ધોરણ-10 વિજ્ઞાન પ્રકરણ – 10 માનવઆંખ અને રંગબેરંગી દુનિયા (std 10 science ch-10) પાઠયપુસ્તકના Intext તેમજ સ્વાધ્યાયના તમામ પ્રશ્નોના સંપૂર્ણ અને આદર્શ ઉત્તરો આપવામા આવ્યા છે.
પ્રશ્ન 1. આંખની સમાવેશ ક્ષમતા એટલે શું ?
ઉત્તર : નજીકની તેમજ દૂરની વસ્તુનું તીક્ષ્ણ (પાણીદાર) પ્રતિબિંબ નેત્રપટલ પર રચાય અને તે સ્વસ્થતાપૂર્વક સુસ્પષ્ટ જોઈ શકાય એટલા માટે જરૂરિયાત મુજબ આંખના લેન્સ (નેત્રમણિ) ની પોતાની કેન્દ્રલંબાઈમાં ફેરફાર કરવાની ક્ષમતાને આંખની સમાવેશ ક્ષમતા કહે છે.
પ્રશ્ન 2. લઘુદૃષ્ટિની ખામી ધરાવતી કોઈ વ્યક્તિ 1.2 m થી વધારે દૂરની વસ્તુઓને સ્પષ્ટ જોઈ શકતી નથી. આ ખામીનું નિવારણ કરવા (યોગ્ય દષ્ટિ પાછી મેળવવા માટે) કયા પ્રકારનો શુદ્ધિકારક લેન્સ (Corrective Lens) વાપરવો જોઈએ?
ઉત્તર : લઘુદૃષ્ટિની ખામી ધરાવતી વ્યક્તિ જો યોગ્ય કેન્દ્રલંબાઈ અથવા પાવર ધરાવતો અંતર્ગોળ લેન્સ વાપરે, તો તે પુનઃ યોગ્ય દૃષ્ટિ પ્રાપ્ત કરી શકે છે. અહીં, લઘુષ્ટિની ખામી ધરાવતી વ્યક્તિનું દૂરબિંદુ અનંત અંતરની જગ્યાએ આંખથી 1.2m અંતરે આવી ગયેલ છે. આથી v = – 1.2 m ; u = -∞ ; f = ?
લેન્સ સૂત્ર પરથી,
1/f = 1/-u + 1/v
1/f = 1/-(-∞) + 1/1.2
f = -1.2 m
P = 1/f = 1/-1.2 = -0.83 D
1.2 m કેન્દ્રલંબાઈવાળા અંતર્ગોળ લેન્સના ઉપયોગ દ્વારા યોગ્ય દૃષ્ટિની પુનઃપ્રાપ્તિ કરી શકાય છે.
પ્રશ્ન 3. સામાન્ય દષ્ટિ ધરાવતી વ્યક્તિ માટે દૂરબિંદુ અને નજીકબિંદુ કેટલું હોય છે?
ઉત્તર : સામાન્ય દૃષ્ટિ ધરાવતી વ્યક્તિ માટે દૂરબિંદુ અનંત અંતરે અને નજીકબિંદુ 25 cm હોય છે.
પ્રશ્ન 4. છેલ્લી પાટલી પર બેઠેલા વિદ્યાર્થીને બ્લૅકબોર્ડ પરનું લખાણ વાંચવામાં તકલીફ પડે છે. આ બાળક કઈ ખામીથી પીડાતું હશે? તેનું નિવારણ કેવી રીતે થઈ શકે?
ઉત્તર : વિદ્યાર્થી દૂરની વસ્તુને સ્પષ્ટપણે જોઈ શકતો નથી એનો અર્થ એ થાય છે કે તે માયોપીઆ અથવા લઘુષ્ટિની ખામીથી પીડાય છે. આ કિસ્સામાં નજીકની વસ્તુ વિદ્યાર્થી સ્પષ્ટ જોઈ શકે છે, પરંતુ દૂરની વસ્તુનું પ્રતિબિંબ નેત્રપટલની આગળ રચાતું હોવાથી તે સ્પષ્ટ જોઈ શકતો નથી. આ ખામીને નિવારવા યોગ્ય કેન્દ્રલંબાઈ ધરાવતા અંતર્ગોળ લેન્સનાં ચશ્માં વિદ્યાર્થીએ પહેરવા જોઈએ.
સ્વાઘ્યાયના પ્રશ્નોત્તર
⭐ ધોરણ 10 વિજ્ઞાન પ્રકરણ – 8 સજીવો કેવી રીતે પ્રજનન કરે છે?
(a) પ્રેસબાયોપીઆ (b) સમાવેશ ક્ષમતા (c) લઘુદ્રષ્ટિ (d) ગુરુદ્રષ્ટિ
ઉત્તર : (b) સમાવેશ ક્ષમતા
(a) પારદર્શક પટલ (b) કનીનિકા (આઇરિસ) (c) કીકી (d) નેત્રપટલ (રેટિના)
ઉત્તર :- (d) નેત્રપટલ (રેટિના)
(3) સામાન્ય દ્રષ્ટિ ધરાવતી પુખ્ત વ્યક્તિ માટે સ્પષ્ટ દ્રષ્ટિનુ લઘુત્તમ અંતર આશરે _____ હોય છે.
(a) 25 m (b) 2.5 m (c) 25 cm (d) 2.5 m
ઉત્તર :- (c) 25 cm
(4) આંખના લેંસની કેંદ્રલંબાઇમાં ફેરફાર _____ કરે છે.
(a) કીકી (b) નેત્રપટલ (c) સિલિયરી સ્નાયુઓ (d) આઇરિસ
ઉત્તર :- (c) સિલિયરી સ્નાયુઓ
(5) કોઈ વ્યક્તિને દૂરની દૃષ્ટિનું નિવારણ કરવા માટે – 5.5 ડાયોપ્ટર પાવરના લેન્સની જરૂર પડે છે. તેને નજીકની દૃષ્ટિનું નિવારણ કરવા માટે +1.5 ડાયોપ્ટર પાવરનો લેન્સ જોઈએ છે. (1) દૂરની દૃષ્ટિ (દૂરદૃષ્ટિ) અને (2) નજીકની દૃષ્ટિ (લઘુદૃષ્ટિ) ના નિવારણ માટે જરૂરી લેન્સની કેન્દ્રલંબાઈ કેટલી હશે?
ઉકેલ :
- દૂરની દૃષ્ટિ માટે, f = ?, P = – 5.5 D = – 5.5 m-¹
- હવે, f = 1/P = 1/-5.5 = – 0.182 m = – 18.2 cm (અંતર્ગોળ લેન્સ)
- દૂરની દૃષ્ટિ માટે, f = ?, P = +1.5 D = +1.5 m-¹
- હવે, f = 1/P = 1 /+1.5 = 0.667 m = 66.7 cm (બહિર્ગોળ લેન્સ)
(6) લઘુદૃષ્ટિની ખામી ધરાવતી વ્યક્તિ માટે દૂરબિંદુ આંખની સામે 80 cm દૂર છે. આ ખામીનું નિવારણ કરવા માટે વપરાતા લેન્સનો પ્રકાર અને પાવર શું હશે?
ઉકેલ :
- → આંખની લઘુષ્ટિની ખામીને નિવારવા યોગ્ય કેન્દ્રલંબાઈવાળા અંતર્ગોળ લેન્સનાં ચશ્માં પહેરવા જોઈએ.
- → અહીં, લઘુષ્ટિની ખામી ધરાવતી વ્યક્તિનું દૂરબિંદુ 80 cm છે.
- → આનો અર્થ એ થાય કે આ વ્યક્તિ દૂરની વસ્તુને ત્યારે જ સ્પષ્ટ જોઈ શકે છે જ્યારે દૂરની વસ્તુનું પ્રતિબિંબ તેના પોતાના દૂરના સ્થાને રચાય.
- →આથી આ કિસ્સામાં, વસ્તુ અંતર u = -∞ (સામાન્ય દૂર બિંદુ), પ્રતિબિંબ અંતર v = – 80 cm, કેન્દ્રલંબાઈ f =?
લેન્સ સૂત્ર પરથી,
1/f = 1/-u + 1/v
1/f = 1/-(-∞) + 1/-80
1/f =1/ -80
f = -80 cm = -0.8 m
P = 1/f = 1/-0.8 = -1.25 D
આ ખામીને નિવારવા -1.25D પાવર ધરાવતા અંતર્ગોળ લેંસનો ઉપગોય કરવો જોઇએ.
(7) હાઇપરમેટ્રોપીઆનુ નિવારણ આકૃતિ દોરી દર્શાવો. એક ગુરુદ્રષ્ટિની ખામીવાળી આંખનું નજીકબિન્દુ 1m છે. આ ખામીનુ નિવારણ કરવા જરૂરી લેન્સનો પાવર શુ હશે?સામાન્ય આંખનુ નજીકબિંદુ 25cm છે તેમ વિચારો.
ઉકેલ :
- → આ ગુરુદૃષ્ટિની ખામીને નિવારવા યોગ્ય કેન્દ્રલંબાઈવાળા બહિર્ગોળ લેન્સના ચશમા પહેરવા જોઈએ.
- → અહીં હાઇપરમેટ્રોપીઆવાળી આંખનું નજીકબિંદુ 1 m = 100 cm છે.
- → આનો અર્થ એ થાય કે આ વ્યક્તિ નજીકની વસ્તુને ત્યારે જ સ્પષ્ટ જોઈ શકે છે જ્યારે નજીકની વસ્તુનું પ્રતિબિંબ તેના પોતાના નજીકબિંદુના સ્થાને રચાય.
- →આથી આ કિસ્સામાં, વસ્તુ અંતર u = -25 cm, પ્રતિબિંબ અંતર v = – 1 m = – 100 cm, કેન્દ્રલંબાઈ f = ?
લેન્સ સૂત્ર પરથી,
1/f = 1/-u + 1/v
1/f = 1/-(-25) + 1/-100
1/f =3/100
f = 100/3 cm = 1/3 m= 0.33 m = 33.33 cm
P = 1/f = 1/(1/3) = 3 D
ઉત્તર :
- નજીકની વસ્તુને જોવા સિલિયરી સ્નાયુઓને યોગ્ય પ્રમાણમાં સંકોચાવું પડે છે. પરિણામે આંખનો લેન્સ મધ્યમાંથી જાડો થાય છે અને તેથી તેની કેન્દ્રલંબાઈ ઘટે છે. પરંતુ સિલિયરી સ્નાયુઓ અમુક હદથી વધારે સંકોચાઈ શકતા નથી.
- તેથી 25 cm અંતરથી નજીકની વસ્તુઓને સ્પષ્ટ જોઈ શકાતી નથી. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, સામાન્ય આંખ 25 cm થી નજીકની વસ્તુને સ્પષ્ટ જોઈ શકતી નથી, કારણ કે તેની બધી જ સમાવેશ ક્ષમતા પહેલેથી જ ખર્ચાઈ (વપરાઈ) ગયેલી હોય છે.
(9) જયારે આપણે આંખથી કોઈ વસ્તુનું અંતર વધારીએ છીએ ત્યારે આંખમાં પ્રતિબિંબ – અંતરમાં શું ફરક પડે છે?
ઉત્તર : સામાન્ય આંખ માટે, પ્રતિબિંબ – અંતર (v) આંખની અંદર નિશ્ચિત હોય છે. આંખના લેન્સ (નેત્રમણિ) થી નેત્રપટલનું અંતર = 2.3 cm
જ્યારે આપણે આંખથી વસ્તુ – અંતર (u) વધારીએ છીએ, ત્યારે આંખની સમાવેશ ક્ષમતાને કારણે આખના લેન્સની કેન્દ્રલંબાઈ એટલા પ્રમાણમાં બદલાય છે, કે જેથી પ્રતિબિબ – અંતર (v), સૂત્ર 1/f = 1/v – 1/u અનુસાર અચળ રહે.
(10) તારાઓ કેમ ટમટમે છે?
- ઉત્તર : તારાઓના પ્રકાશનું વાતાવરણીય વક્રીભવન થવાથી તારાઓ ટમટમતાં લાગે છે.
- → તારાઓનો પ્રકાશ પૃથ્વી પર પહોંચે તે પહેલાં પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પ્રવેશતાં સતત વક્રીભવન પામતો આવે છે.
- → વાતાવરણીય વક્રીભવન એ જ માધ્યમમાં થાય છે, જેમાં એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ જતાં, વક્રીભવનાંકમાં ક્રમિક ફેરફાર થતો જતો હોય. પૃથ્વીની સપાટીની નજીક તરફ જતા હવાની પ્રકાશીય ઘનતા વધતી જાય છે. તેથી તારામાંથી આવતો પ્રકાશ ક્રમશઃ પાતળા માધ્યમમાંથી ઘટ્ટ માધ્યમમાં પ્રવેશતી વખતે લંબ તરફની દિશામાં વાંકો વળે છે.
- → હવે, અંતિમ વક્રીભૂતકિરણને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ, પાછળની તરફ લંબાવતા જાણવા મળે છે કે, તારાનું આભાસી સ્થાન તેના મૂળ સ્થાન કરતાં થોડુંક અલગ (ઉપર તરફ) દેખાય છે.
- → ક્ષિતિજ પાસે જ્યારે જોવામાં આવે છે ત્યારે કોઈ તારો તેના વાસ્તવિક સ્થાનથી થોડોક ઉપર દેખાય છે.
- → વળી, પૃથ્વીના વાતાવરણની ભૌતિક પરિસ્થિતિ સ્થાયી હોતી નથી. આથી તારાનું દેખીતું સ્થાન પણ સ્થિર હોતું નથી, પરંતુ થોડુંક બદલાયા કરે છે.
- → તારાઓ પૃથ્વીથી ઘણા દૂર રહેલા હોવાથી તેમને પ્રકાશના બિંદુવત ઉદગમો ગણી શકાય.
- → તારામાંથી આવતાં પ્રકાશનાં કિરણોનો માર્ગ થોડો થોડો બદલાયા કરે છે. આથી તારાનું દેખીતું સ્થાન પણ બદલાયા કરે છે અને આપણી આંખમાં પ્રવેશતા તારાના પ્રકાશની માત્રા પણ અનિયમિતપણે બદલાય છે. જેથી તારો કોઈ વાર પ્રકાશિત દેખાય છે, તો કોઈ વાર ઝાંખો દેખાય છે જે ટમટમવાની અસર છે.
(11) સમજાવો: ગ્રહો કેમ ટમટમતા નથી.
- ઉત્તર : ગ્રહો તારાઓની સરખામણીમાં પૃથ્વીથી ઘણા નજીક છે. આથી તેઓ તારાઓની સાપેક્ષે મોટા દેખાય છે. તારાઓ પૃથ્વીથી ઘણા દૂર હોય છે તેથી તે નાના દેખાય છે.
- → તેથી તારાઓ બિંદુવત્ ઉદગમ અને ગ્રહો પ્રકાશના વિસ્તૃત ઉદગમ તરીકે વર્તે છે, એટલે કે તેમને ઘણા બિંદુવત્ ઉદગમોના સમૂહ તરીકે ગણવામાં આવે છે.
- → જો આપણે ગ્રહને બિંદુવત પ્રકાશ ઉદગમોના સમૂહ તરીકે ગણીએ, તો બધા જ બિંદુવત પ્રકાશ ઉદગમોથી આપણી આંખોમાં પ્રવેશ કરતા પ્રકાશની માત્રામાં કુલ પરિવર્તનનું (ફેરફારનું) સરેરાશ મૂલ્ય શૂન્ય થાય.
- → તેથી જ ટમટમવાની અસર નાબૂદ થાય છે. આ કારણને લીધે ગ્રહો ટમટમતા નથી.
(12) વહેલી સવાર(સૂર્યોદય)ના સમયે સૂર્ય લાલાશપડતો કેમ દેખાય છે.?
ઉત્તર :
- → આકૃતિમાં સૂર્યોદય સમયની સૂર્યની સ્થિતિ દર્શાવી છે. સૂર્યોદય વખતે ક્ષિતિજ પાસે રહેલા સૂર્યમાંથી આવતા શ્વેત પ્રકાશને અવલોકનકાર સુધી પહોંચતા પહેલાં પૃથ્વીના ઘટ્ટ વાતાવરણમાં વધારે પ્રમાણમાં અંતર કાપવું પડે છે.
- → આ દરમિયાન વાદળી (ભૂરા) રંગના પ્રકાશનું અને નાની તરંગ લંબાઈવાળા પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન વધુ થતાં, અવલોકનકાર પાસે રાતા રંગને અનુરૂપ પ્રકાશ પહોંચે છે અને સૂર્ય લાલાશપડતો દેખાય છે.
- → આ જ પ્રમાણેની પરિસ્થિતિ સૂર્યાસ્ત વખતની હોય છે.
(13) કોઈ અંતરિક્ષયાત્રીને આકાશ ભૂરાના બદલે કાળું કેમ દેખાય છે?
ઉત્તર : અવકાશમાં વાતાવરણ ન હોવાથી સૂર્યપ્રકાશનું પ્રકીર્ણન થઈ શકતું નથી. બાહ્ય અવકાશમાંથી અંતરિક્ષયાત્રીની આંખમાં આવતા શ્વેત પ્રકાશના વાદળી રંગના ઘટકનું (પ્રકાશનું) પ્રકીર્ણન ન થતું હોવાથી, અંતરિક્ષયાત્રીને આકાશ ભૂરાના બદલે કાળા રંગનું દેખાય છે.
પૃથ્વીના વાતાવરણમાંથી પસાર થતા પ્રકાશનું વાંકા વળવાની ઘટનાને વાતાવરણીય વક્રીભવન કહે છે.
વાતાવરણીય વક્રીભવનની થોડીક ઘટનાઓ નીચે મુજબ છેઃ
- તારાઓનું ટમટમવું (Twinkling of stars)
- વહેલો સૂર્યોદય (Advance sunrise)
- મોડો સૂર્યાસ્ત (Delayed sunset).
- તારાઓનું સ્થાન તેમના મૂળ સ્થાન કરતાં થોડુંક ઉપર દેખાવું (તારાઓનું સ્થાનાંતર)
- સૂર્યોદય અને સૂર્યાસ્ત વખતે સૂર્ય આપણને અંડાકાર અથવા ચપટો દેખાય છે, પરંતુ બપોરે તે વર્તુળાકાર દેખાય છે. (એટલે કે સૂર્યના આકારમાં આભાસી ફેરફાર થાય છે.)
