પર,પથ તફાવત $0$ છે,તેથી કળા તફાવત $\phi_1 = 0$ થાય. આમ,$I_1 = I_{max}$.
કેન્દ્રથી $y$ અંતરે પથ તફાવત $\Delta x = \frac{yd}{D}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે કે $P_2$ એ $P_1$ થી $y = \frac{\beta}{4}$ અંતરે છે,જ્યાં $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ એ શલાકાની પહોળાઈ છે.
તેથી,$\Delta x = \frac{(\beta/4)d}{D} = \frac{(\lambda D/4d)d}{D} = \frac{\lambda}{4}$.
કળા તફાવત $\phi_2 = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta x = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot \frac{\lambda}{4} = \frac{\pi}{2}$ થાય.
હવે,$P_2$ પરની તીવ્રતા $I_2 = I_{max} \cos^2(\frac{\pi/2}{2}) = I_{max} \cos^2(\frac{\pi}{4}) = I_{max} (\frac{1}{\sqrt{2}})^2 = \frac{I_{max}}{2}$ થાય.
તેથી,ગુણોત્તર $\frac{I_1}{I_2} = \frac{I_{max}}{I_{max}/2} = 2$ મળે.
Solution diagram
567
DifficultMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં $400 nm$ તરંગલંબાઇ ધરાવતા વાદળી-લીલા પ્રકાશ સાથે ક્રમિક પ્રકાશિત શલાકાઓ વચ્ચેનું કોણીય અંતર કેટલું હશે? સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $0.001 m$ છે.
A
$4 \times 10^{-4} rad$
B
$3 \times 10^{-4} rad$
C
$2 \times 10^{-4} rad$
D
$1 \times 10^{-4} rad$

Solution

(A) યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,ક્રમિક પ્રકાશિત શલાકાઓ વચ્ચેનું કોણીય અંતર $\theta$ એ સૂત્ર $\theta = \frac{\lambda}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે:
પ્રકાશની તરંગલંબાઇ $(\lambda) = 400 nm = 400 \times 10^{-9} m = 4 \times 10^{-7} m$.
સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $(d) = 0.001 m = 1.0 \times 10^{-3} m$.
આ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકતા:
$\theta = \frac{4 \times 10^{-7} m}{1.0 \times 10^{-3} m} = 4 \times 10^{-4} rad$.
Solution diagram
568
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં, જો $5^{\text{th}}$ પ્રકાશિત અને $7^{\text{th}}$ અપ્રકાશિત શલાકા વચ્ચેનું અંતર $3 \text{ mm}$ હોય, તો $5^{\text{th}}$ અપ્રકાશિત અને $7^{\text{th}}$ પ્રકાશિત શલાકા વચ્ચેનું અંતર કેટલું થાય ($\text{ mm}$ માં)?
A
$6$
B
$3$
C
$5$
D
$4$

Solution

(C) $n^{\text{th}}$ પ્રકાશિત શલાકાનું સ્થાન $y_n = n \beta$ દ્વારા આપવામાં આવે છે, જ્યાં $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે।
$n^{\text{th}}$ અપ્રકાશિત શલાકાનું સ્થાન $y'_n = (n - 0.5) \beta$ દ્વારા આપવામાં આવે છે।
$5^{\text{th}}$ પ્રકાશિત શલાકા $(y_5 = 5 \beta)$ અને $7^{\text{th}}$ અપ્રકાશિત શલાકા $(y'_7 = (7 - 0.5) \beta = 6.5 \beta)$ વચ્ચેનું અંતર $3 \text{ mm}$ આપેલ છે:
$|6.5 \beta - 5 \beta| = 3 \text{ mm} \implies 1.5 \beta = 3 \text{ mm} \implies \beta = 2 \text{ mm}$.
હવે, આપણે $5^{\text{th}}$ અપ્રકાશિત શલાકા $(y'_5 = (5 - 0.5) \beta = 4.5 \beta)$ અને $7^{\text{th}}$ પ્રકાશિત શલાકા $(y_7 = 7 \beta)$ વચ્ચેનું અંતર શોધવાનું છે:
અંતર $= |7 \beta - 4.5 \beta| = 2.5 \beta$.
$\beta = 2 \text{ mm}$ મૂકતા:
અંતર $= 2.5 \times 2 \text{ mm} = 5 \text{ mm}$.
569
DifficultMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,પડદા પરના જે બિંદુએ પથ તફાવત $\lambda$ થાય છે ત્યાં પ્રકાશની તીવ્રતા $I$ છે. પડદા પરના જે બિંદુએ પથ તફાવત $\frac{\lambda}{3}$ થાય છે ત્યાં તીવ્રતા કેટલી હશે?
A
$\frac{I}{4}$
B
$\frac{I}{3}$
C
$\frac{2 I}{3}$
D
$3 I$

Solution

(A) વ્યતિકરણ ભાતમાં તીવ્રતા $I_{res} = I_{max} \cos^2(\frac{\phi}{2})$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\phi$ એ કળા તફાવત છે.
પથ તફાવત $\Delta x = \lambda$ માટે,કળા તફાવત $\phi_1 = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot \lambda = 2\pi$ થાય.
તીવ્રતા $I = I_{max} \cos^2(\frac{2\pi}{2}) = I_{max} \cos^2(\pi) = I_{max}(1)^2 = I_{max}$ થાય.
પથ તફાવત $\Delta x = \frac{\lambda}{3}$ માટે,કળા તફાવત $\phi_2 = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot \frac{\lambda}{3} = \frac{2\pi}{3}$ થાય.
આ બિંદુએ તીવ્રતા $I' = I_{max} \cos^2(\frac{\phi_2}{2}) = I_{max} \cos^2(\frac{2\pi/3}{2}) = I_{max} \cos^2(\frac{\pi}{3})$ થાય.
કારણ કે $\cos(\frac{\pi}{3}) = \frac{1}{2}$,તેથી $I' = I_{max} (\frac{1}{2})^2 = \frac{I_{max}}{4}$ મળે.
અહીં $I_{max} = I$ હોવાથી,તીવ્રતા $\frac{I}{4}$ થશે.
570
DifficultMCQ
જ્યારે યંગનો ડબલ સ્લિટ પ્રયોગ હવામાં કરવામાં આવે છે,ત્યારે મધ્યસ્થ અધિકતમ અને $10^{\text{th}}$ અધિકતમનાં $Y$-યામ અનુક્રમે $2 \text{ cm}$ અને $5 \text{ cm}$ છે. જો સાધનને $1.5$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા પ્રવાહીમાં ડુબાડવામાં આવે,તો તેના અનુરૂપ $Y$-યામ કેટલા હશે?
A
$2 \text{ cm}, 7.5 \text{ cm}$
B
$3 \text{ cm}, 6 \text{ cm}$
C
$2 \text{ cm}, 4 \text{ cm}$
D
$\frac{4}{3} \text{ cm}, \frac{10}{3} \text{ cm}$

Solution

(C) $YDSE$ માં,$n^{\text{th}}$ અધિકતમનું સ્થાન $y_n = \frac{n \lambda D}{d} + y_0$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $y_0$ એ મધ્યસ્થ અધિકતમનું સ્થાન છે.
હવામાં આપેલ છે: $y_0 = 2 \text{ cm}$ અને $y_{10} = 5 \text{ cm}$.
શલાકાની પહોળાઈ $\beta = y_{10} - y_0 = 5 \text{ cm} - 2 \text{ cm} = 3 \text{ cm}$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $\beta = \frac{\lambda D}{d}$. તેથી,$\frac{\lambda D}{d} = 3 \text{ cm}$.
જ્યારે સાધનને $\mu = 1.5$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા પ્રવાહીમાં ડુબાડવામાં આવે છે,ત્યારે તરંગલંબાઇ $\lambda' = \frac{\lambda}{\mu}$ થાય છે.
નવી શલાકાની પહોળાઈ $\beta' = \frac{\lambda' D}{d} = \frac{\lambda D}{\mu d} = \frac{\beta}{\mu} = \frac{3 \text{ cm}}{1.5} = 2 \text{ cm}$.
મધ્યસ્થ અધિકતમનું સ્થાન $y_0'$ બદલાતું નથી કારણ કે તે તરંગલંબાઇ પર આધારિત નથી,તેથી $y_0' = 2 \text{ cm}$.
$10^{\text{th}}$ અધિકતમનું નવું સ્થાન $y_{10}' = y_0' + 10 \beta' = 2 \text{ cm} + 10 \times \frac{3 \text{ cm}}{10 \times 1.5} = 2 \text{ cm} + 2 \text{ cm} = 4 \text{ cm}$.
571
EasyMCQ
બે સ્લિટ્સ એક મિલીમીટરના અંતરે રાખવામાં આવી છે અને પડદો સ્લિટ્સથી એક મીટર દૂર રાખવામાં આવ્યો છે. જ્યારે $500 \,nm$ તરંગલંબાઇ ધરાવતો પ્રકાશ વાપરવામાં આવે ત્યારે ફ્રિન્જની પહોળાઈ કેટલી હશે?
A
$5 \,m$
B
$0.5 \,mm$
C
$0.5 \,m$
D
$5 \,cm$

Solution

(B) બે સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $d = 1 \,mm = 10^{-3} \,m$ છે।
પડદા અને સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $D = 1 \,m$ છે।
વપરાયેલ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ $\lambda = 500 \,nm = 500 \times 10^{-9} \,m$ છે।
ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta$ માટેનું સૂત્ર $\beta = \frac{D \lambda}{d}$ છે।
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$\beta = \frac{1 \times 500 \times 10^{-9}}{10^{-3}} = 500 \times 10^{-6} \,m = 0.5 \times 10^{-3} \,m = 0.5 \,mm$.
572
MediumMCQ
$1 \,mm$ ના અંતરે રહેલી બે સ્લિટને $6.5 \times 10^{-7} \,m$ તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશ વડે પ્રકાશિત કરવામાં આવે છે। વ્યતિકરણની ભાત સ્લિટથી $1 \,m$ દૂર રાખેલા પડદા પર જોવા મળે છે। ત્રીજી અપ્રકાશિત શલાકા અને પાંચમી પ્રકાશિત શલાકા વચ્ચેનું અંતર કેટલું થાય ($\,mm$ માં)?
A
$0.655$
B
$1.625$
C
$3.125$
D
$4.785$

Solution

(B) આપેલ છે: સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $d = 1 \,mm = 10^{-3} \,m$, તરંગલંબાઈ $\lambda = 6.5 \times 10^{-7} \,m$, પડદાનું અંતર $D = 1 \,m$.
$n$-મી અપ્રકાશિત શલાકા માટે, સ્થાન $y_n = (n - 0.5) \frac{\lambda D}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
ત્રીજી અપ્રકાશિત શલાકા $(n=3)$ માટે: $y_3 = (3 - 0.5) \frac{6.5 \times 10^{-7} \times 1}{10^{-3}} = 2.5 \times 6.5 \times 10^{-4} = 16.25 \times 10^{-4} \,m$.
$n$-મી પ્રકાશિત શલાકા માટે, સ્થાન $y_n = \frac{n \lambda D}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પાંચમી પ્રકાશિત શલાકા $(n=5)$ માટે: $y_5 = \frac{5 \times 6.5 \times 10^{-7} \times 1}{10^{-3}} = 32.5 \times 10^{-4} \,m$.
ત્રીજી અપ્રકાશિત શલાકા અને પાંચમી પ્રકાશિત શલાકા વચ્ચેનું અંતર $\Delta y = y_5 - y_3 = 32.5 \times 10^{-4} - 16.25 \times 10^{-4} = 16.25 \times 10^{-4} \,m = 1.625 \,mm$.
573
DifficultMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગના સાધનમાં સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $0.2 \ mm$ છે અને પડદો સ્લિટ્સથી $60 \ cm$ દૂર છે. આખું સાધન $\mu = \frac{11}{9}$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા પ્રવાહી માધ્યમમાં ડૂબાડવામાં આવે છે અને સ્લિટ્સને લીલા પ્રકાશ $(\lambda = 550 \ nm$ શૂન્યાવકાશમાં$)$ વડે પ્રકાશિત કરવામાં આવે છે. પડદા પર રચાતી ભાતની ફ્રિન્જ વિડ્થ શોધો. ($mm$ માં)
A
$0.95$
B
$1.25$
C
$1.35$
D
$1.45$

Solution

(C) જ્યારે પ્રકાશનું તરંગ $\mu$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા માધ્યમમાં પ્રવેશે છે,ત્યારે તેની તરંગલંબાઈ $\lambda^{\prime} = \frac{\lambda}{\mu}$ થાય છે.
$\text{YDSE}$ માં ફ્રિન્જ વિડ્થનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda^{\prime} D}{d}$ છે.
આપેલ છે: $\lambda = 550 \times 10^{-9} \ m$,$D = 0.6 \ m$,$d = 0.2 \times 10^{-3} \ m$,અને $\mu = \frac{11}{9}$.
કિંમતો મૂકતા:
$\beta = \frac{(\lambda / \mu) D}{d} = \frac{\lambda D}{\mu d} = \frac{550 \times 10^{-9} \times 0.6}{(11/9) \times 0.2 \times 10^{-3}}$.
$\beta = \frac{550 \times 10^{-9} \times 0.6 \times 9}{11 \times 0.2 \times 10^{-3}} = \frac{330 \times 10^{-9} \times 9}{2.2 \times 10^{-3}} = \frac{2970 \times 10^{-9}}{2.2 \times 10^{-3}} = 1350 \times 10^{-6} \ m = 1.35 \ mm$.
574
MediumMCQ
દ્વિ-સ્લિટ પ્રયોગમાં $1 \ m$ દૂર રહેલા પડદા પર ફ્રિન્જની કોણીય પહોળાઈ $0.2^{\circ}$ માલૂમ પડે છે. વપરાયેલ પ્રકાશની તરંગલંબાઈ $600 \ nm$ છે. જો સમગ્ર માપન પ્રણાલીને પાણીમાં ડૂબાડવામાં આવે,તો ફ્રિન્જની કોણીય પહોળાઈમાં થતો ફેરફાર કેટલો હશે ($^{\circ}$ માં)? (પાણીનો વક્રીભવનાંક $\mu = \frac{4}{3}$ લો)
A
$0.05$
B
$0.10$
C
$0.15$
D
$0.20$

Solution

(A) કોણીય ફ્રિન્જ પહોળાઈ $\beta_{\theta}$ નું સૂત્ર $\beta_{\theta} = \frac{\lambda}{d}$ છે,જ્યાં $\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઈ છે અને $d$ એ સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે.
અહીં $\beta_{\theta} \propto \lambda$ હોવાથી,જ્યારે પ્રણાલીને પાણીમાં ડૂબાડવામાં આવે છે,ત્યારે તરંગલંબાઈ બદલાઈને $\lambda' = \frac{\lambda}{\mu}$ થાય છે.
તેથી,નવી કોણીય પહોળાઈ $\beta_{\theta}' = \frac{\beta_{\theta}}{\mu}$ થશે.
આપેલ છે કે $\beta_{\theta} = 0.2^{\circ}$ અને $\mu = \frac{4}{3}$,તેથી નવી કોણીય પહોળાઈ $\beta_{\theta}' = 0.2^{\circ} \times \frac{3}{4} = 0.15^{\circ}$ મળે.
કોણીય પહોળાઈમાં થતો ફેરફાર $\Delta \beta_{\theta} = \beta_{\theta} - \beta_{\theta}' = 0.2^{\circ} - 0.15^{\circ} = 0.05^{\circ}$ થાય.
575
EasyMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,લાલ પ્રકાશ $(\lambda_1 = 780 \ nm)$ નો $m$ મો ક્રમ,વાદળી પ્રકાશ $(\lambda_2 = 520 \ nm)$ ના $(m+1)$ માં ક્રમ સાથે કયા ક્રમ માટે સંપાત થાય છે?
A
$1$
B
$2$
C
$3$
D
$4$

Solution

(B) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં $m$ માં ક્રમના મહત્તમનું સ્થાન $y = \frac{m \lambda D}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
લાલ પ્રકાશના $m$ માં ક્રમ અને વાદળી પ્રકાશના $(m+1)$ માં ક્રમ માટે,તેમના સ્થાન સમાન હોવા જોઈએ:
$y_{\text{red}} = y_{\text{blue}}$
$\frac{m \lambda_1 D}{d} = \frac{(m+1) \lambda_2 D}{d}$
$m \lambda_1 = (m+1) \lambda_2$
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$m(780 \ nm) = (m+1)(520 \ nm)$
$780m = 520m + 520$
$780m - 520m = 520$
$260m = 520$
$m = \frac{520}{260} = 2$
આમ,લાલ પ્રકાશનો $2$ જો ક્રમ વાદળી પ્રકાશના $3$ જા ક્રમ સાથે સંપાત થાય છે.
576
MediumMCQ
હવામાં કરવામાં આવતા ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,$80 \ cm$ દૂર રાખેલા પડદા પર ફ્રિન્જની કોણીય પહોળાઈ $0.15^{\circ}$ જોવા મળે છે. વપરાયેલ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ $490 \ nm$ છે. જો સમગ્ર સાધનને $\frac{5}{3}$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા માધ્યમમાં ડૂબાડવામાં આવે,તો ફ્રિન્જની કોણીય પહોળાઈ કેટલી હશે ($^{\circ}$ માં)?
A
$0.09$
B
$0.7$
C
$0.9$
D
$0.11$

Solution

(A) ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની કોણીય પહોળાઈ $\theta = \frac{\lambda}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે અને $d$ એ સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે.
કારણ કે $d$ અચળ રહે છે,કોણીય પહોળાઈ તરંગલંબાઇના સમપ્રમાણમાં હોય છે: $\theta \propto \lambda$.
જ્યારે સાધનને $\mu$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા માધ્યમમાં ડૂબાડવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રકાશની તરંગલંબાઇ બદલાઈને $\lambda' = \frac{\lambda}{\mu}$ થાય છે.
તેથી,નવી કોણીય પહોળાઈ $\theta'$ એ $\theta' = \frac{\theta}{\mu}$ દ્વારા મળે છે.
આપેલ છે કે $\theta = 0.15^{\circ}$ અને $\mu = \frac{5}{3}$,તેથી:
$\theta' = \frac{0.15^{\circ}}{5/3} = 0.15^{\circ} \times \frac{3}{5} = 0.03^{\circ} \times 3 = 0.09^{\circ}$.
577
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગની વ્યતિકરણ ભાતમાં,$6000 \ Å$ તરંગલંબાઇ ધરાવતા એકવર્ણી પ્રકાશ સ્ત્રોત માટે એક બિંદુએ $12^{\text{મો}}$ ક્રમનો મહત્તમ મળે છે. જો સ્ત્રોતને $4800 \ Å$ તરંગલંબાઇ ધરાવતા પ્રકાશ વડે બદલવામાં આવે,તો અહીં કયો ક્રમ દેખાશે?
A
$15$
B
$10$
C
$8$
D
$18$

Solution

(A) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં $n^{\text{મા}}$ ક્રમના મહત્તમનું સ્થાન નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $Y_n = \frac{n \lambda D}{d}$.
કારણ કે બંને પ્રકાશ સ્ત્રોતો માટે સ્થાન $Y_n$ સમાન રહે છે,તેથી આપણે સમીકરણોને સરખાવી શકીએ:
$Y_n = \frac{n_1 \lambda_1 D}{d} = \frac{n_2 \lambda_2 D}{d}$.
આનું સાદું રૂપ આપતા: $n_1 \lambda_1 = n_2 \lambda_2$.
અહીં $n_1 = 12$,$\lambda_1 = 6000 \ Å$,અને $\lambda_2 = 4800 \ Å$ આપેલ છે,તેથી કિંમતો મૂકતા:
$12 \times 6000 = n_2 \times 4800$.
$n_2 = \frac{12 \times 6000}{4800} = \frac{72000}{4800} = 15$.
તેથી,તે જ બિંદુ પર $15^{\text{મો}}$ ક્રમનો મહત્તમ દેખાશે.
578
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં $\lambda$ તરંગલંબાઇ ધરાવતા એકવર્ણી પ્રકાશનો ઉપયોગ કરતા,પડદા પરના જે બિંદુએ પથ તફાવત $\lambda/3$ છે ત્યાં પ્રકાશની તીવ્રતા $I_0$ છે. જે બિંદુએ પથ તફાવત $\lambda$ હોય ત્યાં પ્રકાશની તીવ્રતા કેટલી હશે?
A
$2 I_0$
B
$4 I_0$
C
$I_0/2$
D
$\sqrt{3}/2 I_0$

Solution

(B) ધારો કે $I_{max}$ એ મહત્તમ તીવ્રતા છે. કોઈપણ બિંદુએ તીવ્રતા $I = I_{max} \cos^2(\phi/2)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\phi$ એ કળા તફાવત છે.
કળા તફાવત $\phi$ એ પથ તફાવત $\Delta x$ સાથે $\phi = (2\pi/\lambda) \Delta x$ દ્વારા સંબંધિત છે.
પથ તફાવત $\Delta x = \lambda/3$ માટે,કળા તફાવત $\phi_1 = (2\pi/\lambda) \times (\lambda/3) = 2\pi/3$ થાય.
આપેલ તીવ્રતા $I_1 = I_0 = I_{max} \cos^2(2\pi/6) = I_{max} \cos^2(\pi/3) = I_{max} (1/2)^2 = I_{max}/4$.
આમ,$I_{max} = 4 I_0$.
પથ તફાવત $\Delta x = \lambda$ માટે,કળા તફાવત $\phi_2 = (2\pi/\lambda) \times \lambda = 2\pi$ થાય.
આ બિંદુએ તીવ્રતા $I_2 = I_{max} \cos^2(2\pi/2) = I_{max} \cos^2(\pi) = I_{max} (-1)^2 = I_{max}$ થાય.
$I_{max} = 4 I_0$ મૂકતા,આપણને $I_2 = 4 I_0$ મળે છે.
579
EasyMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,પડદા પરના બિંદુ $A$ પાસે પથ તફાવત $\lambda$ છે અને બિંદુ $B$ પાસે પથ તફાવત $\frac{\lambda}{4}$ છે. બિંદુ $A$ અને $B$ પાસેની તીવ્રતાનો ગુણોત્તર કેટલો હશે?
A
$1$ : $1$
B
$2$ : $1$
C
$1$ : $2$
D
$4$ : $1$

Solution

(B) $YDSE$ માં,ધારો કે બે સમાન સુસંબદ્ધ ઉદગમો $S_1$ અને $S_2$ ની તીવ્રતા $I_0$ છે. પરિણામી તીવ્રતા $I = 4I_0 \cos^2(\frac{\phi}{2})$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\phi$ એ કળા તફાવત છે.
બિંદુ $A$ માટે,પથ તફાવત $\Delta x_1 = \lambda$. કળા તફાવત $\phi_1 = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta x_1 = \frac{2\pi}{\lambda} \lambda = 2\pi$.
તીવ્રતા $I_A = 4I_0 \cos^2(\frac{2\pi}{2}) = 4I_0 \cos^2(\pi) = 4I_0(1)^2 = 4I_0$.
બિંદુ $B$ માટે,પથ તફાવત $\Delta x_2 = \frac{\lambda}{4}$. કળા તફાવત $\phi_2 = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta x_2 = \frac{2\pi}{\lambda} \frac{\lambda}{4} = \frac{\pi}{2}$.
તીવ્રતા $I_B = 4I_0 \cos^2(\frac{\pi/2}{2}) = 4I_0 \cos^2(\frac{\pi}{4}) = 4I_0 (\frac{1}{\sqrt{2}})^2 = 4I_0 (\frac{1}{2}) = 2I_0$.
તીવ્રતાનો ગુણોત્તર $\frac{I_A}{I_B} = \frac{4I_0}{2I_0} = \frac{2}{1}$ છે.
580
EasyMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં બે સ્લિટને પ્રકાશિત કરવા માટે સફેદ પ્રકાશનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. અવલોકિત મધ્યસ્થ શલાકા કેવી હશે?
A
કાળી
B
સફેદ
C
વાદળી
D
લાલ

Solution

(B) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,જ્યારે સ્લિટને પ્રકાશિત કરવા માટે સફેદ પ્રકાશનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે,ત્યારે વ્યતિકરણ ભાતનું મધ્યબિંદુ બંને સુસંબદ્ધ ઉદગમોથી સમાન અંતરે હોય છે.
આ મધ્યબિંદુ પર,સફેદ પ્રકાશમાં રહેલી તમામ તરંગલંબાઇઓ (રંગો) માટે પથ તફાવત શૂન્ય હોય છે.
કળા તફાવત $\Delta \phi = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta x$ હોવાથી,અને $\Delta x = 0$ હોવાથી,તમામ રંગો માટે કળા તફાવત શૂન્ય થાય છે.
પરિણામે,તમામ રંગો મધ્યબિંદુ પર સહાયક વ્યતિકરણ અનુભવે છે,જેના પરિણામે સફેદ શલાકા રચાય છે.
581
EasyMCQ
યંગનો ડબલ સ્લિટ પ્રયોગ લીલા,લાલ અને વાદળી પ્રકાશનો ઉપયોગ કરીને એક સમયે એક રંગ સાથે કરવામાં આવે છે. નોંધાયેલ ફ્રિન્જની પહોળાઈ અનુક્રમે $\beta_G$,$\beta_R$ અને $\beta_B$ છે,તો નીચેનામાંથી કયો સંબંધ સાચો છે?
A
$\beta_G > \beta_B > \beta_R$
B
$\beta_B > \beta_G > \beta_R$
C
$\beta_R > \beta_B > \beta_G$
D
$\beta_R > \beta_G > \beta_B$

Solution

(D) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગ $(YDSE)$ માં,ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $\beta = \frac{\lambda D}{d}$.
અહીં,$\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે,$D$ એ પડદા અને સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર છે,અને $d$ એ બે સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર છે.
જેમ કે $D$ અને $d$ અચળ છે,તેથી ફ્રિન્જની પહોળાઈ તરંગલંબાઇના સમપ્રમાણમાં હોય છે: $\beta \propto \lambda$.
આપેલ રંગોની તરંગલંબાઇનો ક્રમ આ મુજબ છે: $\lambda_R > \lambda_G > \lambda_B$.
તેથી,ફ્રિન્જની પહોળાઈ પણ આ જ ક્રમમાં હશે: $\beta_R > \beta_G > \beta_B$.
582
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં લાલ પ્રકાશ $(\lambda = 6600 \ \text{Å})$ નો ઉપયોગ કરવાથી દ્રશ્યક્ષેત્રમાં $60$ શલાકાઓ (fringes) જોવા મળે છે. જો જાંબલી પ્રકાશ $(\lambda = 4400 \ \text{Å})$ નો ઉપયોગ કરવામાં આવે,તો જોવા મળતી શલાકાઓની સંખ્યા કેટલી હશે?
A
$30$
B
$120$
C
$60$
D
$90$

Solution

(D) આપેલ છે: $\lambda_1 = 6600 \ \text{Å}$,$\lambda_2 = 4400 \ \text{Å}$,$n_1 = 60$.
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,દ્રશ્યક્ષેત્રની કોણીય પહોળાઈ અચળ રહે છે.
શલાકાઓની સંખ્યા $n$ એ શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે,જ્યાં $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
તેથી,$n \propto \frac{1}{\lambda}$,જેનો અર્થ છે કે $n_1 \lambda_1 = n_2 \lambda_2$.
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$60 \times 6600 = n_2 \times 4400$
$n_2 = \frac{60 \times 6600}{4400}$
$n_2 = 60 \times \frac{66}{44} = 60 \times 1.5 = 90$.
આમ,$90$ શલાકાઓ જોવા મળશે.
583
EasyMCQ
જો યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં સ્લિટનું અંતર બમણું કરવામાં આવે અને સ્લિટથી પડદાનું અંતર અડધું કરવામાં આવે,તો ફ્રિન્જની પહોળાઈ તેના મૂળ મૂલ્યના કેટલા ગણી થાય?
A
$\frac{1}{2}$
B
$2$
C
$\frac{1}{4}$
D
$4$

Solution

(C) યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta$ માટેનું સૂત્ર નીચે મુજબ છે:
$\beta = \frac{D \lambda}{d}$
જ્યાં $D$ એ સ્લિટ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર છે,$\lambda$ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે,અને $d$ એ સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે.
આપેલ છે કે નવું સ્લિટ અંતર $d_2 = 2d_1$ અને નવું અંતર $D_2 = \frac{D_1}{2}$ છે.
નવી ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta_2$ નીચે મુજબ મળે:
$\beta_2 = \frac{D_2 \lambda}{d_2} = \frac{(D_1 / 2) \lambda}{2 d_1} = \frac{1}{4} \left( \frac{D_1 \lambda}{d_1} \right)$
$\beta_2 = \frac{1}{4} \beta_1$
તેથી,ફ્રિન્જની પહોળાઈ તેના મૂળ મૂલ્યના $\frac{1}{4}$ ગણી થાય છે.
584
EasyMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,જ્યારે $400 \text{ nm}$ અને $600 \text{ nm}$ તરંગલંબાઇ ધરાવતા એકવર્ણી પ્રકાશના સ્ત્રોતોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે,ત્યારે દૂરના પડદા પર બિંદુ $P$ આગળ અનુક્રમે $m$-મી અને $n$-મી ક્રમની પ્રકાશિત શલાકાઓ રચાય છે. $m$ અને $n$ ના ન્યૂનતમ મૂલ્યો અનુક્રમે કેટલા હશે?
A
$4$,$6$
B
$3$,$2$
C
$2$,$3$
D
$4$,$2$

Solution

(B) ધારો કે $\lambda_1 = 400 \text{ nm}$ તરંગલંબાઇની $m$-મી પ્રકાશિત શલાકા અને $\lambda_2 = 600 \text{ nm}$ તરંગલંબાઇની $n$-મી પ્રકાશિત શલાકા પડદા પરના બિંદુ $P$ પર સંપાત થાય છે.
પ્રકાશિત શલાકા માટે,મધ્યસ્થ અધિકતમથી અંતર $y = \frac{k \lambda D}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $k$ એ શલાકાનો ક્રમ છે.
બંને બિંદુ $P$ પર સંપાત થતા હોવાથી,$y_m = y_n$ થાય.
$\frac{m \lambda_1 D}{d} = \frac{n \lambda_2 D}{d}$
$\frac{m}{n} = \frac{\lambda_2}{\lambda_1}$
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$\frac{m}{n} = \frac{600 \text{ nm}}{400 \text{ nm}} = \frac{6}{4} = \frac{3}{2}$
આમ,$m$ અને $n$ ના ન્યૂનતમ પૂર્ણાંક મૂલ્યો $m = 3$ અને $n = 2$ છે.
585
MediumMCQ
$\lambda_1 = 8 \times 10^{-5} \ cm$ અને $\lambda_2 = 6 \times 10^{-5} \ cm$ તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશના સમતલ તરંગો યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં વ્યતિકરણ ભાત ઉત્પન્ન કરે છે. જો $n_1$ એ $\lambda_1$ તરંગલંબાઈના પ્રકાશને કારણે મળતી $n_1$ મી અપ્રકાશિત શલાકા દર્શાવે છે જે $\lambda_2$ તરંગલંબાઈના પ્રકાશને કારણે મળતી $n_2$ મી પ્રકાશિત શલાકા સાથે સંપાત થાય છે,તો:
A
$n_1=3, n_2=1$
B
$n_1=4, n_2=5$
C
$n_1=1, n_2=2$
D
$n_1=3, n_2=2$

Solution

(C) આપેલ છે,$\lambda_1 = 8 \times 10^{-5} \ cm$ અને $\lambda_2 = 6 \times 10^{-5} \ cm$.
$\lambda_1$ તરંગલંબાઈ માટે $n_1$ મી અપ્રકાશિત શલાકાનું સ્થાન $x_{n_1} = (2n_1 - 1) \frac{D \lambda_1}{2d}$ છે.
$\lambda_2$ તરંગલંબાઈ માટે $n_2$ મી પ્રકાશિત શલાકાનું સ્થાન $x_{n_2} = \frac{n_2 D \lambda_2}{d}$ છે.
બંને શલાકાઓ સંપાત થતી હોવાથી,$x_{n_1} = x_{n_2}$:
$(2n_1 - 1) \frac{D \lambda_1}{2d} = \frac{n_2 D \lambda_2}{d}$
$\frac{2n_1 - 1}{n_2} = \frac{2 \lambda_2}{\lambda_1} = \frac{2 \times 6 \times 10^{-5}}{8 \times 10^{-5}} = \frac{3}{2}$
આથી,$2(2n_1 - 1) = 3n_2$ એટલે કે $4n_1 - 2 = 3n_2$.
આ સમીકરણ $n_1=2, n_2=2$ માટે સંતોષાય છે.
586
DifficultMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં $500 \ nm$ અને $600 \ nm$ એમ બે તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશના કિરણપુંજનો ઉપયોગ કરીને વ્યતિકરણ શલાકાઓ મેળવવામાં આવે છે. બંને તરંગલંબાઈને કારણે મળતી પ્રકાશિત શલાકાઓ મધ્યસ્થ અધિકતમથી $2.5 \ mm$ અંતરે સંપાત થાય છે. જો સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $3 \ mm$ હોય,તો પડદા અને સ્લિટ્સના સમતલ વચ્ચેનું અંતર કેટલું હશે ($m$ માં)?
A
$1.2$
B
$2.8$
C
$2.5$
D
$3.2$

Solution

(C) પ્રકાશિત શલાકાઓ સંપાત થવાની શરત $y = \frac{n_1 \lambda_1 D}{d} = \frac{n_2 \lambda_2 D}{d}$ છે.
આનો અર્થ એ છે કે $n_1 \lambda_1 = n_2 \lambda_2$.
આપેલ તરંગલંબાઈઓ મૂકતા: $n_1(500 \ nm) = n_2(600 \ nm)$.
આનું સાદું રૂપ $5 n_1 = 6 n_2$ થાય છે,જેનો સૌથી નાનો પૂર્ણાંક ગુણોત્તર $n_1 = 6$ અને $n_2 = 5$ મળે છે.
હવે,$n_1$-મી પ્રકાશિત શલાકાના સ્થાન માટેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા: $y = \frac{n_1 \lambda_1 D}{d}$.
અહીં $y = 2.5 \ mm = 2.5 \times 10^{-3} \ m$,$d = 3 \ mm = 3 \times 10^{-3} \ m$,અને $\lambda_1 = 500 \ nm = 500 \times 10^{-9} \ m$ આપેલ છે.
આ કિંમતો મૂકતા: $2.5 \times 10^{-3} = \frac{6 \times 500 \times 10^{-9} \times D}{3 \times 10^{-3}}$.
$D$ માટે ઉકેલતા: $D = \frac{2.5 \times 10^{-3} \times 3 \times 10^{-3}}{6 \times 500 \times 10^{-9}} = \frac{7.5 \times 10^{-6}}{3000 \times 10^{-9}} = \frac{7.5 \times 10^{-6}}{3 \times 10^{-6}} = 2.5 \ m$.
587
EasyMCQ
એક પ્રયોગમાં, $0.3 \,mm$ ના અંતરે રહેલી બે સ્લિટમાંથી પસાર થતો પ્રકાશ સ્લિટના સમતલથી $1 \,m$ દૂર મૂકવામાં આવેલા પડદા પર ફેંકવામાં આવે છે. એવું અવલોકન કરવામાં આવે છે કે મધ્યસ્થ ફ્રિન્જ અને તેની નજીકની તેજસ્વી ફ્રિન્જ વચ્ચેનું અંતર $1.9 \,mm$ છે. પ્રકાશની તરંગલંબાઇ $nm$ માં કેટલી હશે?
A
$450$
B
$495$
C
$530$
D
$570$

Solution

(D) મધ્યસ્થ તેજસ્વી ફ્રિન્જ અને તેની નજીકની તેજસ્વી ફ્રિન્જ વચ્ચેનું અંતર એ ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta$ જેટલું હોય છે.
ફ્રિન્જની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
આપેલ કિંમતો:
સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $d = 0.3 \,mm = 0.3 \times 10^{-3} \,m$
પડદાનું અંતર $D = 1 \,m$
ફ્રિન્જની પહોળાઈ $\beta = 1.9 \,mm = 1.9 \times 10^{-3} \,m$
આ કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$1.9 \times 10^{-3} = \frac{\lambda \times 1}{0.3 \times 10^{-3}}$
$\lambda = 1.9 \times 10^{-3} \times 0.3 \times 10^{-3}$
$\lambda = 0.57 \times 10^{-6} \,m$
$\lambda = 570 \times 10^{-9} \,m = 570 \,nm$.
588
DifficultMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ વ્યતિકરણના પ્રયોગમાં,$5900 \text{ Å}$ તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશ માટે $2 \text{ mm}$ અંતરે રહેલી સમાંતર સાંકડી સ્લિટો વડે મળતી ફ્રિન્જની પહોળાઈ $1.2 \text{ mm}$ હતી. આ ગોઠવણમાં,જો સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર અગાઉના મૂલ્ય કરતા દોઢ ગણું વધારવામાં આવે,તો ફ્રિન્જની પહોળાઈ કેટલી થાય ($ \text{ mm}$ માં)?
A
$0.9$
B
$0.8$
C
$1.8$
D
$1.6$

Solution

(B) યંગના ડબલ સ્લિટ વ્યતિકરણના પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
આપેલ છે:
પ્રારંભિક ફ્રિન્જ પહોળાઈ $\beta_1 = 1.2 \text{ mm}$.
પ્રારંભિક સ્લિટ અંતર $d_1 = 2 \text{ mm}$.
સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર અગાઉના મૂલ્ય કરતા દોઢ ગણું વધારવામાં આવે છે,તેથી $d_2 = 1.5 d_1$.
આમ,$\beta \propto \frac{1}{d}$ હોવાથી,$\frac{\beta_1}{\beta_2} = \frac{d_2}{d_1}$ થાય.
કિંમતો મૂકતા:
$\frac{1.2}{\beta_2} = 1.5$.
$\beta_2 = \frac{1.2}{1.5} = 0.8 \text{ mm}$.
589
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં,$S_1$ અને $S_2$ સુસંબદ્ધ ઉદગમોમાંથી આવતા $6000 Å$ તરંગલંબાઇના પ્રકાશ દ્વારા પડદા પર વ્યતિકરણ ભાત મેળવવામાં આવે છે. પડદા પરના કોઈ બિંદુ $P$ પર ત્રીજી અપ્રકાશિત શલાકા (dark fringe) રચાય છે. તો,પથ તફાવત $S_1 P - S_2 P$ માઇક્રોનમાં કેટલો હશે?
A
$0.75$
B
$1.5$
C
$3$
D
$4.5$

Solution

(B) આપેલ તરંગલંબાઇ $\lambda = 6000 Å = 6 \times 10^{-7} \ m$ છે.
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં અપ્રકાશિત શલાકા માટે પથ તફાવત $\Delta x$ નું સૂત્ર $\Delta x = (2n - 1) \frac{\lambda}{2}$ છે,જ્યાં $n$ એ અપ્રકાશિત શલાકાનો ક્રમ છે.
ત્રીજી અપ્રકાશિત શલાકા માટે,આપણે $n = 3$ લઈએ છીએ.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta x = (2 \times 3 - 1) \frac{6 \times 10^{-7}}{2} \ m$.
$\Delta x = 5 \times 3 \times 10^{-7} \ m = 15 \times 10^{-7} \ m$.
માઇક્રોનમાં રૂપાંતર કરતા $(1 \mu m = 10^{-6} \ m)$:
$\Delta x = 1.5 \times 10^{-6} \ m = 1.5 \mu m$.
590
DifficultMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ વ્યતિકરણ પ્રયોગમાં વપરાતા પ્રકાશની તરંગલંબાઈ $6000 \text{ Å}$ છે. જો પડદા પરના બિંદુ $P$ પર પહોંચતા તરંગો વચ્ચેનો પથ તફાવત $1.5 \text{ } \mu\text{m}$ હોય,તો તે બિંદુ $P$ પર:
A
બીજી પ્રકાશિત શલાકા મળે છે
B
બીજી અપ્રકાશિત શલાકા મળે છે
C
ત્રીજી અપ્રકાશિત શલાકા મળે છે
D
ત્રીજી પ્રકાશિત શલાકા મળે છે

Solution

(C) આપેલ છે: $\lambda = 6000 \text{ Å} = 6 \times 10^{-7} \text{ m}$,$\Delta x = 1.5 \text{ } \mu\text{m} = 1.5 \times 10^{-6} \text{ m}$.
સહાયક વ્યતિકરણ (પ્રકાશિત શલાકા) માટે,પથ તફાવત $\Delta x = n\lambda$ હોય,જ્યાં $n = 0, 1, 2, \dots$.
$\Delta x / \lambda = (1.5 \times 10^{-6}) / (6 \times 10^{-7}) = 15 / 6 = 2.5$.
અહીં $n$ પૂર્ણાંક નથી,તેથી તે પ્રકાશિત શલાકા નથી.
વિનાશક વ્યતિકરણ (અપ્રકાશિત શલાકા) માટે,પથ તફાવત $\Delta x = (2n + 1) \frac{\lambda}{2}$ હોય,જ્યાં $n = 0, 1, 2, \dots$.
$1.5 \times 10^{-6} = (2n + 1) \times (6 \times 10^{-7} / 2)$.
$1.5 \times 10^{-6} = (2n + 1) \times 3 \times 10^{-7}$.
$2n + 1 = (1.5 \times 10^{-6}) / (3 \times 10^{-7}) = 15 / 3 = 5$.
$2n = 4 \Rightarrow n = 2$.
$n = 0$ માટે પ્રથમ અપ્રકાશિત શલાકા,$n = 1$ માટે બીજી અને $n = 2$ માટે ત્રીજી અપ્રકાશિત શલાકા મળે છે. આમ,બિંદુ $P$ પર ત્રીજી અપ્રકાશિત શલાકા મળે છે.
591
EasyMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,જો બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $2$ ના અવયવથી ઘટાડવામાં આવે અને પ્રકાશની તરંગલંબાઇ $4$ ગણી વધારવામાં આવે,તો બે ક્રમિક મહત્તમ (ફ્રિન્જ વિડ્થ) વચ્ચેનું અંતર મૂળ મૂલ્યના . . . . . . ગણું થશે.
A
$2$
B
$4$
C
$8$
D
$16$

Solution

(C) યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં ફ્રિન્જ વિડ્થ $\beta$ નું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે,જ્યાં $\lambda$ એ તરંગલંબાઇ છે,$D$ એ સ્લિટ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર છે,અને $d$ એ બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે.
સૂત્ર પરથી જોઈ શકાય છે કે $\beta \propto \frac{\lambda}{d}$.
ધારો કે પ્રારંભિક ફ્રિન્જ વિડ્થ $\beta_1 = \frac{\lambda_1 D}{d_1}$ છે.
પ્રશ્ન મુજબ,નવી તરંગલંબાઇ $\lambda_2 = 4\lambda_1$ અને નવું સ્લિટ અંતર $d_2 = \frac{d_1}{2}$ છે.
નવી ફ્રિન્જ વિડ્થ $\beta_2 = \frac{\lambda_2 D}{d_2} = \frac{(4\lambda_1) D}{(d_1/2)} = 8 \times \frac{\lambda_1 D}{d_1} = 8\beta_1$ થશે.
તેથી,બે મહત્તમ વચ્ચેનું અંતર મૂળ મૂલ્યના $8$ ગણું થશે.

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.