सामान्य विज्ञान क्विज: मानव नेत्र, लेंस और प्रकाश का विक्षेपण

सही उत्तर C है। मायोपिया या निकट दृष्टि दोष वह दोष है जिसमें निकट की वस्तुएं स्पष्ट दिखती हैं पर दूर की वस्तुएं धुंधली लगती हैं। यह दोष तब होता है जब नेत्र लेंस अधिक अभिसारी हो जाए, अर्थात उसकी फोकस दूरी बहुत कम हो जाए, अथवा नेत्रगोलक आगे से पीछे तक लंबा हो जाए। ऐसे नेत्र में दूर की वस्तु की किरणें समय से पहले मिल जाती हैं और प्रतिबिंब रेटिना के सामने बनता है, पीछे नहीं, इसलिए कथन C ही गलत है और वही उत्तर है। विकल्प A सही कथन है, क्योंकि उचित ऋणात्मक क्षमता का अवतल या अपसारी लेंस प्रतिबिंब को पीछे खिसकाकर रेटिना पर ले आता है। विकल्प B सही है, क्योंकि निकट दृष्टि दोष मायोपिया का ही सामान्य नाम है। विकल्प D भी सही है, क्योंकि मायोपिया में नेत्र का दूर बिंदु अनंत से हटकर कुछ मीटर पर आ जाता है।

सही उत्तर B, कॉर्निया है। कॉर्निया वह पतली, पारदर्शी और कुछ उभरी झिल्ली है जो नेत्रगोलक का अग्र पृष्ठ बनाती है, और प्रकाश को किसी भी अन्य भाग तक पहुंचने से पहले इससे गुजरना पड़ता है। वायु से कॉर्निया में माध्यम का परिवर्तन पूरे नेत्र में सबसे तीव्र होने के कारण प्रकाश का अधिकतम अपवर्तन भी यहीं होता है। विकल्प A गलत है क्योंकि रेटिना नेत्र के पीछे का प्रकाश संवेदी पर्दा है जिस पर अंत में प्रतिबिंब बनता है, अर्थात प्रकाश वहां सबसे बाद में पहुंचता है। विकल्प C गलत है क्योंकि पुतली कोई झिल्ली नहीं बल्कि एक छिद्र है, जिससे प्रकाश कॉर्निया पार करने के बाद गुजरता है। विकल्प D गलत है क्योंकि आइरिस वह रंगीन पेशीय पर्दा है जो पुतली को छोटा या बड़ा करके नेत्र में जाने वाले प्रकाश की मात्रा नियंत्रित करता है।

सही उत्तर B, व्यतिकरण है। साबुन की झिल्ली अत्यंत पतली होती है, और उसके अग्र पृष्ठ से परावर्तित प्रकाश उसके पश्च पृष्ठ से परावर्तित प्रकाश से मिलता है। दोनों तरंगों ने कुछ भिन्न दूरी तय की होती है, इसलिए प्रत्येक तरंगदैर्घ्य के लिए वे कहीं एक दूसरे को प्रबल और कहीं निरस्त कर देती हैं। यह पतली फिल्म व्यतिकरण झिल्ली के प्रत्येक बिंदु पर एक रंग को उभारता और दूसरे को मिटा देता है, इसीलिए बुलबुले पर बदलती रंगीन पट्टियां दिखती हैं। विकल्प A गलत है क्योंकि प्रकीर्णन कणों द्वारा प्रकाश का बिखरना है और वह नीला आकाश तथा लाल सूर्यास्त समझाता है, झिल्ली के रंग नहीं। विकल्प C गलत है क्योंकि विक्षेपण प्रिज्म या वर्षा की बूंद जैसे माध्यम में अपवर्तन से रंग अलग करता है, और साबुन की झिल्ली इतनी पतली है कि इस प्रकार विक्षेपण नहीं कर सकती। विकल्प D गलत है क्योंकि विवर्तन अवरोधों के किनारों और सूक्ष्म झिर्रियों से प्रकाश का मुड़ना है, जैसे सीडी की पटरियों या ग्रेटिंग में।

सही उत्तर B, आइरिस है। आइरिस कॉर्निया के ठीक पीछे स्थित पेशियों का रंगीन छल्ला है। सिकुड़कर और फैलकर यह बीच के छिद्र, अर्थात पुतली, को तेज प्रकाश में छोटा और मंद प्रकाश में बड़ा कर देता है, और इस प्रकार यह नियंत्रित करता है कि रेटिना पर कितना प्रकाश पड़े। विकल्प A गलत है क्योंकि कॉर्निया सामने की स्थिर पारदर्शी झिल्ली है; वह प्रकाश का प्रबल अपवर्तन करती है पर किसी छिद्र का आकार नहीं बदल सकती। विकल्प C गलत है क्योंकि रेटिना नेत्र के पीछे शलाका और शंकु कोशिकाओं का पर्दा है, जहां प्रतिबिंब बनता है और तंत्रिका संकेतों में बदलता है। विकल्प D गलत है क्योंकि पक्ष्माभी पेशियां क्रिस्टलीय लेंस पर कार्य करती हैं और उसकी वक्रता तथा फोकस दूरी बदलकर भिन्न दूरियों की वस्तुओं को फोकस करती हैं, जो समंजन है, प्रकाश नियंत्रण नहीं।

सही उत्तर C, 25 सेंटीमीटर है। स्पष्ट दृष्टि की न्यूनतम दूरी, जिसे निकट बिंदु भी कहते हैं, वह सबसे कम दूरी है जिस पर वस्तु रखकर उसे बिना जोर डाले स्पष्ट देखा जा सके। सामान्य वयस्क नेत्र के लिए यह दूरी लगभग 25 सेंटीमीटर मानी जाती है और आवर्धक लेंस तथा सूक्ष्मदर्शी के प्रत्येक संख्यात्मक प्रश्न में यही मानक मान लिया जाता है। विकल्प A, 10 सेंटीमीटर, वयस्क नेत्र के सुविधापूर्वक फोकस करने की सीमा से निकट है, हालांकि छोटा बच्चा इसके आसपास तक फोकस कर लेता है। विकल्प B, 15 सेंटीमीटर, भी मानक वयस्क मान से कम है। विकल्प D, 50 सेंटीमीटर, स्वस्थ नेत्र के निकट बिंदु से बहुत अधिक है और यह दूर दृष्टि दोष या जरा दूर दृष्टिता वाले व्यक्ति के हटे हुए निकट बिंदु के अधिक निकट है, जिसकी पक्ष्माभी पेशियां लेंस को पर्याप्त मोटा नहीं कर पातीं।

सही उत्तर B, डाइऑप्टर है। लेंस की क्षमता बताती है कि वह प्रकाश को कितनी प्रबलता से अभिसरित या अपसरित करता है, और इसे मीटर में व्यक्त फोकस दूरी के व्युत्क्रम के रूप में परिभाषित किया जाता है। फोकस दूरी मीटर में होने के कारण क्षमता का मात्रक प्रति मीटर होता है, जिसे डाइऑप्टर नाम और संकेत D दिया गया है। विकल्प A गलत है क्योंकि न्यूटन बल का मात्रक है और लेंस की फोकस सामर्थ्य से उसका कोई संबंध नहीं है। विकल्प C गलत है क्योंकि ल्यूमेन ज्योति फ्लक्स मापता है, अर्थात किसी स्रोत से निकलने वाला कुल दृश्य प्रकाश। विकल्प D गलत है क्योंकि कैंडेला ज्योति तीव्रता का मूल मात्रक है, अर्थात किसी स्रोत से एक विशेष दिशा में निकलने वाला प्रकाश। इनमें केवल डाइऑप्टर लेंस का गुण है, प्रकाश का नहीं।

सही उत्तर B, ऋण 2 डाइऑप्टर है। इसमें दो चरण हैं। पहले फोकस दूरी को मीटर में बदलना होगा: 50 सेंटीमीटर का अर्थ 0.5 मीटर है। दूसरे, क्षमता मीटर में फोकस दूरी का व्युत्क्रम होती है, जिससे परिमाण में दो डाइऑप्टर प्राप्त होता है। अंत में चिह्न परिपाटी लगाई जाती है: अवतल या अपसारी लेंस की फोकस दूरी सदा ऋणात्मक होती है और इसलिए क्षमता भी ऋणात्मक, अतः उत्तर ऋण 2 डाइऑप्टर है। विकल्प A का परिमाण सही है पर चिह्न गलत है और वह उसी फोकस दूरी के उत्तल लेंस को बताता है। विकल्प C सेंटीमीटर को मीटर में न बदलकर 2 से भाग देने की भूल से आता है, और विकल्प D वही भूल सही चिह्न के साथ दोहराता है। जो विद्यार्थी मात्रक परिवर्तन और चिह्न परिपाटी अलग अलग ध्यान रखते हैं, वे यह अंक नहीं खोते।

सही उत्तर D, बैंगनी है। किसी पारदर्शी माध्यम का अपवर्तनांक प्रत्येक रंग के लिए समान नहीं होता; तरंगदैर्घ्य घटने के साथ वह बढ़ता है। दृश्य रंगों में बैंगनी की तरंगदैर्घ्य सबसे कम है, इसलिए कांच उसके लिए सर्वाधिक अपवर्तनांक रखता है, वह प्रिज्म के दोनों पृष्ठों पर सबसे अधिक मुड़ता है और सबसे अधिक विचलन के साथ बाहर निकलता है। इसी कारण पर्दे पर स्पेक्ट्रम के निचले सिरे पर बैंगनी रहता है। विकल्प A इसका विपरीत स्थिति है: लाल की तरंगदैर्घ्य सबसे अधिक, कांच में अपवर्तनांक सबसे कम और इसलिए विचलन सबसे कम होता है। विकल्प B और C, पीला तथा हरा, तरंगदैर्घ्य में लाल और बैंगनी के बीच आते हैं, इसलिए उनका विचलन भी मध्यम रहता है, लाल से अधिक पर बैंगनी से कम। बैंगनी से लाल तक का क्रम याद रखने पर इस प्रकार के सभी प्रश्न हल हो जाते हैं।

सही उत्तर B, शंकु कोशिकाएं है। रेटिना पर दो प्रकार की प्रकाशग्राही कोशिकाएं होती हैं। शंकु कोशिकाओं को कार्य करने के लिए पर्याप्त तेज प्रकाश चाहिए और वे भिन्न तरंगदैर्घ्य के प्रति चयनात्मक रूप से अनुक्रिया करती हैं, इसलिए वे हमें रंग का बोध कराती हैं; शंकु कोशिकाएं दोषपूर्ण होने पर व्यक्ति वर्णांध होता है। विकल्प A गलत है क्योंकि शलाका कोशिकाएं अत्यंत मंद प्रकाश के प्रति संवेदी होती हैं पर तरंगदैर्घ्य में भेद नहीं कर सकतीं, इसीलिए शाम के समय जब केवल शलाकाएं कार्य करती हैं तो रंग फीके पड़ जाते हैं और संसार धूसर लगता है। विकल्प C गलत है क्योंकि गॉब्लेट कोशिकाएं आंत और श्वसन मार्ग की परत की श्लेष्मा स्रावी कोशिकाएं हैं और रेटिना में नहीं पाई जातीं। विकल्प D गलत है क्योंकि मास्ट कोशिकाएं प्रतिरक्षा तंत्र का भाग हैं और एलर्जी में हिस्टामिन छोड़ती हैं।

सही उत्तर B, उत्तल लेंस है। हाइपरमेट्रोपिया में नेत्र लेंस दुर्बल हो जाता है अथवा नेत्रगोलक छोटा रह जाता है, इसलिए निकट की वस्तु की किरणें पर्याप्त अभिसरित नहीं होतीं और प्रतिबिंब रेटिना के पीछे बनता है। उचित धनात्मक क्षमता का उत्तल या अभिसारी लेंस नेत्र में प्रवेश से पहले किरणों को कुछ पास ले आता है, जिससे नेत्र लेंस प्रतिबिंब ठीक रेटिना पर बना सके और निकट बिंदु लगभग 25 सेंटीमीटर पर लौट आए। विकल्प A गलत है क्योंकि अवतल लेंस प्रकाश को और अपसरित करता है और वह विपरीत दोष मायोपिया का संशोधन है। विकल्प C गलत है क्योंकि बेलनाकार लेंस अबिंदुकता ठीक करता है, जिसमें कॉर्निया पूर्णतः गोलीय नहीं रहता। विकल्प D गलत है क्योंकि समतल दर्पण केवल प्रकाश का परावर्तन करता है, उसे अभिसरित या अपसरित नहीं करता, इसलिए वह नेत्र के भीतर प्रतिबिंब की स्थिति नहीं बदल सकता।

सही उत्तर C, प्रकाश का प्रकीर्णन है। वायुमंडल के अणु दृश्य प्रकाश की तरंगदैर्घ्य से बहुत छोटे होते हैं, और ऐसे कण छोटी तरंगदैर्घ्य को बड़ी तरंगदैर्घ्य से कहीं अधिक प्रकीर्णित करते हैं। सूर्य का नीला प्रकाश बार बार इधर उधर बिखरता है और आकाश की हर दिशा से आंखों तक पहुंचता है, इसी से आकाश नीला दिखता है; यही क्रियाविधि डूबते सूर्य को लाल दिखाती है। विकल्प A गलत है क्योंकि विक्षेपण के लिए ऐसे माध्यम में अपवर्तन आवश्यक है जो रंगों को अलग कर दे, जैसे प्रिज्म अथवा इंद्रधनुष बनाती वर्षा की बूंद। विकल्प B गलत है क्योंकि पूर्ण आंतरिक परावर्तन मरीचिका, प्रकाशिक तंतु और हीरे की चमक समझाता है, आकाश का रंग नहीं। विकल्प D गलत है क्योंकि व्यतिकरण साबुन के बुलबुले और तेल की पतली परत के रंग समझाता है, जो पतली झिल्लियों से उत्पन्न होते हैं, खुले वायुमंडल से नहीं।