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

101
MediumMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,ઈલેક્ટ્રોન તરંગોનો ઉપયોગ કરીને વ્યતિકરણ મેળવવામાં આવે છે. ઈલેક્ટ્રોન ઈલેક્ટ્રોન ગન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. શલાકાની પહોળાઈ વધારવા માટે,શું કરવું જોઈએ?
A
ઈલેક્ટ્રોન ગનનો વોલ્ટેજ વધારવો પડશે.
B
ઈલેક્ટ્રોન ગનનો વોલ્ટેજ ઘટાડવો પડશે.
C
સ્લિટ્સને ખસેડવી પડશે.
D
પડદાને સ્લિટ્સની નજીક લાવવો પડશે.

Solution

(B) ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
દ બ્રોગ્લીના અધિતર્ક મુજબ,$V$ સ્થિતિમાનથી પ્રવેગિત થતા ઈલેક્ટ્રોનની તરંગલંબાઈ $\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{\sqrt{2mqV}}$ છે.
આ કિંમત શલાકાની પહોળાઈના સૂત્રમાં મૂકતા,આપણને $\beta = \frac{hD}{d\sqrt{2mqV}}$ મળે છે.
આ સમીકરણ પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે $\beta \propto \frac{1}{\sqrt{V}}$.
તેથી,શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ વધારવા માટે,પ્રવેગક વોલ્ટેજ $V$ ઘટાડવો આવશ્યક છે.
102
DifficultMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,પડદા પરના એક બિંદુ પાસે તીવ્રતા $I_0/4$ છે. આ બિંદુનું કોણીય સ્થાન શોધો.
A
$\sin^{-1} \left( \frac{\lambda}{d} \right)$
B
$\sin^{-1} \left( \frac{\lambda}{2d} \right)$
C
$\sin^{-1} \left( \frac{\lambda}{3d} \right)$
D
$\sin^{-1} \left( \frac{\lambda}{4d} \right)$

Solution

(C) પડદા પરના કોઈપણ બિંદુએ તીવ્રતા $I = I_0 \cos^2 \left( \frac{\delta}{2} \right)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $I_0$ એ મહત્તમ તીવ્રતા છે અને $\delta$ એ કળા તફાવત છે.
આપેલ છે કે $I = \frac{I_0}{4}$,તેથી $\frac{I_0}{4} = I_0 \cos^2 \left( \frac{\delta}{2} \right)$.
$\cos^2 \left( \frac{\delta}{2} \right) = \frac{1}{4} \implies \cos \left( \frac{\delta}{2} \right) = \frac{1}{2}$.
$\frac{\delta}{2} = \frac{\pi}{3} \implies \delta = \frac{2\pi}{3}$.
પથ તફાવત $\Delta x$ એ કળા તફાવત સાથે $\delta = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta x$ દ્વારા સંબંધિત છે.
$\frac{2\pi}{3} = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta x \implies \Delta x = \frac{\lambda}{3}$.
કોણીય સ્થાન $\theta$ માટે,પથ તફાવત $\Delta x = d \sin \theta$ થાય છે.
$\frac{\lambda}{3} = d \sin \theta \implies \sin \theta = \frac{\lambda}{3d}$.
તેથી,$\theta = \sin^{-1} \left( \frac{\lambda}{3d} \right)$.
103
MediumMCQ
યંગના પ્રયોગમાં $5890 \ \mathring A$ તરંગલંબાઈનો સોડિયમ પ્રકાશ વાપરવામાં આવે,તો શલાકાની કોણીય પહોળાઈ $0.20^\circ$ માલૂમ પડે છે. જો કોણીય પહોળાઈ $10\%$ જેટલી વધારવી હોય,તો તરંગલંબાઈમાં કરવો પડતો જરૂરી ફેરફાર જણાવો.
A
તરંગલંબાઈમાં $589 \ \mathring A$ જેટલો વધારો કરવો જોઈએ.
B
તરંગલંબાઈમાં $589 \ \mathring A$ જેટલો ઘટાડો કરવો જોઈએ.
C
તરંગલંબાઈમાં $6479 \ \mathring A$ જેટલો વધારો કરવો જોઈએ.
D
તરંગલંબાઈમાં કશો જ ફેરફાર ન કરવો જોઈએ.

Solution

(A) યંગના પ્રયોગમાં શલાકાની કોણીય પહોળાઈ $\beta_\theta = \frac{\lambda}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં કોણીય પહોળાઈ $\beta_\theta$ એ તરંગલંબાઈ $\lambda$ ના સમપ્રમાણમાં છે (એટલે કે $\beta_\theta \propto \lambda$). તેથી,જો કોણીય પહોળાઈમાં $10\%$ નો વધારો કરવો હોય,તો તરંગલંબાઈમાં પણ $10\%$ નો વધારો કરવો પડે.
આપેલ પ્રારંભિક તરંગલંબાઈ $\lambda = 5890 \ \mathring A$ છે.
તરંગલંબાઈમાં જરૂરી ફેરફાર $\Delta \lambda = \lambda$ ના $10\% = 5890 \times \frac{10}{100} = 589 \ \mathring A$.
આમ,તરંગલંબાઈમાં $589 \ \mathring A$ જેટલો વધારો કરવો જોઈએ.
104
DifficultMCQ
યંગના દ્વિ-સ્લીટ પ્રયોગમાં,પ્રકાશ બીમમાં બે તરંગલંબાઈઓ $6500 \, \mathring{A}$ અને $5200 \, \mathring{A}$ છે. સ્લીટો વચ્ચેનું અંતર $2 \, mm$ છે અને સ્લીટોના સમતલ તથા પડદા વચ્ચેનું અંતર $120 \, cm$ છે. કેન્દ્રિત મહત્તમ શલાકાથી તે લઘુત્તમ અંતર કેટલું છે જ્યાં બંને તરંગલંબાઈની પ્રકાશિત શલાકાઓ એકબીજા પર સંપાત થાય ($, cm$ માં)?
A
$0.196$
B
$1.172$
C
$0.156$
D
$2.195$

Solution

(C) પ્રકાશિત શલાકાઓ સંપાત થાય તે માટે,બંને તરંગલંબાઈ 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 $n_1 \lambda_1 = n_2 \lambda_2$,જ્યાં $n_1$ અને $n_2$ પૂર્ણાંક સંખ્યાઓ છે.
$\frac{n_1}{n_2} = \frac{\lambda_2}{\lambda_1} = \frac{5200 \, \mathring{A}}{6500 \, \mathring{A}} = \frac{4}{5}$
લઘુત્તમ અંતર માટે,આપણે સૌથી નાની પૂર્ણાંક કિંમતો લઈએ છીએ: $n_1 = 4$ અને $n_2 = 5$.
હવે,$n_1 = 4$ અને $\lambda_1 = 6500 \, \mathring{A}$ નો ઉપયોગ કરીને અંતર $x$ ની ગણતરી કરીએ:
$x = \frac{n_1 \lambda_1 D}{d} = \frac{4 \times 6500 \times 10^{-10} \, m \times 1.2 \, m}{2 \times 10^{-3} \, m}$
$x = \frac{4 \times 6500 \times 1.2 \times 10^{-7}}{2 \times 10^{-3}} = 2 \times 6500 \times 1.2 \times 10^{-4} \, m$
$x = 15600 \times 10^{-4} \, m = 1.56 \times 10^{-2} \, m = 0.156 \, cm$.
105
EasyMCQ
વ્યતિકરણના પ્રયોગમાં,$700 \, nm$ તરંગલંબાઈના પ્રકાશ વડે ત્રીજી પ્રકાશિત શલાકા મેળવવામાં આવે છે. તે જ બિંદુએ પાંચમી પ્રકાશિત શલાકા મેળવવા માટે તરંગલંબાઈનું મૂલ્ય કેટલું હશે?
A
$500$
B
$630$
C
$750$
D
$420$

Solution

(D) મધ્યસ્થ અધિકતમથી $n$-મી પ્રકાશિત શલાકાનું સ્થાન $y_n = \frac{n \lambda D}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં બંને કિસ્સામાં અવલોકન બિંદુ સમાન હોવાથી,સ્થાન $y$ અચળ રહેશે.
તેથી,$y = \frac{n_1 \lambda_1 D}{d} = \frac{n_2 \lambda_2 D}{d}$.
આ સમીકરણને સાદું રૂપ આપતા $n_1 \lambda_1 = n_2 \lambda_2$ મળે છે.
આપેલ છે કે $n_1 = 3$,$\lambda_1 = 700 \, nm$,અને $n_2 = 5$.
કિંમતો મૂકતા: $3 \times 700 = 5 \times \lambda_2$.
$\lambda_2 = \frac{2100}{5} = 420 \, nm$.
106
EasyMCQ
યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં $1 \, m$ ના અંતરે રહેલા પડદા પર $6000 \, \mathring{A}$ તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશનો ઉપયોગ કરીને વ્યતિકરણ શલાકાઓ મેળવવામાં આવે છે. બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $1 \, mm$ છે. તો શલાકાની પહોળાઈ કેટલી હશે?
A
$3 \times 10^{-4} \, m$
B
$6 \times 10^{-4} \, m$
C
$3 \times 10^{-3} \, m$
D
$6 \times 10^{-3} \, m$

Solution

(B) યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં શલાકાની પહોળાઈ $(\beta)$ નું સૂત્ર: $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
આપેલ કિંમતો:
તરંગલંબાઈ $\lambda = 6000 \, \mathring{A} = 6000 \times 10^{-10} \, m = 6 \times 10^{-7} \, m$.
પડદાનું અંતર $D = 1 \, m$.
સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $d = 1 \, mm = 10^{-3} \, m$.
આ કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$\beta = \frac{(6 \times 10^{-7} \, m) \times (1 \, m)}{10^{-3} \, m}$.
$\beta = 6 \times 10^{-4} \, m$.
107
EasyMCQ
યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં,વપરાતા પ્રકાશની તરંગલંબાઈ $5000 \, \mathring{A}$ છે અને મળતી શલાકાની પહોળાઈ $1 \, mm$ છે. જો પ્રાયોગિક ગોઠવણમાં ફેરફાર કર્યા વગર પ્રકાશની તરંગલંબાઈ બદલીને $6000 \, \mathring{A}$ કરવામાં આવે,તો નવી શલાકાની પહોળાઈ ........ $mm$ થશે.
A
$1$
B
$0.5$
C
$1.2$
D
$1.5$

Solution

(C) યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં શલાકાની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
પ્રાયોગિક ગોઠવણ ($D$ અને $d$) અચળ હોવાથી,શલાકાની પહોળાઈ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઈના સમપ્રમાણમાં હોય છે: $\beta \propto \lambda$.
તેથી,$\frac{\beta_2}{\beta_1} = \frac{\lambda_2}{\lambda_1}$.
આપેલ છે: $\lambda_1 = 5000 \, \mathring{A}$,$\beta_1 = 1 \, mm$,અને $\lambda_2 = 6000 \, \mathring{A}$.
કિંમતો મૂકતા: $\beta_2 = \beta_1 \times \frac{\lambda_2}{\lambda_1} = 1 \times \frac{6000}{5000} = 1.2 \, mm$.
આમ,નવી શલાકાની પહોળાઈ $1.2 \, mm$ થશે.
108
MediumMCQ
યંગના દ્વિ-સ્લીટ પ્રયોગમાં,પ્રકાશના કિરણમાં $6500 \, \mathring A$ અને $5200 \, \mathring A$ એમ બે તરંગલંબાઈઓ છે. સ્લીટો વચ્ચેનું અંતર $2 \, mm$ છે અને સ્લીટોના સમતલ તથા પડદા વચ્ચેનું અંતર $120 \, cm$ છે. $6500 \, \mathring A$ તરંગલંબાઈ માટે પડદા પરની ત્રીજી પ્રકાશિત શલાકાનું કેન્દ્રીય મહત્તમથી અંતર $mm$ માં શોધો.
A
$0.19$
B
$1.17$
C
$1.98$
D
$2.15$

Solution

(B) કેન્દ્રીય મહત્તમથી $n$-મી પ્રકાશિત શલાકાનું અંતર શોધવાનું સૂત્ર:
$x_n = \frac{n D \lambda}{d}$
આપેલ કિંમતો:
$n = 3$
$D = 120 \, cm = 1.2 \, m$
$\lambda = 6500 \, \mathring A = 6500 \times 10^{-10} \, m$
$d = 2 \, mm = 2 \times 10^{-3} \, m$
આ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકતા:
$x_3 = \frac{3 \times 1.2 \times 6500 \times 10^{-10}}{2 \times 10^{-3}}$
$x_3 = \frac{3 \times 1.2 \times 6.5 \times 10^{-7}}{2 \times 10^{-3}}$
$x_3 = 1.17 \times 10^{-3} \, m$
$x_3 = 1.17 \, mm$
109
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લીટ પ્રયોગમાં,બે સ્લીટો સમાન તરંગલંબાઈ $\lambda$ અને કંપવિસ્તાર $A$ વાળા તરંગોના સુસંબદ્ધ ઉદ્દગમ તરીકે વર્તે છે. બીજા એક પ્રયોગમાં,આ બે સ્લીટોને સમાન કંપવિસ્તાર અને તરંગલંબાઈ ધરાવતા તરંગોના અસુસંબદ્ધ ઉદ્દગમ તરીકે કાર્ય કરે તે રીતે ગોઠવવામાં આવે છે. જો પ્રથમ કિસ્સામાં પડદાના મધ્ય બિંદુ પર તીવ્રતા $I_1$ હોય અને બીજા કિસ્સામાં તીવ્રતા $I_2$ હોય,તો ગુણોત્તર $I_1/I_2$ કેટલો થાય?
A
$4$
B
$2$
C
$1$
D
$0.5$

Solution

(B) સુસંબદ્ધ ઉદ્દગમો માટે,પરિણામી તીવ્રતા $I_{coherent} = (\sqrt{I} + \sqrt{I})^2 = 4I$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અસુસંબદ્ધ ઉદ્દગમો માટે,પરિણામી તીવ્રતા એ વ્યક્તિગત તીવ્રતાનો સરવાળો છે,$I_{noncoherent} = I + I = 2I$.
તેથી,ગુણોત્તર $\frac{I_1}{I_2} = \frac{4I}{2I} = 2$ થાય છે.
110
EasyMCQ
યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં,જો સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર તરંગલંબાઈ કરતાં બમણું હોય,તો શક્ય વ્યતિકરણ મહત્તમની સંખ્યા કેટલી હશે?
A
અનંત
B
$5$
C
$3$
D
$0$

Solution

(B) યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં વ્યતિકરણ મહત્તમ માટેની શરત $d \sin \theta = n \lambda$ છે,જ્યાં $d$ એ સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે,$\lambda$ એ તરંગલંબાઈ છે અને $n$ એ મહત્તમનો ક્રમ છે.
અહીં આપેલ છે કે $d = 2 \lambda$,તેથી શરત $2 \lambda \sin \theta = n \lambda$ બને છે,જેનું સાદું રૂપ $2 \sin \theta = n$ થાય છે.
કારણ કે $\sin \theta$ નું મહત્તમ મૂલ્ય $1$ ($\theta = 90^{\circ}$ પર) છે,તેથી $n$ ના શક્ય મૂલ્યો $|n| \le 2$ દ્વારા મર્યાદિત છે.
આમ,$n$ ના મૂલ્યો $-2, -1, 0, 1, 2$ હોઈ શકે છે.
આ મૂલ્યો ગણતા,આપણને કુલ $5$ શક્ય મહત્તમ મળે છે.
111
MediumMCQ
વ્યતિકરણના પ્રયોગમાં,જ્યારે ચેમ્બર હવાથી ભરેલી હોય ત્યારે પડદા પર વ્યતિકરણ શલાકાઓ જોવા મળે છે. જો સમગ્ર ચેમ્બરને શૂન્યાવકાશિત કરવામાં આવે અને કાળજીપૂર્વક અવલોકન કરવામાં આવે,તો .....
A
વ્યતિકરણ શલાકાઓ જોવા મળતી નથી.
B
વ્યતિકરણ શલાકાઓ સાંકડી થાય છે.
C
અપ્રકાશિત શલાકાઓની તીવ્રતા વધે છે.
D
વ્યતિકરણ શલાકાઓની પહોળાઈ વધે છે.

Solution

(D) શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની તરંગલંબાઈ $\lambda$ એ $\lambda = \frac{\lambda_0}{n}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\lambda_0$ એ શૂન્યાવકાશમાં તરંગલંબાઈ છે અને $n$ એ માધ્યમનો વક્રીભવનાંક છે. હવાનો વક્રીભવનાંક $(n_{air} \approx 1.0003)$ એ શૂન્યાવકાશના વક્રીભવનાંક $(n_{vac} = 1)$ કરતા વધારે હોવાથી,જ્યારે ચેમ્બરને શૂન્યાવકાશિત કરવામાં આવે ત્યારે તરંગલંબાઈ $\lambda$ માં વધારો થાય છે.
શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે,જ્યાં $D$ એ પડદાનું અંતર છે અને $d$ એ બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે. આથી,$\beta$ એ $\lambda$ ના સમપ્રમાણમાં છે $(\beta \propto \lambda)$.
તેથી,જેમ તરંગલંબાઈ વધે છે,તેમ વ્યતિકરણ શલાકાઓની પહોળાઈ પણ વધે છે.
112
EasyMCQ
યંગના બે સ્લિટ વ્યતિકરણના પ્રયોગમાં પડદા પર શલાકાઓ રચવા માટે એકવર્ણી પ્રકાશના પુંજનો ઉપયોગ થાય છે. જ્યારે વ્યતિકરણ પામતા બે પુંજમાંથી એકના માર્ગમાં પાતળી મિકાની પ્લેટ મૂકવામાં આવે,ત્યારે...
A
શલાકાની પહોળાઈ વધે છે.
B
શલાકાની પહોળાઈ ઘટે છે.
C
શલાકાની પહોળાઈ અચળ રહે છે,પરંતુ શલાકાઓ સ્થાનાંતરિત (shift) થાય છે.
D
શલાકાઓની ભાત અદ્રશ્ય થઈ જાય છે.

Solution

(C) જ્યારે વ્યતિકરણ પામતા બે પુંજમાંથી એકના માર્ગમાં પાતળી મિકાની પ્લેટ મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રકાશીય પથની લંબાઈમાં ફેરફાર થાય છે,જેના કારણે કળા તફાવત ઉદભવે છે. શલાકાની પહોળાઈ $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ એ માત્ર તરંગલંબાઈ $\lambda$,બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $d$ અને પડદાનું અંતર $D$ પર આધાર રાખે છે. આ પરિમાણો અચળ રહેતા હોવાથી,શલાકાની પહોળાઈમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી. જોકે,સમગ્ર વ્યતિકરણ ભાત મિકાની પ્લેટ જે બાજુ મૂકી હોય તે તરફ ખસે છે.
113
EasyMCQ
યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં,પ્રકાશની તરંગલંબાઈ $6000 \, \mathring A$ છે. તો કેન્દ્રીય પ્રકાશિત શલાકા અને ત્રીજી પ્રકાશિત શલાકા વચ્ચેનો કળા તફાવત ....... છે.
A
શૂન્ય
B
$2\pi$
C
$4\pi$
D
$6\pi$

Solution

(D) યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં,સહાયક વ્યતિકરણ (પ્રકાશિત શલાકા) માટેની શરત પથ તફાવત $\Delta x = n\lambda$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $n = 0, 1, 2, 3, \dots$ એ શલાકાનો ક્રમ દર્શાવે છે.
પથ તફાવત $\Delta x$ અને કળા તફાવત $\delta\phi$ વચ્ચેનો સંબંધ $\delta\phi = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta x$ છે.
કળા તફાવતના સૂત્રમાં $\Delta x = n\lambda$ મૂકતા,આપણને $\delta\phi = \frac{2\pi}{\lambda} (n\lambda) = 2n\pi$ મળે છે.
ત્રીજી પ્રકાશિત શલાકા માટે,$n = 3$ લેતા.
તેથી,કળા તફાવત $\delta\phi = 2 \times 3 \times \pi = 6\pi$ રેડિયન થાય.
114
MediumMCQ
યંગના પ્રયોગમાં $12 \times 10^{-7} \ m$ જાડાઈની એક પાતળી અબરખની શીટ વ્યતિકારી કિરણોમાંના એક કિરણના પથમાં મૂકવામાં આવે છે. એવું જોવા મળે છે કે કેન્દ્રિય પ્રકાશિત શલાકા (fringe) શલાકાની પહોળાઈ જેટલું અંતર ખસે છે. જો પ્રકાશની તરંગલંબાઈ $6 \times 10^{-7} \ m$ હોય,તો અબરખનો વક્રીભવનાંક શોધો.
A
$2.4$
B
$1$
C
$0.6$
D
$1.5$

Solution

(D) જ્યારે $t$ જાડાઈ અને $\mu$ વક્રીભવનાંક ધરાવતી પાતળી શીટને કિરણના પથમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે ઉદ્ભવતો વધારાનો પથ તફાવત $\Delta x = (\mu - 1)t$ છે.
કેન્દ્રિય પ્રકાશિત શલાકાનું સ્થાનાંતર $S = \frac{(\mu - 1)tD}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
શલાકાની પહોળાઈ $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
પ્રશ્ન મુજબ,સ્થાનાંતર એ શલાકાની પહોળાઈ જેટલું છે,તેથી $S = \beta$.
તેથી,$\frac{(\mu - 1)tD}{d} = \frac{\lambda D}{d}$.
આ સમીકરણ $(\mu - 1)t = \lambda$ માં પરિણમે છે.
આપેલ કિંમતો મૂકતા: $(\mu - 1) \times 12 \times 10^{-7} = 6 \times 10^{-7}$.
$\mu - 1 = \frac{6 \times 10^{-7}}{12 \times 10^{-7}} = 0.5$.
$\mu = 1 + 0.5 = 1.5$.
115
MediumMCQ
યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં શલાકાની પહોળાઈ $0.2 \, mm$ છે. જો પ્રકાશની તરંગલંબાઈ $10\%$ જેટલી વધે અને સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $10\%$ જેટલું વધે,તો નવી શલાકાની પહોળાઈ ..... $mm$ થશે.
A
$0.20$
B
$0.165$
C
$0.401$
D
$0.242$

Solution

(A) યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં શલાકાની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે,જ્યાં $\lambda$ એ તરંગલંબાઈ છે,$D$ એ પડદા અને સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે,અને $d$ એ સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે.
આપેલ પ્રારંભિક શલાકાની પહોળાઈ $\beta_1 = 0.2 \, mm = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
પ્રશ્ન મુજબ,નવી તરંગલંબાઈ $\lambda' = \lambda + 0.10\lambda = 1.1\lambda$ અને નવું સ્લિટ અંતર $d' = d + 0.10d = 1.1d$ છે.
નવી શલાકાની પહોળાઈ $\beta_2 = \frac{\lambda' D}{d'} = \frac{1.1\lambda D}{1.1d} = \frac{\lambda D}{d}$ થશે.
આમ,$\beta_2 = \beta_1 = 0.2 \, mm$ મળે છે.
116
EasyMCQ
યંગના પ્રયોગમાં પડદા પર શલાકાની પહોળાઈ $0.2 \, mm$ છે. જો પ્રકાશની તરંગલંબાઈમાં $10\%$ નો વધારો કરવામાં આવે અને બે સ્લિટ $S_1$ અને $S_2$ વચ્ચેના અંતરમાં પણ $10\%$ નો વધારો કરવામાં આવે,તો નવી શલાકાની પહોળાઈ ....... $mm$ થશે.
A
$0.2$
B
$0.401$
C
$0.242$
D
$0.165$

Solution

(A) યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં શલાકાની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે,જ્યાં $\lambda$ એ તરંગલંબાઈ છે,$D$ એ સ્લિટ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર છે અને $d$ એ બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે.
અહીં તરંગલંબાઈ $\lambda$ માં $10\%$ નો વધારો થાય છે,તેથી નવી તરંગલંબાઈ $\lambda' = \lambda + 0.1\lambda = 1.1\lambda$ થાય છે.
સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $d$ માં પણ $10\%$ નો વધારો થાય છે,તેથી નવું અંતર $d' = d + 0.1d = 1.1d$ થાય છે.
નવી શલાકાની પહોળાઈ $\beta'$ માટે: $\beta' = \frac{\lambda' D}{d'} = \frac{(1.1\lambda) D}{(1.1d)} = \frac{\lambda D}{d} = \beta$.
આમ,$\beta = 0.2 \, mm$ હોવાથી,નવી શલાકાની પહોળાઈ $\beta'$ પણ $0.2 \, mm$ જ રહેશે.
117
MediumMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,જો પ્રયોગ પહેલા હવામાં અને પછી પાણીમાં કરવામાં આવે,તો શલાકાની પહોળાઈ ...
A
સમાન રહેશે.
B
ઘટશે.
C
વધશે.
D
અનંત થશે.

Solution

(B) $Y.D.S.E.$ માં શલાકાની પહોળાઈ $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જ્યારે પ્રયોગને $\mu$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા માધ્યમમાં કરવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રકાશની તરંગલંબાઈ બદલાઈને $\lambda' = \frac{\lambda}{\mu}$ થાય છે.
તેથી,નવી શલાકાની પહોળાઈ $\beta'$ એ $\beta' = \frac{\lambda' D}{d} = \frac{\lambda D}{\mu d} = \frac{\beta}{\mu}$ થાય છે.
પાણીનો વક્રીભવનાંક $\mu > 1$ હોવાથી,શલાકાની પહોળાઈ $\beta'$ એ હવામાં રહેલી શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ કરતા ઓછી હશે.
આમ,શલાકાની પહોળાઈ ઘટશે.
118
EasyMCQ
યંગનો પ્રયોગ દર્શાવે છે કે . . . . . .
A
પ્રકાશ તરંગોનો બનેલો છે.
B
પ્રકાશ કણોનો બનેલો છે.
C
પ્રકાશ તરંગો કે કણોમાંથી કોઈનો બનેલો નથી.
D
પ્રકાશ તરંગ અને કણ બંને પ્રકૃતિ ધરાવે છે.

Solution

(A) યંગનો ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગ વ્યતિકરણની ઘટના દર્શાવે છે,જે તરંગોનો લાક્ષણિક ગુણધર્મ છે. પડદા પર વ્યતિકરણની ભાતનું અવલોકન કરીને,એવું તારણ કાઢવામાં આવ્યું હતું કે પ્રકાશ તરંગ તરીકે વર્તે છે.
119
MediumMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં, બે સુસંબદ્ધ ઉદગમો વચ્ચેનું અંતર $0.90 \, mm$ છે અને ઉદગમોથી પડદાનું અંતર $1 \, m$ છે। જો બીજી પ્રકાશિત શલાકાનું મધ્યસ્થ પ્રકાશિત શલાકાથી અંતર $1 \, mm$ હોય, તો વાપરેલ પ્રકાશની તરંગલંબાઈ શોધો।
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) અપ્રકાશિત શલાકા (dark fringe) માટેનું સૂત્ર: $y_n = (2n-1) \frac{\lambda D}{2d}$.
અહીં, $n=2$ (બીજી અપ્રકાશિત શલાકા માટે), $d = 0.90 \times 10^{-3} \, m$, $D = 1 \, m$, અને $y_2 = 10^{-3} \, m$ છે।
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા: $10^{-3} = (2(2)-1) \frac{\lambda \times 1}{2 \times 0.90 \times 10^{-3}}$.
$10^{-3} = 3 \times \frac{\lambda}{1.8 \times 10^{-3}}$.
$\lambda = \frac{10^{-3} \times 1.8 \times 10^{-3}}{3} = 0.6 \times 10^{-6} \, m$.
સેમીમાં ફેરવતા: $\lambda = 0.6 \times 10^{-6} \times 10^2 \, cm = 0.6 \times 10^{-4} \, cm = 6 \times 10^{-5} \, cm$.
120
DifficultMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં સ્ક્રીન પરના બે બિંદુઓ $P$ અને $Q$ આગળ,સ્લિટ $S_1$ અને $S_2$ માંથી આવતા તરંગોનો પથ તફાવત અનુક્રમે $0$ અને $\frac{\lambda}{4}$ છે. $P$ અને $Q$ આગળની તીવ્રતાનો ગુણોત્તર કેટલો હશે?
A
$3:2$
B
$2:1$
C
$\sqrt{2}:1$
D
$4:1$

Solution

(B) કોઈપણ બિંદુએ તીવ્રતા $I = I_1 + I_2 + 2\sqrt{I_1 I_2} \cos \phi$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. સ્લિટ સમાન હોવાથી,$I_1 = I_2 = I_0$,તેથી $I = 2I_0(1 + \cos \phi) = 4I_0 \cos^2(\phi/2)$.
બિંદુ $P$ પર,પથ તફાવત $\Delta x = 0$. કળા તફાવત $\phi = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta x = 0$.
તીવ્રતા $I_P = 4I_0 \cos^2(0) = 4I_0$.
બિંદુ $Q$ પર,પથ તફાવત $\Delta x = \frac{\lambda}{4}$. કળા તફાવત $\phi = \frac{2\pi}{\lambda} \times \frac{\lambda}{4} = \frac{\pi}{2}$.
તીવ્રતા $I_Q = 4I_0 \cos^2(\frac{\pi}{4}) = 4I_0 \times (\frac{1}{\sqrt{2}})^2 = 4I_0 \times \frac{1}{2} = 2I_0$.
તીવ્રતાનો ગુણોત્તર $\frac{I_P}{I_Q} = \frac{4I_0}{2I_0} = \frac{2}{1}$ થાય છે.
121
MediumMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,સ્લિટ્સ $0.2 \, cm$ ના અંતરે છે અને $\lambda = 5896 \, \mathring{A}$ તરંગલંબાઇના પ્રકાશથી પ્રકાશિત થાય છે. સ્લિટના સમતલથી $1 \, m$ દૂર રાખેલા પડદા પર શલાકાની પહોળાઈ કેટલી હશે? જો આખી સિસ્ટમને પાણીમાં ડુબાડવામાં આવે તો શલાકાની પહોળાઈ કેટલી હશે ($, mm$ માં)? (પાણીનો વક્રીભવનાંક $\mu_w = 4/3$)
A
$0.365$
B
$2.254$
C
$1.345$
D
$0.295$

Solution

(D) શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ નું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
આપેલ છે: $\lambda = 5896 \times 10^{-10} \, m$,$D = 1 \, m$,$d = 0.2 \, cm = 2 \times 10^{-3} \, m$.
હવામાં શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ ની ગણતરી:
$\beta = \frac{5896 \times 10^{-10} \times 1}{2 \times 10^{-3}} = 2948 \times 10^{-7} \, m = 0.2948 \, mm \approx 0.295 \, mm$.
જ્યારે સિસ્ટમને પાણીમાં ડુબાડવામાં આવે છે,ત્યારે તરંગલંબાઇ બદલાઈને $\lambda_w = \frac{\lambda}{\mu_w}$ થાય છે.
તેથી,નવી શલાકાની પહોળાઈ $\beta_w = \frac{\beta}{\mu_w} = \frac{0.2948}{4/3} = 0.2948 \times 0.75 = 0.2211 \, mm$.
122
EasyMCQ
યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં એકરંગી પ્રકાશના સ્થાને સફેદ પ્રકાશ લેવામાં આવે તો...
A
બધી પ્રકાશિત શલાકાઓ શ્વેત થશે.
B
બધી પ્રકાશિત શલાકાઓ જાંબલી અને રાતા રંગની વચ્ચેની થશે.
C
માત્ર કેન્દ્રીય શલાકા જ શ્વેત થશે, બાકીની બધી શલાકાઓ રંગીન થશે.
D
શલાકાઓ દેખાશે નહીં.

Solution

(C) યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં, કેન્દ્રીય શલાકા માટે પથ તફાવત સફેદ પ્રકાશની તમામ તરંગલંબાઈઓ માટે શૂન્ય હોય છે. તેથી, કેન્દ્રમાં બધા રંગો એકબીજા પર સંપાત થાય છે, જેના પરિણામે કેન્દ્રીય શલાકા સફેદ મળે છે. અન્ય સ્થાનો માટે, પથ તફાવત તરંગલંબાઈ પર આધાર રાખે છે $(\Delta x = d \sin \theta = n\lambda)$, જેના કારણે અલગ-અલગ રંગો અલગ-અલગ સ્થાનો પર શલાકાઓ બનાવે છે, પરિણામે રંગીન શલાકાઓ જોવા મળે છે.
123
EasyMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,જ્યારે $6000 \, \mathring{A}$ તરંગલંબાઈનો પ્રકાશ વાપરવામાં આવે અને પડદો $2.5 \, m$ ના અંતરે હોય,ત્યારે શલાકાની પહોળાઈ $0.8 \, mm$ મળે છે. જો આ પ્રયોગને $1.6$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા પ્રવાહીમાં કરવામાં આવે,તો નવી શલાકાની પહોળાઈ.....$mm$ થશે.
A
$0.5$
B
$0.6$
C
$0.4$
D
$0.2$

Solution

(A) હવામાં શલાકાની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta_{air} = \frac{\lambda D}{d} = 0.8 \, mm$ છે.
જ્યારે આખા સાધનને $\mu$ વક્રીભવનાંક ધરાવતા પ્રવાહીમાં ડૂબાડવામાં આવે,ત્યારે પ્રકાશની તરંગલંબાઈ બદલાઈને $\lambda' = \frac{\lambda}{\mu}$ થાય છે.
પરિણામે,નવી શલાકાની પહોળાઈ $\beta_{liquid} = \frac{\lambda' D}{d} = \frac{\lambda D}{\mu d} = \frac{\beta_{air}}{\mu}$ મળે છે.
આપેલ કિંમતો મૂકતા: $\beta_{liquid} = \frac{0.8 \, mm}{1.6} = 0.5 \, mm$.
124
EasyMCQ
વ્યતિકરણ ભાતમાં શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ છે. જો સ્ત્રોતની આવૃત્તિ બમણી કરવામાં આવે,તો શલાકાની પહોળાઈ ..... થશે.
A
$\frac{1}{2} \beta$
B
$\beta$
C
$2 \beta$
D
$\frac{3}{2} \beta$

Solution

(A) શલાકાની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
તરંગલંબાઈ $\lambda = \frac{c}{f}$ હોવાથી,જ્યાં $c$ એ પ્રકાશની ઝડપ છે અને $f$ એ આવૃત્તિ છે,આપણે લખી શકીએ કે $\beta = \frac{c D}{f d}$.
આ સમીકરણ પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે $\beta \propto \frac{1}{f}$.
જો આવૃત્તિ $f$ બમણી કરવામાં આવે $(f' = 2f)$,તો નવી શલાકાની પહોળાઈ $\beta'$ એ $\beta' = \frac{\beta}{2}$ અથવા $\frac{1}{2} \beta$ થશે.
125
MediumMCQ
યંગના બે સ્લિટના વ્યતિકરણના પ્રયોગમાં,બે સ્ત્રોતો વચ્ચેનું અંતર $0.1 / \pi \, mm$ છે. સ્ત્રોતથી પડદા વચ્ચેનું અંતર $25 \, cm$ છે. પ્રકાશની તરંગલંબાઈ $5000 \, \mathring{A}$ છે. તો પ્રથમ અપ્રકાશિત શલાકાની કોણીય સ્થિતિ ........$^o$ હશે.
A
$0.45$
B
$1.20$
C
$0.90$
D
$1.5$

Solution

(A) $n$-મી અપ્રકાશિત શલાકાનું કોણીય સ્થાન $\theta_n = (2n-1) \frac{\lambda}{2d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પ્રથમ અપ્રકાશિત શલાકા $(n=1)$ માટે,કોણીય સ્થાન $\theta = \frac{\lambda}{2d}$ થશે.
આપેલ છે: $\lambda = 5000 \, \mathring{A} = 5 \times 10^{-7} \, m$,$d = \frac{0.1}{\pi} \, mm = \frac{0.1}{\pi} \times 10^{-3} \, m = \frac{10^{-4}}{\pi} \, m$.
કિંમતો મૂકતા:
$\theta = \frac{5 \times 10^{-7}}{2 \times (10^{-4} / \pi)} = \frac{5 \times 10^{-7} \times \pi}{2 \times 10^{-4}} = 2.5 \times 10^{-3} \times \pi \text{ રેડિયન}$.
રેડિયનને અંશમાં ફેરવવા માટે $\frac{180}{\pi}$ વડે ગુણતા:
$\theta_{deg} = (2.5 \times 10^{-3} \times \pi) \times \frac{180}{\pi} = 2.5 \times 10^{-3} \times 180 = 0.45^o$.
126
EasyMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,બે સ્લિટ $A$ અને $B$ ને પ્રકાશિત કરવા માટે એકરંગી પ્રકાશનો ઉપયોગ થાય છે. સ્લિટની સામેના પડદા પર વ્યતિકરણ શલાકાઓ મેળવવામાં આવે છે. હવે,જો એક સ્લિટમાંથી આવતા પ્રકાશના માર્ગમાં જાડી કાચની તકતી મૂકવામાં આવે,તો:
Question diagram
A
શલાકાઓ અદ્રશ્ય થઈ જશે.
B
શલાકાની પહોળાઈ ઘટશે.
C
શલાકાની પહોળાઈ વધશે.
D
શલાકાની પહોળાઈમાં કોઈ ફેરફાર થશે નહીં.

Solution

(D) શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ એ સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં,$\lambda$ એ એકરંગી પ્રકાશની તરંગલંબાઈ છે,$D$ એ સ્લિટ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર છે,અને $d$ એ બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે.
જ્યારે એક કિરણના માર્ગમાં કાચની તકતી મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે વધારાનો પથ તફાવત ઉત્પન્ન કરે છે,જેના કારણે સમગ્ર વ્યતિકરણ ભાત (interference pattern) માં સ્થાનાંતર થાય છે.
જો કે,$\lambda$,$D$ અને $d$ પરિમાણો બદલાતા નથી.
તેથી,શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ અચળ રહે છે અને તેમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.
127
EasyMCQ
યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં જ્યારે સોડિયમ પ્રકાશ $(\lambda = 5898 \, \mathring A)$ વાપરવામાં આવે છે ત્યારે $92$ શલાકાઓ દેખાય છે. જો તેના બદલે $\lambda = 5461 \, \mathring A$ તરંગલંબાઈનો પ્રકાશ વાપરવામાં આવે,તો કેટલી શલાકાઓ દેખાશે?
A
$62$
B
$67$
C
$85$
D
$99$

Solution

(D) શલાકાઓની કોણીય પહોળાઈ અથવા દ્રશ્યક્ષેત્રમાં દેખાતી કુલ શલાકાઓની સંખ્યા વપરાયેલા પ્રકાશની તરંગલંબાઈના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે,જે સંબંધ $n_1 \lambda_1 = n_2 \lambda_2$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
અહીં,$n_1 = 92$,$\lambda_1 = 5898 \, \mathring A$,અને $\lambda_2 = 5461 \, \mathring A$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $92 \times 5898 = n_2 \times 5461$.
$n_2 = \frac{92 \times 5898}{5461}$.
$n_2 \approx 99.35$.
શલાકાઓની સંખ્યા પૂર્ણાંક હોવી જોઈએ,તેથી આપણે $99$ જવાબ લઈશું.
128
MediumMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,એક સ્લિટને એવી રીતે રંગવામાં આવે છે કે તેની તીવ્રતા બીજી સ્લિટ કરતા અડધી થઈ જાય છે. તો:
A
ફ્રિન્જ પેટર્ન અદૃશ્ય થઈ જશે.
B
પ્રકાશિત ફ્રિન્જ વધુ પ્રકાશિત અને અપ્રકાશિત ફ્રિન્જ વધુ ઘેરી બનશે.
C
પ્રકાશિત અને અપ્રકાશિત બંને ફ્રિન્જ વધુ ઘેરી બનશે.
D
અપ્રકાશિત ફ્રિન્જ ઓછી ઘેરી અને પ્રકાશિત ફ્રિન્જ ઓછી પ્રકાશિત બનશે.

Solution

(D) ધારો કે પ્રારંભિક તીવ્રતા $I_1 = I_2 = I_0$ છે. મહત્તમ તીવ્રતા $I_{max} = (\sqrt{I_1} + \sqrt{I_2})^2 = (2\sqrt{I_0})^2 = 4I_0$ અને ન્યૂનતમ તીવ્રતા $I_{min} = (\sqrt{I_1} - \sqrt{I_2})^2 = 0$ છે.
હવે,એક સ્લિટની તીવ્રતા અડધી કરવામાં આવે છે,એટલે કે $I_1 = I_0$ અને $I_2 = I_0/2$.
નવી મહત્તમ તીવ્રતા $I'_{max} = (\sqrt{I_0} + \sqrt{I_0/2})^2 = I_0(1 + 1/\sqrt{2})^2 \approx 2.91 I_0$ છે,જે મૂળ $4I_0$ કરતા ઓછી છે.
નવી ન્યૂનતમ તીવ્રતા $I'_{min} = (\sqrt{I_0} - \sqrt{I_0/2})^2 = I_0(1 - 1/\sqrt{2})^2 \approx 0.086 I_0$ છે,જે મૂળ $0$ કરતા વધારે છે.
તેથી,પ્રકાશિત ફ્રિન્જ ઓછી પ્રકાશિત બનશે અને અપ્રકાશિત ફ્રિન્જ ઓછી ઘેરી (વધુ પ્રકાશિત) બનશે.
129
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ પ્રયોગમાં $\lambda$ તરંગલંબાઈ માટે શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ છે. જ્યારે $t_1$ અને $t_2$ $(t_1 > t_2)$ જાડાઈની અને $\mu$ વક્રીભવનાંક ધરાવતી બે કાચની પ્લેટોને અનુક્રમે બે પ્રકાશ પુંજના માર્ગમાં મૂકવામાં આવે,ત્યારે શલાકાની ભાત કેટલા અંતરે ખસશે?
A
$\frac{\beta (\mu - 1)}{\lambda} (t_1 - t_2)$
B
$\frac{\beta (\mu - 1)}{\lambda} \left( \frac{t_1}{t_2} \right)$
C
$\frac{\mu \beta}{\lambda} \frac{t_1}{t_2}$
D
$(\mu - 1) \frac{\lambda}{\beta} (t_1 + t_2)$

Solution

(A) $t$ જાડાઈ અને $\mu$ વક્રીભવનાંક ધરાવતી કાચની પ્લેટને કારણે શલાકાની ભાતમાં થતું સ્થાનાંતર $\Delta x = \frac{\beta}{\lambda} (\mu - 1) t$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જ્યારે $t_1$ અને $t_2$ જાડાઈની બે પ્લેટોને બે અલગ અલગ પુંજના માર્ગમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રથમ પ્લેટ દ્વારા થતું સ્થાનાંતર $\Delta x_1 = \frac{\beta}{\lambda} (\mu - 1) t_1$ અને બીજી પ્લેટ દ્વારા થતું સ્થાનાંતર $\Delta x_2 = \frac{\beta}{\lambda} (\mu - 1) t_2$ છે.
પ્લેટો બે અલગ અલગ પુંજના માર્ગમાં હોવાથી,કુલ સ્થાનાંતર એ વ્યક્તિગત સ્થાનાંતરનો તફાવત છે:
$\Delta x_{net} = |\Delta x_1 - \Delta x_2| = \left| \frac{\beta}{\lambda} (\mu - 1) t_1 - \frac{\beta}{\lambda} (\mu - 1) t_2 \right|$.
આનું સાદું રૂપ આપતા,આપણને $\Delta x_{net} = \frac{\beta}{\lambda} (\mu - 1) (t_1 - t_2)$ મળે છે.
130
EasyMCQ
એકવર્ણી પ્રકાશનો ઉપયોગ કરીને યંગનો બે સ્લિટનો પ્રયોગ કરવામાં આવે છે,તો પડદા પર વ્યતિકરણ ભાતનો આકાર ..... છે.
A
અતિવલયાકાર
B
વર્તુળાકાર
C
સુરેખા
D
પરવલયાકાર

Solution

(A) $Y.D.S.E.$ માં,સમાન પથ તફાવત ધરાવતા બિંદુઓનો બિંદુપથ અતિવલય (hyperbola) હોય છે.
તેથી,પડદા પર રચાતી વ્યતિકરણ શલાકાઓનો આકાર અતિવલયાકાર હોય છે.
131
EasyMCQ
યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં, જો પ્રકાશની તરંગલંબાઈ ઘટાડવામાં આવે, તો શલાકાની પહોળાઈ .....
A
ઘટશે
B
કંઈ કહી શકાય નહીં
C
વધશે
D
બદલાઈ જશે

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.
આ સૂત્ર પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ એ તરંગલંબાઈ $\lambda$ ના સમપ્રમાણમાં છે $(\beta \propto \lambda)$.
તેથી, જો તરંગલંબાઈ $\lambda$ ઘટાડવામાં આવે, તો શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ પણ ઘટશે.
132
EasyMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $0.2 \, mm$ છે અને પડદો સ્લિટથી $200 \, cm$ દૂર છે. જો પ્રકાશની તરંગલંબાઈ $5000 \, \mathring{A}$ હોય,તો ત્રીજી પ્રકાશિત શલાકાનું મધ્યસ્થ શલાકાથી અંતર $cm$ માં શોધો.
A
$1.67$
B
$1.5$
C
$0.5$
D
$5$

Solution

(B) $n$-મી પ્રકાશિત શલાકાનું મધ્યસ્થ શલાકાથી અંતર શોધવાનું સૂત્ર: $x_n = n \frac{\lambda D}{d}$ છે.
આપેલ કિંમતો:
$n = 3$
$\lambda = 5000 \, \mathring{A} = 5000 \times 10^{-10} \, m = 5 \times 10^{-7} \, m$
$D = 200 \, cm = 2 \, m$
$d = 0.2 \, mm = 0.2 \times 10^{-3} \, m = 2 \times 10^{-4} \, m$
આ કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$x_3 = 3 \times \frac{(5 \times 10^{-7} \, m) \times (2 \, m)}{2 \times 10^{-4} \, m}$
$x_3 = 3 \times \frac{10 \times 10^{-7}}{2 \times 10^{-4}}$
$x_3 = 3 \times 5 \times 10^{-3} \, m$
$x_3 = 15 \times 10^{-3} \, m = 1.5 \times 10^{-2} \, m = 1.5 \, cm$.
આમ,અંતર $1.5 \, cm$ છે.
133
MediumMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,એકવર્ણી પ્રકાશનો ઉપયોગ કરીને સ્લિટ્સથી અમુક અંતરે રાખેલા પડદા પર વ્યતિકરણ શલાકાઓ મેળવવામાં આવે છે. જો પડદાને સ્લિટ્સ તરફ $5 \times 10^{-2} \, m$ ખસેડવામાં આવે,તો શલાકાની પહોળાઈમાં $3 \times 10^{-5} \, m$ નો ફેરફાર થાય છે. જો સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $10^{-3} \, m$ હોય,તો પ્રકાશની તરંગલંબાઈ શોધો.
A
$6 \times 10^{-5} \, m$
B
$6 \times 10^{-3} \, m$
C
$6 \times 10^3 \, m$
D
$6 \times 10^{-7} \, m$

Solution

(D) શલાકાની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
જ્યારે પડદાને $\Delta D$ જેટલો ખસેડવામાં આવે છે,ત્યારે શલાકાની પહોળાઈમાં થતો ફેરફાર $\Delta \beta = \frac{\lambda \Delta D}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે: $\Delta \beta = 3 \times 10^{-5} \, m$,$\Delta D = 5 \times 10^{-2} \, m$,અને $d = 10^{-3} \, m$.
તરંગલંબાઈ $\lambda$ શોધવા માટે સૂત્રને ફરીથી ગોઠવતા:
$\lambda = \frac{(\Delta \beta) d}{\Delta D}$
કિંમતો મૂકતા:
$\lambda = \frac{(3 \times 10^{-5} \, m) \times (10^{-3} \, m)}{5 \times 10^{-2} \, m}$
$\lambda = \frac{3 \times 10^{-8}}{5 \times 10^{-2}} \, m = 0.6 \times 10^{-6} \, m = 6 \times 10^{-7} \, m$.
134
MediumMCQ
યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં કેન્દ્રીય મહત્તમની તીવ્રતા $I_0$ છે. જો તેમાંથી એક સ્લિટને બંધ કરી દેવામાં આવે,તો કેન્દ્રીય મહત્તમની તીવ્રતા .....
A
$I_0 / 2$
B
$I_0 / \sqrt{2}$
C
$I_0 / 4$
D
$I_0$

Solution

(C) યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં,કેન્દ્રીય મહત્તમ તીવ્રતા $I_{max} = (\sqrt{I_1} + \sqrt{I_2})^2$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
બંને સ્લિટની તીવ્રતા સમાન $I$ હોવાથી,$I_0 = (\sqrt{I} + \sqrt{I})^2 = (2\sqrt{I})^2 = 4I$ મળે છે.
તેથી,એક સ્લિટની તીવ્રતા $I = I_0 / 4$ થાય.
જ્યારે એક સ્લિટ બંધ કરવામાં આવે છે,ત્યારે માત્ર બીજી સ્લિટમાંથી આવતો પ્રકાશ જ પડદા પર પહોંચે છે.
આમ,કેન્દ્ર પર નવી તીવ્રતા એક સ્લિટની તીવ્રતા જેટલી એટલે કે $I = I_0 / 4$ થશે.
135
EasyMCQ
યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં નીચેનામાંથી કઈ ઘટનાઓ જોવા મળે છે?
A
માત્ર વ્યતિકરણ થાય છે.
B
માત્ર વિવર્તન થાય છે.
C
વિવર્તન અને વ્યતિકરણ બંને થાય છે.
D
ઉપરનામાંથી એકપણ નહીં.

Solution

(C) યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં વ્યતિકરણ અને વિવર્તન બંને ઘટનાઓ જોવા મળે છે.
દરેક સ્લિટ પર પ્રકાશનું વિવર્તન થાય છે,જે પ્રકાશના ઉદગમ તરીકે કાર્ય કરે છે.
પડદા પર આ બે સ્લિટમાંથી આવતા પ્રકાશના તરંગો વચ્ચે વ્યતિકરણ રચાય છે.
136
EasyMCQ
પ્રકાશના વ્યતિકરણની ઘટનાનો સૌપ્રથમ અભ્યાસ કરનાર વૈજ્ઞાનિક કોણ હતા?
A
ન્યૂટન
B
યંગ
C
ફેનેલ
D
હાઈગેન

Solution

(B) પ્રકાશના વ્યતિકરણની ઘટનાનો સૌપ્રથમ અભ્યાસ થોમસ યંગ દ્વારા તેમના પ્રખ્યાત ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં $1801$ માં કરવામાં આવ્યો હતો. આ પ્રયોગે પ્રકાશના તરંગ સ્વરૂપ માટે મજબૂત પુરાવા પૂરા પાડ્યા હતા.
137
EasyMCQ
બે અલગ-અલગ યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગોમાં,જ્યારે તરંગલંબાઈનો ગુણોત્તર $1:2$ હોય ત્યારે શલાકાની પહોળાઈ સમાન રહે છે. જો બંને કિસ્સાઓમાં સ્લિટ વચ્ચેના અંતરનો ગુણોત્તર $2:1$ હોય,તો બંને પ્રયોગોમાં સ્લિટ 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 પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે,જ્યાં $\lambda$ એ તરંગલંબાઈ છે,$D$ એ સ્લિટ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર છે,અને $d$ એ સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે.
આપેલ છે કે બંને પ્રયોગોમાં શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ સમાન છે,તેથી $\beta_1 = \beta_2$.
તેથી,$\frac{\lambda_1 D_1}{d_1} = \frac{\lambda_2 D_2}{d_2}$.
અંતરના ગુણોત્તર $\frac{D_1}{D_2}$ માટે સૂત્રને ગોઠવતા,આપણને મળે $\frac{D_1}{D_2} = \frac{\lambda_2}{\lambda_1} \times \frac{d_1}{d_2}$.
આપેલ છે કે $\frac{\lambda_1}{\lambda_2} = \frac{1}{2}$ (તેથી $\frac{\lambda_2}{\lambda_1} = 2$) અને $\frac{d_1}{d_2} = \frac{2}{1} = 2$.
આ કિંમતો મૂકતા: $\frac{D_1}{D_2} = 2 \times 2 = 4$.
આમ,ગુણોત્તર $4:1$ છે.
138
DifficultMCQ
યંગનો બે સ્લિટનો પ્રયોગ $550 \,nm$ ની તરંગલંબાઈ માટે કરવામાં આવે છે. જો બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $1.10 \,mm$ અને પડદા અને સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $1 \,m$ હોય,તો બે ક્રમિક પ્રકાશિત કે અપ્રકાશિત શલાકાઓ વચ્ચેનું અંતર .....$mm$ છે.
A
$1.5$
B
$1$
C
$0.5$
D
એકપણ નહિ

Solution

(C) યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં શલાકાની પહોળાઈ $\beta$ માટેનું સૂત્ર: $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
આપેલ કિંમતો:
તરંગલંબાઈ $\lambda = 550 \,nm = 550 \times 10^{-9} \,m$.
બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $d = 1.10 \,mm = 1.10 \times 10^{-3} \,m$.
પડદા અને સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $D = 1 \,m$.
આ કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$\beta = \frac{550 \times 10^{-9} \times 1}{1.10 \times 10^{-3}}$
$\beta = \frac{550}{1.10} \times 10^{-6} \,m$
$\beta = 500 \times 10^{-6} \,m = 0.5 \times 10^{-3} \,m$.
કારણ કે $10^{-3} \,m = 1 \,mm$,તેથી $\beta = 0.5 \,mm$ મળે છે.
139
DifficultMCQ
$6000 \, Å$ તરંગલંબાઈ ધરાવતો પ્રકાશ બે સ્લિટ પર આપાત થાય છે। સ્લિટો વચ્ચેનું અંતર $0.1 \, cm$ છે અને પડદો તેનાથી $1 \, m$ અંતરે મૂકવામાં આવ્યો છે। $10$ માં મહત્તમની કોણીય સ્થિતિ રેડિયનમાં શોધો।
A
$3 \times 10^8 \, rad$
B
$3 \times 10^{-1} \, rad$
C
$6 \times 10^{-3} \, rad$
D
$3 \times 10^5 \, rad$

Solution

(C) આપેલ છે: તરંગલંબાઈ $\lambda = 6000 \, Å = 6 \times 10^{-7} \, m$.
સ્લિટો વચ્ચેનું અંતર $d = 0.1 \, cm = 10^{-3} \, m$.
મહત્તમનો ક્રમ $n = 10$.
યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં $n$ માં મહત્તમ માટે કોણીય સ્થિતિ $\theta_n$ નું સૂત્ર $\sin \theta_n = \frac{n \lambda}{d}$ છે.
નાના ખૂણાઓ માટે, $\sin \theta_n \approx \theta_n$ લેતા.
તેથી, $\theta_n = \frac{n \lambda}{d} = \frac{10 \times 6 \times 10^{-7} \, m}{10^{-3} \, m}$.
$\theta_n = 6 \times 10^{-3} \, rad$.
140
EasyMCQ
યંગના વ્યતિકરણના પ્રયોગમાં,જો કોઈ એક કિરણના માર્ગમાં $t$ જાડાઈની ધાતુની પ્લેટ મૂકવામાં આવે,તો:
A
શલાકાઓની પહોળાઈ વધે છે.
B
શલાકાઓ અદ્રશ્ય થઈ જાય છે.
C
શલાકાઓનું સ્થાનાંતર (shift) થાય છે.
D
શલાકાઓ ધૂંધળી બની જાય છે.

Solution

(B) જ્યારે યંગના વ્યતિકરણના પ્રયોગમાં કોઈ એક કિરણના માર્ગમાં $t$ જાડાઈની ધાતુની પ્લેટ મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તે કિરણ ધાતુની પ્લેટ દ્વારા સંપૂર્ણપણે અવરોધાય છે.
ધાતુ અપારદર્શક હોવાથી,તેમાંથી પ્રકાશ પસાર થઈ શકતો નથી.
પરિણામે,તે ચોક્કસ ઉદગમમાંથી આવતો પ્રકાશ પડદા સુધી પહોંચતો નથી.
વ્યતિકરણ માટે બે સુસંબદ્ધ ઉદગમોમાંથી આવતા પ્રકાશના તરંગોનું સંપાતીકરણ જરૂરી છે,અને અહીં એક ઉદગમ અવરોધાઈ ગયું હોવાથી,વ્યતિકરણ ભાત રચાશે નહીં.
તેથી,શલાકાઓ અદ્રશ્ય થઈ જાય છે.
141
DifficultMCQ
પ્રકાશનું વ્યતિકરણ સતત મેળવવા માટેની બે શરતો લખો. યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં,$400 \, nm$ તરંગલંબાઈનો પ્રકાશ વાપરતા $'X'$ પહોળાઈની વ્યતિકરણ શલાકાઓ મળે છે. જો પ્રકાશની તરંગલંબાઈ વધારીને $600 \, nm$ કરવામાં આવે અને સ્લિટો વચ્ચેનું અંતર અડધું કરવામાં આવે,તો બંને કિસ્સામાં શલાકાની પહોળાઈ સમાન રહેતી હોય તો પડદા અને સ્લિટો વચ્ચેના અંતરનો ગુણોત્તર શોધો.
A
$2$
B
$3$
C
$4$
D
$6$

Solution

(B) પ્રકાશનું વ્યતિકરણ સતત મેળવવા માટેની શરતો: $(i)$ ઉદગમો સુસંબદ્ધ હોવા જોઈએ. $(ii)$ ઉદગમો એકવર્ણી હોવા જોઈએ.
શલાકાની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
પ્રથમ કિસ્સા માટે: $\beta_1 = \frac{\lambda_1 D_1}{d_1}$,જ્યાં $\lambda_1 = 400 \, nm$.
બીજા કિસ્સા માટે: $\beta_2 = \frac{\lambda_2 D_2}{d_2}$,જ્યાં $\lambda_2 = 600 \, nm$ અને $d_2 = \frac{d_1}{2}$.
શલાકાની પહોળાઈ સમાન હોવાથી,$\beta_1 = \beta_2$:
$\frac{\lambda_1 D_1}{d_1} = \frac{\lambda_2 D_2}{d_2}$
$\frac{D_1}{D_2} = \frac{\lambda_2 d_1}{\lambda_1 d_2} = \frac{600}{400} \times \frac{d_1}{d_1/2} = \frac{3}{2} \times 2 = 3$.
આમ,અંતરનો ગુણોત્તર $3:1$ છે.
142
MediumMCQ
યંગના દ્વિ-સ્લીટ પ્રયોગમાં પડદા પર રચાતી શલાકાની કોણીય પહોળાઈ $\pi / 200$ છે. જો $4800 \, \mathring{A}$ તરંગલંબાઈવાળો પ્રકાશ ઉપયોગમાં લેવામાં આવે,તો સ્લીટો વચ્ચેનું અંતર શોધો.
A
$1.92 \times 10^{-4} \, m$
B
$9.6 \times 10^{-5} \, m$
C
$3.84 \times 10^{-4} \, m$
D
$4.8 \times 10^{-5} \, m$

Solution

(B) યંગના દ્વિ-સ્લીટ પ્રયોગમાં શલાકાની કોણીય પહોળાઈ $\theta$ નું સૂત્ર: $\theta = \frac{\lambda}{d}$ છે.
અહીં,$\lambda = 4800 \, \mathring{A} = 4800 \times 10^{-10} \, m$ અને $\theta = \frac{\pi}{200} \, rad$ છે.
સ્લીટો વચ્ચેનું અંતર $d$ શોધવા માટે સૂત્રને ફરીથી ગોઠવતા:
$d = \frac{\lambda}{\theta} = \frac{4800 \times 10^{-10}}{\pi / 200}$.
$d = \frac{4800 \times 10^{-10} \times 200}{\pi}$.
$d = \frac{960000 \times 10^{-10}}{\pi} = \frac{9.6 \times 10^5 \times 10^{-10}}{\pi} = \frac{9.6 \times 10^{-5}}{\pi} \, m$.
143
MediumMCQ
યંગના ડબલ સ્લિટ વ્યતિકરણ પ્રયોગમાં સ્લિટની પહોળાઈનો ગુણોત્તર $1:25$ છે. તો વ્યતિકરણ ભાતમાં મહત્તમ અને ન્યૂનત્તમ તીવ્રતાનો ગુણોત્તર શોધો.
A
$1:5$
B
$3:2$
C
$9:4$
D
$1:25$

Solution

(C) પ્રકાશની તીવ્રતા $I$ એ સ્લિટની પહોળાઈ $w$ ના સમપ્રમાણમાં હોય છે,તેથી $I_1/I_2 = w_1/w_2 = 1/25$ થાય.
ધારો કે $I_1 = I_0$ અને $I_2 = 25I_0$. તો કંપવિસ્તાર $a_1 = \sqrt{I_0}$ અને $a_2 = \sqrt{25I_0} = 5\sqrt{I_0}$ થશે.
મહત્તમ તીવ્રતા $I_{max} = (\sqrt{I_1} + \sqrt{I_2})^2 = (\sqrt{I_0} + 5\sqrt{I_0})^2 = (6\sqrt{I_0})^2 = 36I_0$ મળે.
ન્યૂનત્તમ તીવ્રતા $I_{min} = (\sqrt{I_2} - \sqrt{I_1})^2 = (5\sqrt{I_0} - \sqrt{I_0})^2 = (4\sqrt{I_0})^2 = 16I_0$ મળે.
આમ,મહત્તમ અને ન્યૂનત્તમ તીવ્રતાનો ગુણોત્તર $I_{max}/I_{min} = 36I_0 / 16I_0 = 36/16 = 9/4$ એટલે કે $9:4$ થાય.
144
MediumMCQ
યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં,બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $3 \, cm$ છે,સ્લિટથી પડદાનું અંતર $7 \, cm$ છે અને પ્રકાશની તરંગલંબાઈ $1000 \, \mathring{A}$ છે. શલાકાની પહોળાઈ શોધો.
A
$2 \times 10^{-5} \, m$
B
$2 \times 10^{-9} \, m$
C
$0.2 \times 10^{-6} \, m$
D
$2.3 \times 10^{-7} \, m$

Solution

(D) શલાકાની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
આપેલ છે:
તરંગલંબાઈ $\lambda = 1000 \, \mathring{A} = 1000 \times 10^{-10} \, m = 10^{-7} \, m$.
બે સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $d = 3 \, cm = 3 \times 10^{-2} \, m$.
પડદાનું અંતર $D = 7 \, cm = 7 \times 10^{-2} \, m$.
કિંમતો મૂકતા:
$\beta = \frac{10^{-7} \times 7 \times 10^{-2}}{3 \times 10^{-2}}$
$\beta = \frac{7}{3} \times 10^{-7} \, m$
$\beta \approx 2.33 \times 10^{-7} \, m$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.
145
MediumMCQ
બે સ્લિટના પ્રયોગમાં સોડિયમ પ્રકાશ $(\lambda = 5890 \, \mathring{A})$ માટે શલાકાની કોણીય પહોળાઈ $0.20^o$ છે. જો શલાકાની પહોળાઈમાં $10\%$ નો વધારો થાય, તો તરંગલંબાઈમાં થતો ફેરફાર કેટલો હશે?
A
$589 \, \mathring{A}$ જેટલો વધશે.
B
$589 \, \mathring{A}$ જેટલો ઘટશે.
C
$6479 \, \mathring{A}$ જેટલો વધશે.
D
શૂન્ય થશે.

Solution

(A) શલાકાની કોણીય પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda}{d}$ છે, જે દર્શાવે છે કે $\beta \propto \lambda$.
ધારો કે પ્રારંભિક તરંગલંબાઈ $\lambda_1 = 5890 \, \mathring{A}$ અને પ્રારંભિક કોણીય પહોળાઈ $\beta_1 = 0.20^o$ છે.
નવી કોણીય પહોળાઈ $\beta_2 = \beta_1 + 10\% \text{ of } \beta_1 = 0.20 + 0.02 = 0.22^o$ થશે.
પ્રમાણસરતા $\frac{\beta_1}{\beta_2} = \frac{\lambda_1}{\lambda_2}$ નો ઉપયોગ કરતા, આપણને $\frac{0.20}{0.22} = \frac{5890}{\lambda_2}$ મળે છે.
$\lambda_2 = 5890 \times \frac{0.22}{0.20} = 5890 \times 1.1 = 6479 \, \mathring{A}$.
તરંગલંબાઈમાં થતો ફેરફાર $\Delta \lambda = \lambda_2 - \lambda_1 = 6479 - 5890 = 589 \, \mathring{A}$.
આમ, તરંગલંબાઈમાં $589 \, \mathring{A}$ નો વધારો થશે.
146
MediumMCQ
સ્લિટોની જોડી પર $630 \, nm$ તરંગલંબાઈ ધરાવતો લેસર પ્રકાશ આપાત કરવાથી સર્જાતા વ્યતિકરણમાં શલાકાની પહોળાઈ $8.1 \, mm$ છે. બીજા એક પ્રકાશ વડે રચાતી વ્યતિકરણ ભાતમાં શલાકાની પહોળાઈ $7.2 \, mm$ છે. તો,આ બીજા પ્રકાશની તરંગલંબાઈ $nm$ માં શોધો.
A
$580$
B
$620$
C
$480$
D
$560$

Solution

(D) યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગમાં શલાકાની પહોળાઈ $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં $D$ અને $d$ અચળ હોવાથી,શલાકાની પહોળાઈ તરંગલંબાઈના સમપ્રમાણમાં હોય છે: $\beta \propto \lambda$.
તેથી,આપણે ગુણોત્તર લખી શકીએ: $\frac{\beta_2}{\beta_1} = \frac{\lambda_2}{\lambda_1}$.
આપેલ છે: $\lambda_1 = 630 \, nm$,$\beta_1 = 8.1 \, mm$,અને $\beta_2 = 7.2 \, mm$.
કિંમતો મૂકતા: $\lambda_2 = \frac{\beta_2}{\beta_1} \times \lambda_1$.
$\lambda_2 = \frac{7.2}{8.1} \times 630$.
$\lambda_2 = \frac{8}{9} \times 630 = 8 \times 70 = 560 \, nm$.
147
EasyMCQ
યંગનો ડબલ સ્લિટ પ્રયોગ એક સમયે એક રંગ માટે,લીલો પ્રકાશ,લાલ પ્રકાશ અને વાદળી પ્રકાશનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. નોંધાયેલ ફ્રિન્જની પહોળાઈ અનુક્રમે $\beta_G, \beta_R,$ અને $\beta_B$ છે. તો:
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 પ્રયોગમાં ફ્રિન્જની પહોળાઈનું સૂત્ર $\beta = \frac{\lambda D}{d}$ છે.
આપેલ પ્રાયોગિક સેટઅપ માટે,સ્લિટ્સ વચ્ચેનું અંતર $(d)$ અને સ્લિટ્સ તથા પડદા વચ્ચેનું અંતર $(D)$ અચળ રહે છે.
તેથી,ફ્રિન્જની પહોળાઈ વપરાયેલા પ્રકાશની તરંગલંબાઇના સમપ્રમાણમાં હોય છે: $\beta \propto \lambda$.
આપણે જાણીએ છીએ કે આપેલા રંગો માટે તરંગલંબાઇનો ક્રમ $\lambda_R > \lambda_G > \lambda_B$ છે.
ફ્રિન્જની પહોળાઈ તરંગલંબાઇના સમપ્રમાણમાં હોવાથી,ફ્રિન્જની પહોળાઈનો ક્રમ $\beta_R > \beta_G > \beta_B$ થશે.
148
DifficultMCQ
યંગના ડબલ-સ્લિટના પ્રયોગમાં બંને સ્લિટ એકબીજાથી $2 \, mm$ દૂર છે અને તે $\lambda_1 = 12000 \, \mathring{A}$ અને $\lambda_2 = 10000 \, \mathring{A}$ એમ બે તરંગલંબાઈવાળા પ્રકાશથી પ્રકાશિત કરવામાં આવે છે. સામાન્ય મધ્યસ્થ પ્રકાશિત શલાકાથી પડદા પર કયા લઘુતમ અંતરે એક વ્યતિકરણભાતની પ્રકાશિત શલાકા અને બીજાની પ્રકાશિત શલાકા એકબીજા પર સંપાત થશે? બે સ્લિટ અને પડદા વચ્ચેનું અંતર $2 \, m$ છે.
A
$6$
B
$4$
C
$3$
D
$8$

Solution

(A) આપેલ છે: સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $d = 2 \, mm = 2 \times 10^{-3} \, m$,પડદાનું અંતર $D = 2 \, m$,$\lambda_1 = 12000 \times 10^{-10} \, m$,$\lambda_2 = 10000 \times 10^{-10} \, m$.
પ્રકાશિત શલાકાઓ સંપાત થાય તે માટે,સ્થાન $x$ નીચે મુજબ 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 $\frac{n_1}{n_2} = \frac{\lambda_2}{\lambda_1}$.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{n_1}{n_2} = \frac{10000}{12000} = \frac{5}{6}$.
લઘુતમ અંતર માટે,આપણે સૌથી નાના પૂર્ણાંકો $n_1 = 5$ અને $n_2 = 6$ લઈશું.
હવે,$x$ ની ગણતરી કરીએ: $x = \frac{n_1 \lambda_1 D}{d} = \frac{5 \times 12000 \times 10^{-10} \times 2}{2 \times 10^{-3}}$.
$x = 5 \times 12000 \times 10^{-7} \, m = 60000 \times 10^{-7} \, m = 6 \times 10^{-3} \, m = 6 \, mm$.
149
MediumMCQ
યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં,સોડિયમ પ્રકાશનો ઉપયોગ કરતા સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર $0.589 \, mm$ છે. તૃતીય મહત્તમ અને કેન્દ્રીય મહત્તમ વચ્ચેનું કોણીય અંતર કેટલું હશે? $(\lambda = 589 \, nm)$
A
$sin^{-1} (0.33 \times 10^{-6})$
B
$sin^{-1} (3 \times 10^{-6})$
C
$sin^{-1} (3 \times 10^{-8})$
D
$sin^{-1} (0.33 \times 10^{-8})$

Solution

(B) યંગના બે સ્લિટના પ્રયોગમાં સહાયક વ્યતિકરણ (મહત્તમ) માટેની શરત $d \sin \theta = n \lambda$ છે,જ્યાં $d$ એ સ્લિટ વચ્ચેનું અંતર છે,$\theta$ એ કોણીય સ્થાન છે,$n$ એ મહત્તમનો ક્રમ છે અને $\lambda$ એ તરંગલંબાઇ છે.
આપેલ છે: $d = 0.589 \, mm = 0.589 \times 10^{-3} \, m$,$\lambda = 589 \, nm = 589 \times 10^{-9} \, m$,અને $n = 3$.
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા:
$0.589 \times 10^{-3} \sin \theta = 3 \times 589 \times 10^{-9}$
$\sin \theta = \frac{3 \times 589 \times 10^{-9}}{0.589 \times 10^{-3}}$
$\sin \theta = \frac{3 \times 589 \times 10^{-9}}{589 \times 10^{-6}}$
$\sin \theta = 3 \times 10^{-3} \times 10^{-3} = 3 \times 10^{-6}$
તેથી,$\theta = \sin^{-1} (3 \times 10^{-6})$.
150
MediumMCQ
$590 \, nm$ તરંગલંબાઈ અને અજ્ઞાત તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશનું મિશ્રણ યંગના પ્રયોગમાં બે સ્લિટ પર આપાત કરવામાં આવે છે. બંને પ્રકાશની મધ્યસ્થ પ્રકાશિત શલાકાઓ એકબીજા પર સંપાત થાય છે. જો જ્ઞાત તરંગલંબાઈની $3^{rd}$ પ્રકાશિત શલાકા અને અજ્ઞાત તરંગલંબાઈની $4^{th}$ પ્રકાશિત શલાકા એકબીજા પર સંપાત થતી હોય,તો અજ્ઞાત તરંગલંબાઈ $nm$ માં શોધો.
A
$393.4$
B
$885$
C
$442.5$
D
$776.8$

Solution

(C) યંગના પ્રયોગમાં પ્રકાશિત શલાકાનું સ્થાન $y = \frac{n \lambda D}{d}$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જ્યારે શલાકાઓ સંપાત થાય,ત્યારે તેમના સ્થાન સમાન હોય છે: $y_1 = y_2$.
તેથી,$n_1 \lambda_1 = n_2 \lambda_2$.
આપેલ છે: $\lambda_1 = 590 \, nm$,$n_1 = 3$,$n_2 = 4$.
કિંમતો મૂકતા: $3 \times 590 = 4 \times \lambda_2$.
$\lambda_2 = \frac{3 \times 590}{4} = \frac{1770}{4} = 442.5 \, nm$.

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.