मानव नेत्र तथा रंगबिरंगा संसार

अध्याय: मानव नेत्र तथा रंगबिरंगा संसार

कक्षा: 10 (विज्ञान - MP Board)

त्वरित पुनरीक्षण नोट्स / फॉर्मूला शीट

---

1. मानव नेत्र (Human Eye)

मानव नेत्र एक प्राकृतिक ऑप्टिकल उपकरण है जो हमें देखने की क्षमता प्रदान करता है।

मुख्य भाग और उनके कार्य:
कॉर्निया (Cornea): नेत्र के आगे का पारदर्शी भाग, प्रकाश इसी से नेत्र में प्रवेश करता है। अधिकांश अपवर्तन यहीं होता है।
परितारिका (Iris): पुतली के आकार को नियंत्रित करने वाली गहरे रंग की पेशीय डायफ्राम।
पुतली (Pupil): नेत्र में प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित करती है।
नेत्र लेंस (Eye Lens): उत्तल लेंस जो रेटिना पर वस्तु का वास्तविक और उल्टा प्रतिबिंब बनाता है।
पक्षाभ पेशियां (Ciliary Muscles): नेत्र लेंस की वक्रता को बदलकर उसकी फोकस दूरी को समायोजित करती हैं।
दृष्टि पटल (Retina): वह पर्दा जिस पर प्रतिबिंब बनता है। इस पर प्रकाश संवेदी कोशिकाएं (शलाकाएं और शंकु) होती हैं।
दृक तंत्रिका (Optic Nerve): रेटिना से विद्युत सिग्नलों को मस्तिष्क तक पहुँचाती है।

---

2. समंजन क्षमता (Power of Accommodation)

नेत्र लेंस की वह क्षमता जिसके कारण वह अपनी फोकस दूरी को समायोजित करके दूर या पास की वस्तुओं को स्पष्ट देख सकता है, समंजन क्षमता कहलाती है।

स्पष्ट दर्शन की न्यूनतम दूरी (Near Point): सामान्य नेत्र के लिए यह दूरी 25 सेमी होती है।
दूर बिंदु (Far Point): सामान्य नेत्र के लिए अनंत (Infinity) होता है।

---

3. दृष्टि दोष तथा उनका निवारण (Vision Defects and Correction)

#### (क) निकट दृष्टि दोष (Myopia / Short-sightedness)

परिभाषा: व्यक्ति निकट की वस्तुएं स्पष्ट देख सकता है, परंतु दूर की वस्तुएं स्पष्ट नहीं देख पाता।
कारण:

1. नेत्र लेंस की फोकस दूरी का कम हो जाना।

2. नेत्र गोलक का लंबा हो जाना।

निवारण: इसके निवारण के लिए अवतल लेंस (Concave Lens) के चश्मे का उपयोग किया जाता है।

#### (ख) दूर दृष्टि दोष (Hypermetropia / Long-sightedness)

परिभाषा: व्यक्ति दूर की वस्तुएं स्पष्ट देख सकता है, परंतु पास की वस्तुएं स्पष्ट नहीं देख पाता।
कारण:

1. नेत्र लेंस की फोकस दूरी का बढ़ जाना।

2. नेत्र गोलक का छोटा हो जाना।

निवारण: इसके निवारण के लिए उत्तल लेंस (Convex Lens) के चश्मे का उपयोग किया जाता है।

#### (ग) जरा-दृष्टि दोष (Presbyopia)

परिभाषा: आयु में वृद्धि के साथ नेत्र की समंजन क्षमता घट जाती है। इसमें पास और दूर दोनों की वस्तुएं धुंधली दिखाई देती हैं।
निवारण: द्वifocal (द्वifocus) लेंस का उपयोग किया जाता है।

#### (घ) मोतियाबिंद (Cataract)

परिभाषा: बढ़ती उम्र के कारण कुछ लोगों के नेत्र का क्रिस्टलीय लेंस दूधिया तथा धुंधला हो जाता है। इसे मोतियाबिंद कहते हैं। शल्य चिकित्सा (Surgery) द्वारा इसे ठीक किया जाता है।

---

4. प्रिज्म से प्रकाश का अपवर्तन और विक्षेपण (Refraction and Dispersion through a Prism)

अपवर्तन कोण / विचलन कोण: जब प्रकाश किरण प्रिज्म से गुजरती है, तो वह आपतित किरण की दिशा से मुड़ जाती है। आपतित किरण और निर्गत किरण के बीच के कोण को विचलन कोण (\delta) कहते हैं।
प्रकाश का विक्षेपण (Dispersion of Light):
श्वेत प्रकाश का अपने सात अवयवी रंगों (V-I-B-G-Y-O-R) में विभक्त होने की घटना को विक्षेपण कहते हैं।
क्रम (नीचे से ऊपर): बैंगनी (Violet), जामुनी (Indigo), नीला (Blue), हरा (Green), पीला (Yellow), नारंगी (Orange), लाल (Red) - VIBGYOR।
कारण: अलग-अलग रंगों के प्रकाश का प्रिज्म द्वारा अलग-अलग गति से मुड़ना (लाल रंग सबसे कम और बैंगनी रंग सबसे अधिक झुकता है)।

---

5. वायुमंडलीय अपवर्तन (Atmospheric Refraction)

पृथ्वी के वायुमंडल के अपवर्तनांक में लगातार बदलाव के कारण प्रकाश के अपवर्तन को वायुमंडलीय अपवर्तन कहते हैं।

महत्वपूर्ण घटनाएं:

1. तारों का टिमटिमाना (Twinkling of Stars): तारों से आने वाले प्रकाश का वायुमंडल द्वारा लगातार अपवर्तन होना।

2. अग्रिम सूर्योदय तथा विलंबित सूर्यास्त: सूर्य वास्तविक सूर्योदय से लगभग 2 मिनट पहले और सूर्यास्त के 2 मिनट बाद तक दिखाई देता है।

3. तारे अपनी वास्तविक स्थिति से ऊंचे दिखाई देते हैं।

---

6. प्रकाश का प्रकीर्णन (Scattering of Light)

जब प्रकाश किसी ऐसे माध्यम से गुजरता है जिसमें धूल के कण या गैस के अणु होते हैं, तो प्रकाश सभी दिशाओं में फैल जाता है। इसे प्रकीर्णन कहते हैं।

रेले का प्रकीर्णन नियम: प्रकीर्णित प्रकाश की तीव्रता तरंगदैर्ध्य (\lambda) की चतुर्थ घात के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
Intensity \propto 1 / (\lambda)^4
(कम तरंगदैर्ध्य वाले रंग जैसे नीला और बैंगनी अधिक प्रकीर्णित होते हैं, जबकि अधिक तरंगदैर्ध्य वाला लाल रंग बहुत कम प्रकीर्णित होता है)।

महत्वपूर्ण प्राकृतिक घटनाएं:

1. आकाश का रंग नीला दिखना: नीले रंग का प्रकीर्णन लाल रंग की तुलना में अधिक होता है।

2. सूर्योदय और सूर्यास्त के समय सूर्य का लाल दिखाई देना: लाल प्रकाश का प्रकीर्णन सबसे कम होता है, इसलिए वह लंबी दूरी तय करके हमारी आंखों तक पहुंच जाता है।

3. खतरे के सिग्नलों का लाल होना: लाल रंग दूर से भी स्पष्ट दिखाई देता है क्योंकि इसका प्रकीर्णन सबसे कम होता है।

Q1. एक व्यक्ति 50 सेमी से कम दूरी पर रखी वस्तुओं को स्पष्ट रूप से देखने में असमर्थ है। (a) व्यक्ति में किस प्रकार का दृष्टि दोष है, पहचानिए। (b) इस दोष के दो संभावित कारण लिखिए। (c) 25 सेमी पर रखी पुस्तक को स्पष्ट रूप से पढ़ने के लिए आवश्यक संशोधक लेंस की फोकस दूरी और क्षमता की गणना कीजिए। सामान्य निकट बिंदु 25 सेमी मानिए। 5 Marks

उत्तर (Answer): (a) दृष्टि दोष की पहचान:\nव्यक्ति 'दूरदृष्टि दोष' (Hypermetropia) से पीड़ित है। इस दोष में व्यक्ति दूर की वस्तुओं को स्पष्ट देख सकता है, परंतु पास की वस्तुओं को स्पष्ट नहीं देख पाता है। (b) दूरदृष्टि दोष के कारण: 1. **नेत्र गोलक का छोटा हो जाना:** नेत्र लेंस और रेटिना के बीच की दूरी कम हो जाती है, जिससे प्रतिबिंब रेटिना के पीछे बनता है। 2. **नेत्र लेंस की फोकस दूरी का अत्यधिक होना:** नेत्र लेंस की अभिसारी क्षमता कम हो जाती है या फोकस दूरी बढ़ जाती है, जिससे निकट बिंदु से आने वाली प्रकाश किरणें रेटिना पर केंद्रित होने के बजाय उसके पीछे केंद्रित होती हैं। (c) आंकिक गणना: * दिया गया है: - वस्तु की दूरी, $u = -25$ सेमी (सामान्य निकट बिंदु जहाँ पुस्तक रखी गई है) - प्रतिबिंब की दूरी, $v = -50$ सेमी (दोषयुक्त नेत्र का निकट बिंदु जहाँ प्रतिबिंब बनना चाहिए) * लेंस सूत्र का उपयोग करने पर: $$\frac{1}{f} = \frac{1}{v} - \frac{1}{u}$| * मान रखने पर: $$\frac{1}{f} = \frac{1}{-50} - \frac{1}{-25}$$ $$\frac{1}{f} = -\frac{1}{50} + \frac{1}{25}$| $$\frac{1}{f} = \frac{-1 + 2}{50} = \frac{1}{50}$| अतः, फोकस दूरी $f = +50$ सेमी $= +0.5$ मीटर। * लेंस की क्षमता ($P$) की गणना: $$P = \frac{1}{f \text{ (मीटर में)}}$$ $$P = \frac{1}{0.5} = +2.0 \text{ D}$| * निष्कर्ष:\nइस दोष को सुधारने के लिए $+50$ सेमी फोकस दूरी और $+2.0$ D क्षमता वाले उत्तल लेंस की आवश्यकता होती है।

Q2. एक स्वच्छ और नामांकित आरेख के वर्णन की सहायता से मानव आँख की संरचना और कार्यप्रणाली की व्याख्या कीजिए। साथ ही, समंजन क्षमता (Power of accommodation) की परिघटना को समझाइए। 5 Marks

उत्तर (Answer): ### मानव आँख की संरचना\nमानव आँख सबसे मूल्यवान और संवेदनशील ज्ञानेंद्रियों में से एक है। यह हमें अपने आस-पास की अद्भुत दुनिया और रंगों को देखने में सक्षम बनाती है। आँख एक कैमरे की तरह काम करती है। इसका लेंस तंत्र प्रकाश के प्रति संवेदनशील पर्दे पर एक छवि बनाता है जिसे रेटिना कहा जाता है। प्रकाश कॉर्निया नामक एक पतली झिल्ली के माध्यम से आँख में प्रवेश करता है। * **कॉर्निया:** यह नेत्रगोलक की अग्र सतह पर पारदर्शी उभार बनाता है। आँख में प्रवेश करने वाली प्रकाश किरणों के लिए अधिकांश अपवर्तन कॉर्निया की बाहरी सतह पर होता है। * **परितारिका (Iris):** यह एक गहरे रंग की पेशीय डायाफ्राम है जो पुतली के आकार को नियंत्रित करती है। परितारिका आँख को उसका विशिष्ट रंग देती है। * **पुतली (Pupil):** पुतली आँख में प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित करती है। यदि प्रकाश तेज है, तो परितारिका पुतली को सिकोड़ती है; मंद प्रकाश में, यह फैल जाती है। * **नेत्र लेंस:** क्रिस्टलीय लेंस विभिन्न दूरियों पर वस्तुओं को रेटिना पर फोकसित करने के लिए आवश्यक फोकल लंबाई का सूक्ष्म समायोजन प्रदान करता है। * **रेटिना:** यह प्रकाश के प्रति संवेदनशील कोशिकाओं की एक बड़ी संख्या वाली एक नाजुक झिल्ली है। प्रकाश के प्रति संवेदनशील कोशिकाएं प्रकाश पड़ने पर सक्रिय हो जाती हैं और विद्युत संकेत उत्पन्न करती हैं। * **दृष्टिका तंत्रिका (Optic Nerve):** ये संकेत दृष्टिका तंत्रिका के माध्यम से मस्तिष्क में भेजे जाते हैं। मस्तिष्क इन संकेतों की व्याख्या करता है, और अंत में जानकारी को प्रोसेस करता है ताकि हम वस्तुओं को वैसे ही देख सकें जैसी वे हैं। ### मानव आँख की कार्यप्रणाली\nकिसी वस्तु से आने वाली प्रकाश किरणें कॉर्निया, पुतली और नेत्र लेंस से होकर गुजरती हैं। नेत्र लेंस रेटिना पर वास्तविक, उल्टे और छोटे आकार का प्रतिबिंब बनाने के लिए इन प्रकाश किरणों को अभिसारित करता है। रेटिना की प्रकाश-संवेदनशील कोशिकाएं सक्रिय हो जाती हैं और विद्युत आवेग उत्पन्न करती हैं। ये विद्युत आवेग दृष्टिका तंत्रिका के माध्यम से मस्तिष्क में प्रसारित होते हैं। मस्तिष्क संदेशों की व्याख्या करता है और उन्हें एक सीधी छवि में अनुवादित करता है, जिससे हमें वस्तु को स्पष्ट रूप से देखने की अनुमति मिलती है। ### समंजन क्षमता (Power of Accommodation)\nनेत्र लेंस की अपनी फोकल लंबाई को समायोजित करने की क्षमता को समंजन कहा जाता है। सिलीयरी मांसपेशियां यहाँ एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं: * जब हम दूर की वस्तुओं को देखते हैं, तो सिलीयरी मांसपेशियां आराम करती हैं, जिससे नेत्र लेंस पतला हो जाता है, जिससे इसकी फोकल लंबाई बढ़ जाती है, जिससे हमें स्पष्ट रूप से देखने में मदद मिलती है। * जब हम पास की वस्तुओं को देखते हैं, तो सिलीयरी मांसपेशियां सिकुड़ जाती हैं, जिससे नेत्र लेंस मोटा हो जाता है, जिससे इसकी फोकल लंबाई कम हो जाती है, जिससे हमें पास की वस्तुएं स्पष्ट रूप से दिखाई देती हैं।\nनेत्र लेंस की फोकल लंबाई का अधिकतम परिवर्तन आँख को अनंत से लगभग 25 सेमी (निकट बिंदु) तक की विभिन्न दूरियों पर वस्तुओं को फोकसित करने में सक्षम बना सकता है।

Q3. ### हल: **(a) लेंस की प्रकृति:**\nनिकट दृष्टि दोष (मायोपिया) को ठीक करने के लिए **अवतल लेंस (Concave lens)** का उपयोग किया जाता है क्योंकि यह प्रकाश किरणों को अपसरीत करता है ताकि प्रतिबिंब पुनः रेटिना पर बन सके। **(b) फोकस दूरी और क्षमता की गणना:** * **दिया गया है:** * व्यक्ति का दूर बिंदु ($v$) = $-1.2 \text{ मीटर}$ (वस्तु अनंत पर है, लेकिन व्यक्ति को 1.2 मीटर से आगे नहीं दिखता, इसलिए लेंस द्वारा अनंत की वस्तु का प्रतिबिंब 1.2 मीटर पर बनना चाहिए)। * वस्तु की दूरी ($u$) = $-\infty$ (अनंत)। * **लेंस सूत्र का उपयोग करने पर:** $$\frac{1}{f} = \frac{1}{v} - \frac{1}{u}$$ * **मान रखने पर:** $$\frac{1}{f} = \frac{1}{-1.2} - \frac{1}{-\infty}$$ चूँकि $\frac{1}{-\infty} = 0$, अतः: $$\frac{1}{f} = -\frac{1}{1.2}$$ $$f = -1.2 \text{ मीटर}$$ * **क्षमता (Power) की गणना:** लेंस की क्षमता का सूत्र है: $$P = \frac{1}{f \text{ (मीटर में)}}$$ $$P = \frac{1}{-1.2 \text{ मीटर}}$$ $$P = -\frac{10}{12} = -0.833 \text{ D}$$ * **निष्कर्ष:** आवश्यक अवतल लेंस की फोकस दूरी **$-1.2 \text{ मीटर}$** है तथा इसकी क्षमता **$-0.833 \text{ D}$** है। 5 Marks

उत्तर (Answer): ### Solution: **(a) Nature of the Lens:**\nTo correct myopia (near-sightedness), a **concave lens** is used because it diverges the incoming light rays so that the image is formed back on the retina. **(b) Calculation of Focal Length and Power:** * **Given:** * Far point of the myopic person ($v$) = $-1.2 \text{ m}$ (The image must be formed at the person's far point so that they can see it). * Object distance ($u$) = $-\infty$ (Infinity, because a normal eye sees objects up to infinity). * **Using the Lens Formula:** $$\frac{1}{f} = \frac{1}{v} - \frac{1}{u}$$ * **Substituting the values:** $$\frac{1}{f} = \frac{1}{-1.2} - \frac{1}{-\infty}$$ Since $\frac{1}{-\infty} = 0$, we have: $$\frac{1}{f} = -\frac{1}{1.2}$$ $$f = -1.2 \text{ m}$$ * **Calculation of Power:** The power ($P$) of a lens is given by the formula: $$P = \frac{1}{f \text{ (in meters)}}$$ $$P = \frac{1}{-1.2 \text{ m}}$$ $$P = -\frac{10}{12} = -0.833 \text{ D}$$ * **Conclusion:** The focal length of the corrective concave lens is **$-1.2 \text{ m}$** (or $-120 \text{ cm}$), and its power is **$-0.833 \text{ D}$**.

Q4. ### दृष्टि के सामान्य दोष और उनका निवारण \nपक्ष्माभ पेशियों के कमजोर होने या नेत्र गोलक के आकार में परिवर्तन के कारण मानव नेत्र अपनी समंजन क्षमता खो सकता है, जिससे दृष्टिदोष उत्पन्न होते हैं। तीन मुख्य दृष्टिदोष निम्नलिखित हैं: #### 1. निकट दृष्टि दोष (Myopia) * **अर्थ:** इस दोष से पीड़ित व्यक्ति पास की वस्तुओं को स्पष्ट देख सकता है, परंतु दूर की वस्तुओं को स्पष्ट नहीं देख सकता। ऐसे व्यक्ति का दूर बिंदु अनंत पर न होकर पास आ जाता है। * **कारण:** * नेत्र लेंस की वक्रता का अत्यधिक होना। * नेत्र गोलक का लंबा हो जाना। * **निवारण:** दूर की वस्तु का प्रतिबिंब रेटिना के सामने बन जाता है। इस दोष को दूर करने के लिए उचित क्षमता के **अवतल लेंस (Concave lens)** का उपयोग किया जाता है जो किरणों को अपसरीत कर देता है। #### 2. दूर दृष्टि दोष (Hypermetropia) * **अर्थ:** इस दोष से पीड़ित व्यक्ति दूर की वस्तुओं को साफ देख सकता है, परंतु पास की वस्तुओं को स्पष्ट नहीं देख पाता। इसके लिए निकट बिंदु 25 सेमी से दूर हो जाता है। * **कारण:** * नेत्र लेंस की फोकस दूरी का अत्यधिक हो जाना। * नेत्र गोलक का छोटा हो जाना। * **निवारण:** पास की वस्तु का प्रतिबिंब रेटिना के पीछे बनता है। इस दोष को ठीक करने के लिए उचित क्षमता के **उत्तल लेंस (Convex lens)** का उपयोग किया जाता है। #### 3. जरा-दूरदर्शिता (Presbyopia) * **अर्थ:** आयु में वृद्धि होने के साथ मानव नेत्र की समंजन क्षमता घट जाती है, जिससे पास की वस्तुओं को देखने में कठिनाई होती है। * **कारण:** * पक्ष्माभ पेशियों का धीरे-धीरे कमजोर होना। * नेत्र लेंस की लचीलेपन में कमी आना। * **निवारण:** इस दोष के निवारण के लिए **द्वि-फोकसी लेंस (Bifocal lens)** का उपयोग किया जाता है, जिसमें ऊपरी भाग अवतल लेंस (दूर की दृष्टि हेतु) और निचला भाग उत्तल लेंस (पास की दृष्टि हेतु) होता है। 5 Marks

उत्तर (Answer): ### Common Defects of Vision and Their Correction \nDue to the aging of ciliary muscles or changes in the shape of the eyeball, the human eye may lose its ability to accommodate. This leads to refractive defects of vision. The three common refractive defects are: #### 1. Myopia (Near-sightedness) * **Meaning:** A person with myopia can see nearby objects clearly, but cannot see distant objects distinctly. The far point for such a person is nearer than infinity. * **Causes:** * Excessive curvature of the eye lens. * Elongation of the eyeball. * **Correction:** The image of a distant object is focused in front of the retina. This defect is corrected by using a **concave lens** of suitable power, which diverges the incoming light rays so that they are focused on the retina. #### 2. Hypermetropia (Far-sightedness) * **Meaning:** A person with hypermetropia can see distant objects clearly, but cannot see nearby objects distinctly. The near point for such a person is greater than 25 cm. * **Causes:** * Focal length of the eye lens is too long. * Eyeball has become too small. * **Correction:** The image of a nearby object is focused behind the retina. This defect is corrected by using a **convex lens** of suitable power, which converges the light rays before they enter the eye. #### 3. Presbyopia * **Meaning:** It is the defect of vision arising due to aging, where a person finds it difficult to see nearby objects comfortably without corrective glasses. It is a type of old-age hypermetropia. * **Causes:** * Gradual weakening of the ciliary muscles. * Diminishing flexibility of the crystalline lens. * **Correction:** This defect can be corrected by using a **bifocal lens** (consisting of both concave and convex lenses, where the upper part consists of a concave lens for distant vision and the lower part consists of a convex lens for reading purposes).

Q5. ### मानव नेत्र की संरचना और कार्यप्रणाली \nमानव नेत्र एक अति मूल्यवान और संवेदनशील ज्ञानेन्द्रिय है। यह हमें इस अद्भुत संसार और चारों ओर के रंगों को देखने योग्य बनाता है। नेत्र एक कैमरे की तरह कार्य करता है। इसकी लेंस प्रणाली प्रकाश-संवेदी पर्दे पर, जिसे रेटिना कहते हैं, प्रतिबिंब बनाती है। #### मानव नेत्र के मुख्य भाग: 1. **कॉर्निया (Corneta):** यह नेत्र के अग्रभाग को ढँकने वाली एक पतली पारदर्शी झिल्ली है। प्रकाश इसी के माध्यम से नेत्र में प्रवेश करता है। 2. **परितारिका (Iris):** यह पुतली के आकार को नियंत्रित करने वाली एक गहरी पेशीय डायफ्राम है। यह नेत्र को उसका विशिष्ट रंग प्रदान करती है। 3. **पुतली (Pupil):** यह नेत्र में प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित करती है। तीव्र प्रकाश में परितारिका पुतली को सिकोड़ देती है और मंद प्रकाश में इसे फैला देती है। 4. **अभ्युत्तर लेंस (Crystalline Lens):** यह रेशेदार जेली जैसे पदार्थ का बना होता है। यह अपनी फोकस दूरी को समायोजित करके रेटिना पर वास्तविक और उल्टा प्रतिबिंब बनाता है। 5. **रेटिना (Retina):** यह अत्यधिक संवेदनशील पर्दा है जिस पर रॉड्स (शलाकाएँ) और कोन्स (शंकु) कोशिकाएँ होती हैं। रॉड्स प्रकाश की तीव्रता और कोन्स रंगों के लिए उत्तरदायी हैं। 6. **दृक तंत्रिका (Optic Nerve):** यह रेटिना द्वारा उत्पन्न विद्युत संकेतों को मस्तिष्क तक पहुँचाती है। #### नेत्र की कार्यप्रणाली:\nकिसी वस्तु से आने वाली प्रकाश किरणें कॉर्निया, पुतली और लेंस से गुजरती हैं। लेंस इन किरणों को रेटिना पर केंद्रित करता है जिससे वहाँ वास्तविक, उल्टा और छोटा प्रतिबिंब बनता है। प्रकाश-संवेदी कोशिकाएँ सक्रिय होकर विद्युत सिग्नल पैदा करती हैं जिन्हें दृक तंत्रिका द्वारा मस्तिष्क में भेजा जाता है। मस्तिष्क इन संकेतों की व्याख्या करके वस्तु को सीधा देखने में हमारी मदद करता है। #### समंजन क्षमता (Accommodation):\nनेत्र लेंस की वह क्षमता जिसके कारण वह अपनी फोकस दूरी को समायोजित करके विभिन्न दूरियों पर रखी वस्तुओं को रेटिना पर स्पष्ट रूप से फोकस्ड कर सकता है, समंजन क्षमता कहलाती है। यह पक्ष्माभ पेशियों (Ciliary muscles) द्वारा लेंस की वक्रता को बदलकर संभव होता है। #### दृष्टि निर्बंध (Persistence of Vision):\nदृष्टि निर्बंध वह घटना है जिसके अंतर्गत किसी वस्तु का प्रतिबिंब रेटिना पर लगभग 1/16 सेकंड तक बना रहता है। यदि किसी गतिशील वस्तु के स्थिर चित्रों को 16 प्रति सेकंड से अधिक की दर से दिखाया जाए, तो नेत्र को वे गतिशील प्रतीत होते हैं। चलचित्र (मूवीज) इसी सिद्धांत पर काम करते हैं। 5 Marks

उत्तर (Answer): ### Structure and Working of the Human Eye \nThe human eye is one of the most valuable and sensitive sense organs. It enables us to see the wonderful world and the colours around us. The eye acts like a camera. Its lens system forms an image on a light-sensitive screen called the retina. #### Key Parts of the Human Eye: 1. **Cornea:** It is a thin membrane that covers the front part of the eye. Light enters the eye through the cornea. Most of the refraction for the light rays entering the eye occurs at the outer surface of the cornea. 2. **Iris:** It is a dark muscular diaphragm that controls the size of the pupil. It gives the eye its distinctive colour. 3. **Pupil:** The pupil regulates and controls the amount of light entering the eye. If the light is bright, the iris contracts the pupil; in dim light, it expands the pupil. 4. **Crystalline Lens:** It is composed of a fibrous, jelly-like material. It provides the focused real and inverted image of the object on the retina by fine-adjusting its focal length. 5. **Retina:** It is a delicate membrane having an enormous number of light-sensitive cells called rods and cones. Rods respond to the intensity of light, while cones respond to colours. 6. **Optic Nerve:** It transmits electrical signals generated by the photoreceptor cells on the retina to the brain for processing. #### Working of the Eye:\nLight rays from an object pass through the cornea, pupil, and crystalline lens. The lens focuses these rays to form a real, inverted, and diminished image on the retina. The light-sensitive cells of the retina get activated and generate electrical signals. These signals are sent to the brain via the optic nerve, and the brain interprets them, allowing us to see the object upright. #### Accommodation:\nThe ability of the eye lens to adjust its focal length so as to clearly focus objects at varying distances (from infinity to the least distance of distinct vision, which is 25 cm) on the retina is called accommodation. This is achieved with the help of ciliary muscles that alter the curvature and thickness of the flexible crystalline lens. #### Persistence of Vision:\nThe persistence of vision is the phenomenon by which an afterimage is thought to persist on the retina for a fraction of a second (about 1/16th of a second). If stationary images of a moving object are flashed on the eye at a rate faster than 16 per second, the eye perceives them as a continuous moving object, which is the underlying principle of motion pictures.

Q6. ### वायुमंडलीय अपवर्तन\nवायुमंडलीय अपवर्तन वह परिघटना है जिसमें प्रकाश की किरणें पृथ्वी के वायुमंडल की विभिन्न परतों (जो अलग-अलग प्रकाशीय घनत्व और तापमान रखती हैं) से गुजरते समय मुड़ जाती हैं। पृथ्वी का वायुमंडल ऐसी परतों से बना है जिनका घनत्व ऊंचाई बढ़ने के साथ घटता जाता है। जैसे-जैसे प्रकाश बाहरी अंतरिक्ष (निर्वात) या ऊपरी परतों से नीचे की सघन परतों में प्रवेश करता है, वह लगातार विरल माध्यम से सघन माध्यम में गमन करता है। परिणामस्वरूप, प्रकाश का मार्ग अभिलंब की ओर झुक जाता है, जिससे प्रकाश स्रोत की आभासी स्थिति उसकी वास्तविक स्थिति से भिन्न दिखाई देती है। ### वायुमंडलीय अपवर्तन के कारण होने वाली प्राकृतिक परिघटनाएं #### 1. तारों का टिमटिमाना * **व्याख्या:** दूर स्थित तारों से आने वाला प्रकाश हमारी आँखों तक पहुँचने से पहले पृथ्वी के वायुमंडल की विभिन्न परतों से गुजरता है। चूँकि वायुमंडलीय परतों की भौतिक स्थितियाँ (तापमान और घनत्व) स्थिर नहीं होतीं और लगातार बदलती रहती हैं, इसलिए वायुमंडल का अपवर्तनांक भी लगातार बदलता रहता है। * **परिणाम:** इन निरंतर परिवर्तनों के कारण तारे की आभासी स्थिति और चमक लगातार बदलती रहती है, जिससे तारे टिमटिमाते हुए प्रतीत होते हैं। ग्रह नहीं टिमटिमाते क्योंकि वे पृथ्वी के बहुत करीब हैं और उन्हें कई बिंदु-स्रोतों का संग्रह माना जा सकता है जिनका औसत प्रभाव शून्य होता है। #### 2. अग्रिम सूर्योदय और विलंबित सूर्यास्त * **व्याख्या:** वायुमंडलीय अपवर्तन के कारण सूर्य, वास्तविक सूर्योदय से लगभग 2 मिनट पहले और वास्तविक सूर्यास्त के लगभग 2 मिनट बाद तक दिखाई देता है। * **प्रक्रिया:** जब सूर्य क्षितिज से थोड़ा नीचे होता है, तो उससे आने वाली किरणें अंतरिक्ष के विरल माध्यम से वायुमंडल की बढ़ती सघन परतों में प्रवेश करती हैं। अपवर्तन के कारण किरणें नीचे की ओर मुड़ जाती हैं, जिससे सूर्य क्षितिज से ऊपर उठा हुआ प्रतीत होता है। #### 3. दिन की अवधि में वृद्धि * **व्याख्या:** चूंकि सूर्योदय के समय 2 मिनट पहले और सूर्यास्त के समय 2 मिनट बाद तक सूर्य दिखाई देता है, इसलिए वायुमंडलीय अपवर्तन के कारण दिन की कुल अवधि लगभग $2 + 2 = 4$ मिनट बढ़ जाती है। 5 Marks

उत्तर (Answer): ### Atmospheric Refraction\nAtmospheric refraction is the phenomenon of bending of light rays when they pass through layers of the Earth's atmosphere having varying optical densities and temperatures. The Earth's atmosphere consists of layers whose density decreases with altitude. As light travels from outer space (vacuum) or upper layers into denser lower layers of the atmosphere, it continuously passes from a rarer medium to a denser medium. Consequently, the path of light bends gradually towards the normal, causing the apparent position of the light source to differ from its actual position. ### Applications and Natural Phenomena Caused by Atmospheric Refraction #### 1. Twinkling of Stars * **Explanation:** Light coming from distant stars travels through varying layers of the Earth's atmosphere before reaching our eyes. Since the physical conditions (temperature and density) of these atmospheric layers are not stationary and keep changing constantly, the refractive index of the atmosphere fluctuates continuously. * **Result:** Due to these continuous variations in refraction, the light path shifts slightly every moment, causing the apparent position and brightness of the star to fluctuate rapidly. This gives the twinkling effect (scintillation) of stars. Planets do not twinkle because they are much closer to Earth and can be considered as a collection of a large number of point-source light points whose net variation averages out to zero. #### 2. Advanced Sunrise and Delayed Sunset * **Explanation:** The Sun is visible to us about 2 minutes before actual sunrise and about 2 minutes after actual sunset due to atmospheric refraction. * **Process:** When the Sun is slightly below the horizon, the light rays from the Sun travel from the rarer optical medium of outer space into the progressively denser layers of Earth's atmosphere. Due to continuous bending (refraction) of light downwards, the Sun appears to be raised above the horizon. Thus, we see the Sun before it actually crosses the horizon. #### 3. Extension of the Day's Duration * **Explanation:** Because the sun is visible 2 minutes earlier at sunrise and 2 minutes later at sunset due to atmospheric refraction, the total duration of the day is extended by approximately $2 + 2 = 4$ minutes. The actual time between sunrise and sunset is thus longer than what it would be without an atmosphere.

Q7. संशोधक लेंस के प्रकार और क्षमता को ज्ञात करने के लिए, हमें निकट दृष्टि दोषयुक्त नेत्र के लिए दिए गए आंकड़ों का विश्लेषण करना होगा: 1. **दिए गए मानों को पहचानिए:** * सामान्य मानव नेत्र का दूर बिंदु अनंत पर होता है ($u = \infty$)। * दिए गए निकट दृष्टि दोषयुक्त व्यक्ति का दूर बिंदु नेत्र के सामने $1.2\text{ m}$ पर है। * इसलिए, संशोधक लेंस को अनंत पर रखी वस्तु का आभासी प्रतिबिंब व्यक्ति के दूर बिंदु ($1.2\text{ m}$) पर बनाना चाहिए। * वस्तु की दूरी, $u = -\infty$ * प्रतिबिंब की दूरी, $v = -1.2\text{ m}$ (चिन्ह परिपाटी के अनुसार लेंस के सामने की दूरियां ऋणात्मक होती हैं)। 2. **लेंस सूत्र का उपयोग करके फोकस दूरी ($f$) की गणना करें:** $$\frac{1}{f} = \frac{1}{v} - \frac{1}{u}$$ सूत्र में $v$ और $u$ के मान रखिए: $$\frac{1}{f} = \frac{1}{-1.2} - \frac{1}{-\infty}$$ चूँकि $\frac{1}{-\infty} = 0$: $$\frac{1}{f} = \frac{1}{-1.2}$| $$f = -1.2\text{ m}$$ 3. **लेंस का प्रकार निर्धारित करें:** * चूँकि परिकलित फोकस दूरी $f$ **ऋणात्मक** है, अतः आवश्यक संशोधक लेंस एक **अवतल लेंस (अपसारी लेंस)** है। 4. **लेंस की क्षमता ($P$) की गणना करें:** * क्षमता का सूत्र है: $$P = \frac{1}{f(\text{मीटर में})}$$ * $f = -1.2\text{ m}$ रखिए: $$P = \frac{1}{-1.2}$$ $$P = -\frac{10}{12} = -\frac{5}{6}\text{ D}$$ $$P \approx -0.83\text{ D}$$ **निष्कर्ष:**\nदोष को ठीक करने के लिए व्यक्ति को **$-0.83\text{ D}$** क्षमता (अथवा $-1.2\text{ m}$ फोकस दूरी) वाले **अवतल लेंस** का उपयोग करना चाहिए। 5 Marks

उत्तर (Answer): To find the type and power of the corrective lens, we need to analyze the given data for the myopic eye: 1. **Identify the given values:** * The far point of the normal human eye is at infinity ($u = \infty$). * The far point of the given myopic person is given as $1.2$ m in front of the eye. * Therefore, the corrective lens must form a virtual image of a distant object (placed at infinity) at the person's far point ($1.2$ m). * Object distance, $u = -\infty$ * Image distance, $v = -1.2\text{ m} = -120\text{ cm}$ (using sign convention, distances measured in front of the lens are negative). 2. **Calculate the focal length ($f$) using the Lens Formula:** $$\frac{1}{f} = \frac{1}{v} - \frac{1}{u}$$ Substitute the values of $v$ and $u$ into the formula: $$\frac{1}{f} = \frac{1}{-1.2} - \frac{1}{-\infty}$$ Since $\frac{1}{-\infty} = 0$: $$\frac{1}{f} = \frac{1}{-1.2}$$ $$f = -1.2\text{ m}$| 3. **Determine the type of lens:** * Since the calculated focal length $f$ is **negative**, the corrective lens required is a **concave lens (diverging lens)**. 4. **Calculate the Power ($P$) of the Lens:** * The formula for power is: $$P = \frac{1}{f(\text{in meters})}$$ * Substitute $f = -1.2\text{ m}$: $$P = \frac{1}{-1.2}$$ $$P = -\frac{10}{12} = -\frac{5}{6}\text{ D}$$ $$P \approx -0.83\text{ D}$$ **Conclusion:**\nThe person should use a **concave lens** of power **$-0.83\text{ D}$** (or focal length $-1.2\text{ m}$) to correct the myopia defect.

Q8. ### कांच के प्रिज्म से प्रकाश का अपवर्तन\nकांच के प्रिज्म के दो त्रिभुजाकार आधार और तीन आयताकार पार्श्व पृष्ठ होते हैं। जब प्रकाश की किरण वायु से प्रिज्म में प्रवेश करती है, तो वह विरल माध्यम से सघन माध्यम में जाती है और अभिलंब की ओर झुक जाती है। * **प्रकाश का मार्ग:** 1. आपतित किरण $PE$ प्रिज्म के पृष्ठ $AB$ से टकराती है और अपवर्तित किरण $EF$ के रूप में अभिलंब की ओर झुक जाती है। 2. प्रिज्म के भीतर यह यात्रा करती हुई पृष्ठ $AC$ पर पहुँचती है और सघन से विरल माध्यम (वायु) में बाहर निकलती है, तथा अभिलंब से दूर हटकर निर्गत किरण $FS$ बनाती है। ### विचलन कोण (Angle of Deviation) * **परिभाषा:** आपतित किरण की दिशा और निर्गत किरण की दिशा के बीच बने कोण को **विचलन कोण** कहते हैं। * **स्पष्टीकरण:** प्रिज्म के दो पृष्ठों पर अपवर्तन के कारण, निर्गत किरण आपतित किरण के मार्ग से विचलित हो जाती है। विचलन का मान प्रिज्म के कोण और आपतन कोण पर निर्भर करता है। ### श्वेत प्रकाश का विक्षेपण (Dispersion of White Light) * **परिभाषा:** जब श्वेत प्रकाश किसी कांच के प्रिज्म से गुजरता है, तो वह अपने सात अवयवी रंगों में विभक्त हो जाता है। प्रकाश के इस प्रकार अपने अवयवी रंगों में विभक्त होने की परिघटना को **विक्षेपण** कहते हैं। * **स्पेक्ट्रम:** रंगों के इस बैंड को स्पेक्ट्रम (बैंगनी, जामुनी, नीला, हरा, पीला, नारंगी, लाल - VIBGYOR) कहते हैं। * **विक्षेपण का कारण:** 1. श्वेत प्रकाश सात रंगों से मिलकर बना है, जिनकी तरंगदैर्ध्य और आवृत्तियां भिन्न होती हैं। 2. कांच के प्रिज्म में विभिन्न रंगों का वेग भिन्न होता है। 3. बैंगनी रंग की तरंगदैर्ध्य सबसे कम होती है, इसलिए यह सबसे अधिक मुड़ता है (अधिकतम विचलन); जबकि लाल रंग की तरंगदैर्ध्य सबसे अधिक होती है, इसलिए यह सबसे कम मुड़ता है (न्यूनतम विचलन)। 4. यही कारण है कि सभी रंग अलग-अलग पथों पर बाहर निकलते हैं और स्पेक्ट्रम का निर्माण होता है। 5 Marks

उत्तर (Answer): ### Refraction of Light Through a Glass Prism\nA glass prism has two triangular bases and three rectangular lateral surfaces inclined to each other at an angle called the angle of the prism ($A$). When a ray of light enters the prism from air, it goes from a rarer medium to a denser medium and bends towards the normal. * **Path of Light:** 1. The incident ray $PE$ strikes the surface $AB$ of the prism and bends towards the normal as refracted ray $EF$. 2. Inside the prism, it travels to surface $AC$ and emerges out into the air (denser to rarer medium), bending away from the normal along the path $FS$. 3. Here, $PE$ is the incident ray, $EF$ is the refracted ray, and $FS$ is the emergent ray. ### Angle of Deviation * **Definition:** The angle between the direction of the incident ray and the emergent ray is called the **Angle of Deviation ($\angle D$ or $\delta$)**. * **Explanation:** Because of the two refractions at the surfaces of the prism, the emergent ray is bent at an angle to the direction of the incident ray. The magnitude of this deviation depends on the angle of the prism, the angle of incidence, and the refractive index of the prism material. ### Dispersion of White Light * **Definition:** The splitting of white light into its component seven colours when passing through a transparent medium like a glass prism is called **dispersion**. * **Spectrum:** The band of the coloured components of a light beam is called a spectrum (VIBGYOR: Violet, Indigo, Blue, Green, Yellow, Orange, Red). * **Cause of Dispersion:** 1. White light consists of seven different colours, each having a different wavelength and frequency. 2. Light of different colours travels at different speeds through a glass prism. 3. According to Snell's law, the refractive index of a medium depends on the wavelength of light. Violet light has the shortest wavelength and experiences the maximum refractive index and hence maximum deviation, whereas red light has the longest wavelength, experiencing minimum deviation and bending the least. 4. Consequently, each colour emerges along a slightly different path, resulting in the distinct band of colours known as a spectrum.

Q9. ### हल: **(a) दोष की पहचान:**\nव्यक्ति **निकट दृष्टि दोष (Myopia)** से पीड़ित है। इस दोष में व्यक्ति पास की वस्तुएं साफ देख सकता है लेकिन दूर की वस्तुएं स्पष्ट नहीं दिखतीं क्योंकि नेत्र का दूर बिंदु अनंत से घटकर कम दूरी पर आ जाता है। **(b) कारण:** 1. नेत्र लेंस की वक्रता का अत्यधिक होना। 2. नेत्र गोलक का लंबा हो जाना। **(c) फोकस दूरी और क्षमता की गणना:**\nदिया गया है: * व्यक्ति का दूर बिंदु ($v$) = $-1.2 \text{ मीटर}$ * वस्तु की दूरी ($u$) = $-\infty$ (अनंत) \nलेन्स सूत्र का उपयोग करने पर: $$\frac{1}{f} = \frac{1}{v} - \frac{1}{u}$$ \nमान रखने पर: $$\frac{1}{f} = \frac{1}{-1.2} - \frac{1}{-\infty}$$ $$\frac{1}{f} = \frac{1}{-1.2} + 0 = -\frac{1}{1.2}$$ $$f = -1.2 \text{ मीटर}$$ \nअतः संशोधक लेंस की फोकस दूरी **$-1.2 \text{ मीटर}$** है। \nलेंस की क्षमता ($P$): $$P = \frac{1}{f \text{ (मीटर में)}}$$ $$P = \frac{1}{-1.2} = -0.83 \text{ डायोप्टर (D)}$$ **उत्तर:**\nआवश्यक लेंस की फोकस दूरी $-1.2 \text{ मीटर}$ तथा क्षमता $-0.83 \text{ D}$ (अवतल लेंस) है। 5 Marks

उत्तर (Answer): ### Solution: **(a) Identification of Defect:**\nThe person is suffering from **Myopia** (near-sightedness), a vision defect where an individual can see nearby objects clearly, but distant objects appear blurred because the far point of the eye has reduced from infinity to a closer distance (1.2 m in this case). **(b) Causes of Myopia:**\nMyopia is typically caused by: 1. Excessive curvature of the eye lens. 2. Elongation of the eyeball. **(c) Calculation of Focal Length and Power:**\nGiven data: * The far point of the defective eye ($D$) = $-1.2 \text{ m} = -120 \text{ cm}$ (since the object distance for the distant object is at infinity, $u = -\infty$, but the lens must form the virtual image of an object at infinity at the person's far point). * Therefore, Image distance ($v$) = $-1.2 \text{ m}$ * Object distance ($u$) = $-\infty$ \nUsing the Lens Formula: $$\frac{1}{f} = \frac{1}{v} - \frac{1}{u}$$ \nSubstituting the values: $$\frac{1}{f} = \frac{1}{-1.2} - \frac{1}{-\infty}$| $$\frac{1}{f} = \frac{1}{-1.2} + 0$$ $$\frac{1}{f} = -\frac{1}{1.2}$$ $$f = -1.2 \text{ m}$$ \nThus, the focal length of the corrective concave lens is **$-1.2 \text{ m}$** (or $-120 \text{ cm}$). \nNow, calculating the Power ($P$) of the lens: $$P = \frac{1}{f \text{ (in meters)}}$$ $$P = \frac{1}{-1.2}$$ $$P = -\frac{10}{12} = -0.83 \text{ Dioptres (D)}$$ **Answer:**\nThe focal length of the corrective lens is $-1.2 \text{ m}$ and its power is $-0.83 \text{ D}$ (a concave lens).

Q10. ### मानव नेत्र की संरचना\nमानव नेत्र हमारे शरीर के सबसे मूल्यवान और संवेदनशील अंगों में से एक है। यह हमें इस अद्भुत दुनिया और रंगों को देखने में सक्षम बनाता है। नेत्र एक कैमरे की भांति कार्य करता है। इसका लेंस तंत्र प्रकाश-संवेदनशील पर्दे पर प्रतिबिंब बनाता है जिसे रेटिना कहते हैं। प्रकाश एक पतली झिल्ली से होकर नेत्र में प्रवेश करता है जिसे कॉर्निया कहते हैं। * **कॉर्निया (स्वच्छ मंडल):** यह नेत्र गोलक के अग्र पृष्ठ पर एक पारदर्शी उभार बनाता है जिससे होकर प्रकाश प्रवेश करता है। * **परितारिका (Iris):** यह एक गहरा पेशीय डायफ्राम है जो पुतली के आकार को नियंत्रित करता है। * **पुतली (Pupil):** यह नेत्र में प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित करती है। * **नेत्र लेंस:** यह रेशेदार जेली जैसा पदार्थ होता है। यह सिलिअरी पेशियों की सहायता से अपनी फोकस दूरी को समायोजित करके रेटिना पर वास्तविक और उल्टा प्रतिबिंब बनाता है। * **रेटिना (दृष्टि पटल):** यह एक कोमल झिल्ली है जिसमें बड़ी संख्या में प्रकाश-संवेदनशील कोशिकाएं (शलाकाएं और शंकु) होती हैं। * **सिलिअरी पेशियां:** ये नेत्र लेंस को अपने स्थान पर रखती हैं और विभिन्न दूरियों की वस्तुओं को देखने के लिए लेंस की वक्रता को बदलती हैं। ### नेत्र दोष और उनका निवारण 1. **निकट दृष्टि दोष (Myopia):** * इस दोष से पीड़ित व्यक्ति पास की वस्तुओं को स्पष्ट देख सकता है परंतु दूर की वस्तुओं को नहीं देख पाता। प्रतिबिंब रेटिना के सामने बनता है। * **निवारण:** इसे उचित क्षमता के **अवतल लेंस (Concave Lens)** द्वारा ठीक किया जाता है। 2. **दूर दृष्टि दोष (Hypermetropia):** * इस दोष से पीड़ित व्यक्ति दूर की वस्तुओं को स्पष्ट देख सकता है परंतु पास की वस्तुओं को नहीं देख पाता। * **निवारण:** इसे उचित क्षमता के **उत्तल लेंस (Convex Lens)** द्वारा ठीक किया जाता है। 5 Marks

उत्तर (Answer): ### Structure of the Human Eye\nThe human eye is one of the most valuable and sensitive sense organs. It enables us to see the wonderful world and the colours around us. The eye acts like a camera. Its lens system forms an image on a light-sensitive screen called the retina. Light enters the eye through a thin membrane called the cornea. * **Cornea:** It forms the transparent bulge on the front surface of the eyeball through which light enters. Most of the refraction for the light rays entering the eye occurs at the outer surface of the cornea. * **Iris:** It is a dark muscular diaphragm that controls the size of the pupil. The iris gives the eye its distinctive colour. * **Pupil:** It regulates and controls the amount of light entering the eye. If the light is bright, the pupil shrinks; if it is dim, the pupil expands. * **Eye Lens:** It is composed of a fibrous jelly-like material. It provides the focused real and inverted image of the object on the retina by fine-adjusting its focal length using ciliary muscles. * **Retina:** It is a delicate membrane having enormous number of light-sensitive cells called rods and cones. Rods respond to the intensity of light, while cones respond to colours. * **Ciliary Muscles:** These hold the eye lens in position and modify its curvature to alter the focal length for viewing objects at various distances. ### Working of the Human Eye\nLight rays from an object pass through the cornea, pupil, and eye lens, undergoing refraction and falling on the retina. The light-sensitive cells get activated upon receiving light and generate electrical signals. These signals are sent to the brain via the optic nerve. The brain interprets these signals and processes the final upright image of the object. ### Common Defects of Vision and Their Correction 1. **Myopia (Near-sightedness):** * **Definition:** A person with myopia can see nearby objects clearly but cannot see distant objects distinctly. The image is formed in front of the retina instead of on it. * **Causes:** Excessive curvature of the eye lens or elongation of the eyeball. * **Correction:** It is corrected by using a concave lens (diverging lens) of suitable power, which diverges the incoming light rays so that they focus precisely on the retina. 2. **Hypermetropia (Far-sightedness):** * **Definition:** A person with hypermetropia can see distant objects clearly but cannot see nearby objects distinctly. The near point is farther away than the normal 25 cm. * **Causes:** Focal length of the eye lens is too long or the eyeball has become too small. * **Correction:** It is corrected by using a convex lens (converging lens) of appropriate power, which provides additional convergence to focus the image on the retina.

Q12. छात्र हाइपरमेट्रोपिया (जिसे दूर-दृष्टि दोष भी कहा जाता है) से पीड़ित है। इस दोष में, एक व्यक्ति दूर की वस्तुओं को स्पष्ट रूप से देख सकता है, लेकिन पास की वस्तुओं को स्पष्ट रूप से नहीं देख सकता है। \nहाइपरमेट्रोपिया के दो संभावित कारण हैं: 1. नेत्र लेंस की फोकस दूरी बहुत अधिक लंबी हो जाती है। 2. नेत्र गोलक बहुत छोटा हो जाता है। \nसंशोधन के लिए आरेख विवरण:\nइस दोष को दूर करने के लिए, नेत्र के सामने उपयुक्त क्षमता का एक उत्तल (अभिसारी) लेंस लगाया जाता है। उत्तल लेंस नेत्र में प्रवेश करने से पहले आने वाली प्रकाश किरणों को अभिसरित करता है, जिससे प्रतिबिंब सफलतापूर्वक रेटिना पर फोकस्ड हो जाता है। *(नोट: छात्रों को एक उत्तल लेंस को दर्शाते हुए एक आरेख बनाना चाहिए जो संशोधित निकट बिंदु पर निकट बिंदु का एक आभासी प्रतिबिंब बनाता है और इसे रेटिना पर फोकस्ड करता है।)* 3 Marks

उत्तर (Answer): The student is suffering from hypermetropia, also known as far-sightedness. In this defect, a person can see distant objects clearly, but nearby objects cannot be seen distinctly. \nTwo possible causes of hypermetropia are: 1. The focal length of the eye lens is too long. 2. The eyeball has become too short. \nDiagram Description for Correction:\nTo correct this defect, a convex (converging) lens of appropriate power is placed in front of the eye. The convex lens converges the incoming light rays before they enter the eye, so that the image is successfully focused on the retina. *(Note: Students must draw a diagram showing a convex lens forming a virtual image of the near point at the corrected near point and focusing it on the retina.)*

Q13. समंजन क्षमता नेत्र लेंस की वह क्षमता है जिससे वह विभिन्न दूरियों पर स्थित वस्तुओं - अनंत से लेकर निकट बिंदु तक - के प्रतिबिंब को रेटिना पर स्पष्ट रूप से फोकस्ड करने के लिए अपनी फोकस दूरी को समायोजित करता है। मानव नेत्र लेंस रेशेदार, जेली जैसी लचीली सामग्री से बना होता है। इस लेंस की वक्रता और मोटाई सिलिऐरी पेशियों द्वारा नियंत्रित होती है। जब हम दूर की वस्तुओं को देखते हैं, तो सिलिऐरी पेशियाँ शिथिल हो जाती हैं, जिससे नेत्र लेंस पतला हो जाता है। इससे फोकस दूरी बढ़ जाती है, जिससे हम दूर की वस्तुओं को स्पष्ट रूप से देख पाते हैं। इसके विपरीत, जब हम पास की वस्तुओं पर अपना ध्यान केंद्रित करते हैं, तो सिलिऐरी पेशियाँ सिकुड़ जाती हैं। इस संकुचन से निलंबन स्नायु ढीले हो जाते हैं, जिससे लचीला नेत्र लेंस फूल जाता है और मोटा हो जाता है। परिणामस्वरूप, इसकी फोकस दूरी कम हो जाती है, जिससे नेत्र को रेटिना पर पास की वस्तु का एक स्पष्ट प्रतिबिंब बनाने में मदद मिलती है, जिससे एक विस्तृत दूरी सीमा में स्पष्ट दृष्टि सुनिश्चित होती है। 3 Marks

उत्तर (Answer): Accommodation is the ability of the eye lens to adjust its focal length so as to clearly focus images of objects at varying distances—ranging from infinity down to the near point—on the retina. The human eye lens is composed of a fibrous, jelly-like flexible material. The curvature and thickness of this lens are controlled by the ciliary muscles. When we look at distant objects, the ciliary muscles relax, making the eye lens thin. This increases the focal length, enabling us to clearly see the distant objects. Conversely, when we shift our focus to nearby objects, the ciliary muscles contract. This contraction causes the suspensory ligaments to slacken, allowing the flexible eye lens to bulge and become thicker. Consequently, its focal length decreases, which enables the eye to form a sharp image of the nearby object on the retina, ensuring clear vision across a wide range of distances.

Q14. नीले आकाश और लाल सूर्य दोनों की उपस्थिति को वायुमंडलीय कणों द्वारा प्रकाश के प्रकीर्णन की परिघटना द्वारा समझाया गया है। वायुमंडल में हवा के अणु और अन्य सूक्ष्म कण दृश्य प्रकाश की तरंगदैर्ध्य से छोटे आकार के होते हैं। रैले प्रकीर्णन के अनुसार, प्रकाश का प्रकीर्णन इसकी तरंगदैर्ध्य की चौथी घात के व्युत्क्रमानुपाती होता है ($\lambda^{-4}$)। इसलिए, नीले और बैंगनी प्रकाश जैसी छोटी तरंगदैर्ध्य, लाल और नारंगी जैसी लंबी तरंगदैर्ध्य की तुलना में वायुमंडल द्वारा बहुत अधिक प्रबलता से प्रकिर्णित होती हैं। यह प्रकिर्णित नीला प्रकाश हमारी आँखों में प्रवेश करता है, जिससे आकाश नीला दिखाई देता है। सूर्योदय और सूर्यास्त के समय, सूर्य क्षितिज के पास होता है, जिसका अर्थ है कि उसके प्रकाश को वायुमंडल में बहुत अधिक लंबी दूरी तय करनी पड़ती है। इस यात्रा के दौरान, अधिकांश नीले और कम तरंगदैर्ध्य वाले प्रकाश वायुमंडलीय कणों द्वारा प्रकिर्णित हो जाते हैं, और केवल लंबी तरंगदैर्ध्य (लाल और नारंगी) का सबसे कम प्रकिर्णित प्रकाश हमारी आँखों तक पहुँचता है, जिससे सूर्य लालिमायुक्त दिखाई देता है। 3 Marks

उत्तर (Answer): The appearance of the blue sky and red sun are both explained by the phenomenon of scattering of light by atmospheric particles. Molecules of air and other fine particles in the atmosphere have a size smaller than the wavelength of visible light. According to Rayleigh scattering, the scattering of light is inversely proportional to the fourth power of its wavelength ($\lambda^{-4}$). Therefore, shorter wavelengths such as blue and violet light are scattered much more strongly by the atmosphere than longer wavelengths like red and orange. This scattered blue light enters our eyes, making the sky appear blue. At sunrise and sunset, the sun is near the horizon, meaning its light has to travel a much longer distance through the atmosphere. During this journey, most of the blue and shorter wavelength lights are scattered away by atmospheric particles, and only the least scattered light of longer wavelengths (red and orange) reaches our eyes, giving the sun a reddish appearance.