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Ray Optics (किरण प्रकाशिकी) - One Shot Revision Notes in Hindi

Ray Optics (किरण प्रकाशिकी) - One Shot Revision

इस लेक्चर में JEE मेन और एडवांस्ड के लिए Ray Optics के मूल नियमों का त्वरित पुनरीक्षण कराया गया है। इसमें समतल दर्पण, उससे जुड़े परावर्तन के नियम, विचलन कोण, प्रतिबिंबों की संख्या तथा गोलीय दर्पणों (अवतल एवं उत्तल) के दर्पण सूत्र और आवर्धन का विस्तृत विश्लेषण शामिल है। साथ ही अपवर्तन की मूल बातें, स्नेल का नियम और काँच की स्लैब से होने वाले पार्श्व विस्थापन को भी समझाया गया है।

JEE
Physics
हिन्दी · 10 topics
Checked against the video on 23 Oct 2026

Made by AI from the YouTube video RAY OPTICS in 1 Shot: All Concepts & PYQs Covered || JEE Main & Advanced (opens YouTube in a new tab) by JEE Wallah, then checked against it. All credit for the teaching goes to the creator. Tap a topic’s time to confirm a fact in the video.

Ray Optics (किरण प्रकाशिकी) - One Shot Revision

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Checked against the video

In short

इस लेक्चर में JEE मेन और एडवांस्ड के लिए Ray Optics के मूल नियमों का त्वरित पुनरीक्षण कराया गया है। इसमें समतल दर्पण, उससे जुड़े परावर्तन के नियम, विचलन कोण, प्रतिबिंबों की संख्या तथा गोलीय दर्पणों (अवतल एवं उत्तल) के दर्पण सूत्र और आवर्धन का विस्तृत विश्लेषण शामिल है। साथ ही अपवर्तन की मूल बातें, स्नेल का नियम और काँच की स्लैब से होने वाले पार्श्व विस्थापन को भी समझाया गया है।

परिचय एवं रूपरेखा

यह सत्र JEE Aspirants के लिए Manzil Series के अंतर्गत Ray Optics (किरण प्रकाशिकी) का वन-शॉट रिवीजन व्याख्यान है।
इस अध्याय में समतल और गोलीय दर्पणों से परावर्तन, प्रकाश का अपवर्तन, TIR (पूर्ण आंतरिक परावर्तन), प्रिज्म, गोलीय सतहों से अपवर्तन और पतले लेंस शामिल हैं।
ऑप्टिकल इंस्ट्रूमेंट्स (प्रकाशीय यंत्र) को इस सत्र से अलग रखा गया है और शेष अध्याय को लगभग 7 से 8 घंटे में पूरा करने का लक्ष्य है।

परावर्तन और परावर्तन के नियम

किसी सतह पर प्रकाश गिरने पर तीन मुख्य परिघटनाएँ होती हैं: परावर्तन (रिफ्लेक्शन), अवशोषण (एब्जॉर्प्शन) और अपवर्तन (रिफ्रैक्शन)।
आपतित किरण (Incident Ray - IR), अभिलंब (Normal - N) और परावर्तित किरण (Reflected Ray - RR) तीनों एक ही तल में स्थित होते हैं।
Must knowपरावर्तन के नियम के अनुसार आपतन कोण (Angle of incidence, i) हमेशा परावर्तन कोण (Angle of reflection, r) के बराबर होता है (i = r)।
परावर्तन के नियम चिकनी (Smooth/Regular) तथा खुरदरी (Rough/Diffused) दोनों प्रकार की सतहों के लिए समान रूप से लागू होते हैं।
Must knowपरावर्तन के नियमों का सदिश रूप (Vector form): I^ = R^ + 2(I^ . n^)n^ (जहाँ I^ आपतित किरण, R^ परावर्तित किरण और n^ अभिलंब की दिशा में एकांक सदिश हैं)।

समतल दर्पण (Plane Mirror) द्वारा प्रतिबिम्ब निर्माण

समतल दर्पण के लिए बिम्ब दूरी (Object distance) हमेशा प्रतिबिम्ब दूरी (Image distance) के बराबर होती है।
बिम्ब का आकार (Size of object) सदैव प्रतिबिम्ब के आकार (Size of image) के बराबर होता है।
Must knowसमतल दर्पण में बिम्ब और प्रतिबिम्ब की प्रकृति हमेशा एक-दूसरे के विपरीत होती है: वास्तविक बिम्ब (Real object) का आभासी प्रतिबिम्ब (Virtual image) बनता है, जबकि आभासी बिम्ब का वास्तविक प्रतिबिम्ब बनता है।
समतल दर्पण द्वारा बना प्रतिबिम्ब पार्श्व रूप से उल्टा (Laterally inverted) होता है।
Must knowसमतल दर्पण बिम्ब और प्रतिबिम्ब को मिलाने वाली रेखा का लंब समद्विभाजक (Perpendicular bisector) होता है।
पार्श्व परिवर्तन (Lateral inversion) पर आधारित क्लॉक समस्याओं में, यदि घड़ी का वास्तविक समय दिया हो, तो प्रतिबिम्ब में समय निकालने के लिए उसे 12 घंटे (या 11:60 या 11:59:60) में से घटाया जाता है।

दर्पण तथा बिम्ब का घूर्णन

यदि दर्पण स्थिर रहे और बिम्ब को θ कोण से घुमाया जाए, तो उसका प्रतिबिम्ब भी विपरीत दिशा में समान कोण θ से घूमता है।
Must knowयदि बिम्ब स्थिर रहे और दर्पण को θ कोण से घुमाया जाए, तो प्रतिबिम्ब उसी दिशा में 2θ कोण से घूम जाता है।

समतल दर्पण के सामने गति (Motion in Front of Plane Mirror)

जब दर्पण स्थिर हो और बिम्ब दर्पण के लंबवत v वेग से गति करता है, तो प्रतिबिम्ब का वेग दर्पण के लंबवत -v होता है (V_I_perp = -V_O_perp)।
जब दर्पण स्थिर हो और बिम्ब दर्पण के समानांतर गति करता है, तो प्रतिबिम्ब का वेग भी बिम्ब के वेग के समान रहता है (V_I_parallel = V_O_parallel)।
यदि दर्पण अपने ही तल के समानांतर गति करता है, तो प्रतिबिम्ब के वेग पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता।
Must knowयदि बिम्ब स्थिर रहे और दर्पण उसकी ओर लंबवत दिशा में v वेग से चले, तो प्रतिबिम्ब धरातल (Ground) के सापेक्ष 2v वेग से उसी दिशा में गति करता है।

दो समतल दर्पणों द्वारा बने प्रतिबिम्बों की संख्या

दो समतल दर्पणों के बीच θ कोण होने पर प्रतिबिम्बों की संख्या ज्ञात करने के लिए सबसे पहले 360/θ का मान ज्ञात किया जाता है।
Must knowयदि 360/θ एक सम संख्या (Even) है, तो प्रतिबिम्बों की संख्या सदैव (360/θ - 1) होती है, चाहे बिम्ब सममित (Symmetric) रखा हो या असममित (Asymmetric)।
Must knowयदि 360/θ एक विषम संख्या (Odd) है और बिम्ब कोण समद्विभाजक (Symmetric) पर रखा है, तो प्रतिबिम्बों की संख्या (360/θ - 1) होगी।
यदि 360/θ विषम संख्या है और बिम्ब असममित (Asymmetric) स्थिति में है, तो प्रतिबिम्बों की संख्या 360/θ होगी।
समानांतर दर्पणों (θ = 0°) के मामले में, प्रकाश के बार-बार परावर्तन के कारण अनंत (Infinite) प्रतिबिम्ब बनते हैं, बशर्ते परावर्तित किरणें दूसरे दर्पण पर टकरा सकें।

दृष्टि क्षेत्र (Field of View) और दर्पण का न्यूनतम आकार

दर्पण का आकार या स्थिति चाहे जो भी हो, बिम्ब हमेशा बनता है; दर्पण का आकार केवल यह तय करता है कि दृष्टि क्षेत्र (Field of View) कितना बड़ा होगा।
किसी बिम्ब का पूरा प्रतिबिम्ब बनाने के लिए दर्पण का न्यूनतम आकार बिंदु आकार (Point size) का भी हो सकता है।
Must knowकिसी व्यक्ति को समतल दर्पण में अपना पूरा प्रतिबिम्ब देखने के लिए दर्पण की न्यूनतम लंबाई व्यक्ति की ऊँचाई की आधी (H/2) होनी चाहिए।
यह H/2 आकार का दर्पण जमीन से व्यक्ति के नेत्र स्तर (Eye level) की आधी ऊँचाई पर स्थित होना चाहिए।

गोलीय दर्पण (Spherical Mirrors)

गोलीय दर्पण दो प्रकार के होते हैं: अवतल दर्पण (Concave mirror - अभिसारी/Converging) और उत्तल दर्पण (Convex mirror - अपसारी/Diverging)।
गोलीय दर्पण की फोकस दूरी (f) वक्रता त्रिज्या (R) की आधी होती है (f = R/2) और यह आसपास के माध्यम पर निर्भर नहीं करती है।
गोलीय दर्पणों के लिए दर्पण सूत्र: 1/f = 1/v + 1/u, जहाँ u बिम्ब दूरी, v प्रतिबिम्ब दूरी और f फोकस दूरी है (सभी ध्रुव 'P' से मापी जाती हैं)।
Must knowअवतल दर्पण केवल एक स्थिति में आभासी, सीधा और आवर्धित प्रतिबिम्ब बनाता है: जब बिम्ब ध्रुव (P) और फोकस (F) के बीच स्थित हो; बाकी सभी स्थितियों में वास्तविक एवं उल्टे प्रतिबिम्ब बनते हैं।
उत्तल दर्पण वास्तविक बिम्बों के लिए सदैव आभासी, सीधा और छोटा प्रतिबिम्ब बनाता है।

गोलीय दर्पणों में आवर्धन और वेग

अनुप्रस्थ या पार्श्व आवर्धन (Lateral/Transverse Magnification): m_lat = h_I / h_O = -v / u।
Must knowअनुदैर्ध्य आवर्धन (Longitudinal Magnification): बहुत छोटी मोटाई की वस्तुओं के लिए, m_long = t_I / t_O = -v² / u² = -(m_lat)² होता है।
दर्पण के मुख्य अक्ष के लंबवत प्रतिबिम्ब का वेग: V_I_perp = (m_lat) × V_O_perp।
मुख्य अक्ष के समानांतर प्रतिबिम्ब का वेग: V_I_parallel = (m_long) × V_O_parallel = -(v² / u²) × V_O_parallel।

प्रकाश का अपवर्तन और स्नेल का नियम

जब प्रकाश एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाता है, तो प्रकाश की आवृत्ति (Frequency) कभी नहीं बदलती क्योंकि यह प्रकाश स्रोत पर निर्भर करती है।
अपवर्तन के दौरान प्रकाश का वेग (Velocity) और तरंगदैर्ध्य (Wavelength) परिवर्तित हो जाते हैं।
निरपेक्ष अपवर्तनांक (Absolute Refractive Index): μ = c / v = λ_0 / λ_m, जो सदैव 1 से बड़ा होता है (μ > 1)।
Must knowस्नेल का नियम (Snell's Law): μ1 × sin(i) = μ2 × sin(r) अर्थात μ × sin(θ) = नियतांक।
जब प्रकाश विरल से सघन माध्यम (R to D) में जाता है, तो वह अभिलंब की ओर झुकता है; जब सघन से विरल (D to R) जाता है, तो अभिलंब से दूर हटता है।
Must knowकाँच की स्लैब से गुजरने पर किरण का विचलन शून्य होता है (i = e, यदि दोनों ओर माध्यम समान हो), लेकिन उसमें पार्श्व विस्थापन (Lateral shift, Δ) होता है: Δ = t × sin(i - r) / cos(r)।

Key terms

आपतन कोण (Angle of Incidence): आपतित किरण और अभिलंब के बीच का कोण
पार्श्व परिवर्तन (Lateral Inversion): समतल दर्पण में दाएँ का बायाँ और बाएँ का दायाँ दिखाई देना
दृष्टि क्षेत्र (Field of View): वह क्षेत्र जहाँ परावर्तित किरणें पहुँचती हैं और प्रेक्षक प्रतिबिम्ब को देख सकता है
उपाक्षीय किरणें (Paraxial Rays): वे प्रकाश किरणें जो मुख्य अक्ष के अत्यंत निकट होती हैं और छोटे कोण बनाती हैं
पार्श्व विस्थापन (Lateral Shift): काँच की स्लैब से अपवर्तन के बाद आपतित किरण की मूल दिशा और निर्गत किरण के बीच लंबवत दूरी

Formulas

परावर्तन का सदिश रूप: I^ = R^ + 2(I^ . n^)n^
समतल दर्पण से विचलन कोण: δ = 180° - 2i
दर्पण सूत्र: 1/f = 1/v + 1/u
पार्श्व आवर्धन (Lateral Magnification): m_lat = h_I / h_O = -v / u
अनुदैर्ध्य आवर्धन (Longitudinal Magnification): m_long = t_I / t_O = -v² / u²
स्नेल का नियम (Snell's Law): μ1 × sin(i) = μ2 × sin(r)
पार्श्व विस्थापन (Lateral Shift): Δ = t × sin(i - r) / cos(r)

Exam tips and traps

दर्पण सूत्र 1/f = 1/v + 1/u में बीच में धन (+) चिन्ह होता है, जबकि इसके पार्श्व आवर्धन सूत्र m = -v/u में ऋण (-) चिन्ह आता है।
समतल दर्पण में अपना पूरा प्रतिबिम्ब देखने के लिए केवल H/2 लंबाई का दर्पण होना ही पर्याप्त नहीं है, उसका धरातल से सही ऊँचाई (Eye level/2) पर लगा होना भी अनिवार्य है।
360/θ का मान यदि विषम संख्या आए, तो तुरंत उत्तर न लिखें; पहले देखें कि बिम्ब कोण समद्विभाजक (Symmetric) पर रखा है या असममित (Asymmetric) स्थिति में।

Quick revision

Read these the night before the exam.

समतल दर्पण द्वारा बने प्रतिबिम्ब की दर्पण से दूरी बिम्ब की दर्पण से दूरी के बराबर होती है।
यदि दर्पण को स्थिर रखते हुए बिम्ब को θ कोण घुमाएँ, तो प्रतिबिम्ब विपरीत दिशा में θ कोण घूमता है।
यदि बिम्ब स्थिर हो और दर्पण को θ कोण घुमाया जाए, तो प्रतिबिम्ब उसी दिशा में 2θ कोण से घूम जाता है।
दर्पण की ओर v वेग से चलने पर प्रतिबिम्ब भी दर्पण की ओर v वेग से आता है, अतः बिम्ब के सापेक्ष प्रतिबिम्ब का वेग 2v होता है।
θ = 90° पर रखे दो समतल दर्पणों के बीच बने प्रतिबिम्बों की संख्या 3 होती है।
मनुष्य को अपना पूरा प्रतिबिम्ब देखने के लिए दर्पण की न्यूनतम ऊँचाई H/2 आवश्यक होती है।
गोलीय दर्पण की फोकस दूरी f = R/2 होती है और यह माध्यम के अपवर्तनांक पर निर्भर नहीं करती।
अपवर्तन की घटना में प्रकाश की आवृत्ति अपरिवर्तित रहती है, जबकि वेग और तरंगदैर्ध्य बदल जाते हैं।
काँच की स्लैब से निकलने वाली निर्गत किरण आपतित किरण के समानांतर होती है यदि दोनों ओर समान माध्यम हो।

These notes are made by AI from the video. Use the timestamps to check any important fact against the video before you rely on it.

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