પાઠ- 11 માનવ આંખ અને રંગબેરંગી દુનિયા

0
833
STD 10 VIGNAN LESSION 11

માનવ આંખ: 

માનવ આંખ એક અત્યંત મૂલ્યવાન અને સંવેદનશીલ જ્ઞાનેન્દ્રિય છે. તે આપણને આપણી આસપાસની અદભુત દુનિયા અને વિવિધ રંગો જોવા માટે મદદરૂપ થાય છે.

બધી જ જ્ઞાનેન્દ્રિયો પૈકી માનવ આંખ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તેનાથી જ આપણે આપણી આસપાસની સુંદર રંગબેરંગી દુનિયા જોઈ શકીએ છીએ.

પ્રશ્ન 1. માનવ આંખની નામનિર્દેશન વાળી સરળ રેખાકૃતિ દોરી તેના મુખ્ય માર્ગોના કાર્ય સમજાવો.

          .

ઉત્તર: માનવ આંખ એક કેમેરા જેવી છે.

તેનો લેન્સ તંત્ર રેટિના તરીકે ઓળખાતા પ્રકાશ સંવેદી પડદા પર પ્રતિબિંબ રચે છે.

આંખના ડોળો લગભગ ગોળાકાર હોય છે, જેનો વ્યાસ આશરે 2.3 cm હોય છે.

(1) પારદર્શકપટલ (કોર્નિયા) : આંખની આગળનો પારદર્શક ભાગ જે બહારની તરફ ઉપસેલો હોય છે, તેને પારદર્શક પટલ કહે છે.

પ્રકાશ કોર્નિયા તરીકે ઓળખાતા એક પાતળા પડદા જેવા પારદર્શક પટલમાંથી આંખમાં પ્રવેશે છે.

આંખમાં દાખલ થતા પ્રકાશનાં કિરણોનું મોટા ભાગનું વક્રીભવન પારદર્શકપટલની બહારની સપાટી પર થાય છે..

(2) કનીનીકા (આઇરિસ) : પારદર્શકપટલના પાછળના ભાગે કનીનીકા નામની રચના જોવા મળે છે, જે ઘેરો સ્નાયુમય પડદો છે.

→ જે કીકીનુ કદ નાનું-મોટું કરે છે.

(3) કીકી (Pupil) : કનીનીકાન મધ્યમાં આવેલ  નાના પરિવર્તનશીલ છિદ્રને કીકી કહે છે.

→પ્રકાશ કીકી દ્વારા આંખમાં પ્રવેશે છે.

→કીકી આંખમાં પ્રવેશતા પ્રકાશની માત્રાનું નિયંત્રણ કરે છે.

(4) નેત્રમણિ  : કનીનીકા પાછળ નેત્રમણિ (આંખનો લેન્સ) આવેલ છે, 

→તે નેત્રપટલ પર વસ્તુનું વાસ્તવિક અને ઊલટું પ્રતિબિંબ રચે છે.

નેત્રપટલ એ અત્યંત નાજુક પડદો છે જે વિપુલમાત્રામાં પ્રકાશ સંવેદી કોષો  ધરાવે છે.

પ્રકાશની હાજરીથી આ પ્રકાશ સંવેદી કોષો સક્રિય બને છે અને વિદ્યુત સંદેશા ઉત્પન્ન કરે છે.

આ વિદ્યુત સંદેશા પ્રકાશીય ચેતા મારફતે મગજને પહોંચાડે છે મગજ આ સંદેશાઓનું  અર્થઘટન કરે છે અને છેવટે આપણે વસ્તુને જેવી છે તેવી જોઈ શકીએ છીએ.

નેત્રમણી રેસામય જેલી જેવા પદાર્થનો બનેલો છે

(5) સિલિયરી સ્નાયુ : નેત્રમણિને તેના સ્થાનમાં જકડી રાખતા સ્નાયુમય બંધારણને સિલિયરી સ્નાયુઓ કહે છે. 

તે નેત્રમણિની  વક્રતામાં ફેરફાર કરી તેની કેન્દ્રલંબાઈ બદલી શકે છે.

લેન્સ ની વક્રતા માં ફેરફાર થવાથી લેન્સની કેન્દ્રલંબાઈ બદલાય છે. જ્યારે સ્નાયુઓ શિથિલ થાય છે ત્યારે લેન્સ પાતળો બને છે.

આમ તેની કેન્દ્રલંબાઈ વધે છે આનાથી આપણે દૂરની વસ્તુને સ્પષ્ટ જોઈ શકીએ છીએ.

જ્યારે આપણે આંખ ની નજીક રહેલી વસ્તુઓ ને જોઈએ છીએ ત્યારે સિલીયરી સ્નાયુઓ સંકોચાય છે.

આનાથી નેત્રમણી ની વક્રતા માં વધારો થાય છે તેથી નેત્રમણી જાડો થાય છે પરિણામે નેત્રમણિની  કેન્દ્રલંબાઈ ઘટે છે આનાથી આપણે નજીકની વસ્તુ અને સ્પષ્ટ જોઈ શકીએ છીએ.

પ્રશ્ન 2  : આંખની સમાવેશ ક્ષમતા એટલે શું?

ઉત્તર :જુદા જુદા વસ્તુ-અંતરને અનુરૂપ, વસ્તુનું યોગ્ય પ્રતિબિંબ નેત્રપટલ પર રચાય એટલા માટે, જરૂરિયાત મુજબ આંખના લેન્સ(નેત્રમણિ)ની પોતાની કેન્દ્રલંબાઈ ગોઠવવાની  ક્ષમતાને આંખની સમાવેશ ક્ષમતા કહે છે.

 પ્રશ્ન 3: . આંખના નજીકનું બિંદુ એટલે શું?

  ઉત્તર : જે લઘુતમ અંતરે આંખના નેત્રમણિ (લેન્સ) વડે તણાવ વગર વસ્તુને સૌથી સ્પષ્ટપણે જોઈ શકાય, તે અંતરને   દષ્ટિનું લઘુતમ અંતર અથવા આંખનું નજીકબિંદુ કહે છે.સામાન્ય દ્રષ્ટિ ધરાવતી પુખ્ત વ્યક્તિ માટે આ અંતર નું મૂલ્ય 25 cm જેટલું હોય છે.

પ્રશ્ન  4:. માનવ આંખ માટે દૂર બિંદુ એટલે શું?

ઉત્તર : દુરના જે અંતર સુધી આંખ વસ્તુને સ્પષ્ટ રીતે જોઈ શકે, તે અંતર ને આંખનું દૂરબિંદુ કહે છે. સામાન્ય દ્રષ્ટિથી ધરાવતી વ્યક્તિ 25 cm થી અનંત અંતર સુધી ની વસ્તુ સ્પષ્ટ રીતે જોઈ શકે છે.

પ્રશ્ન 5:  મોતિયો શું છે? તેને કેવી રીતે દૂર કરી શકાય છે?

ઉત્તર :મોટી ઉંમરની વ્યક્તિની આંખના લેન્સમાં દુધિયા રંગનું અને વાદળછાયું પડ જામી જાય છે, ત્યારે તે અંશતઃ અથવા સંપૂર્ણ દૃષ્ટિ ગુમાવે છે. આ પ્રકારની ખામીને મોતિયો કહે છે.

  મોતિયાની સર્જરી દ્વારા  જોવાની શક્તિ ફરી પુનઃ સ્થાપિત કરી શકાય છે.

જોવા માટે આપણને  એક નહીં પણ બે આંખ શા માટે હોય છે ? 

            માણસ એક આંખ વડે 150° શિતિજ વિસ્તાર જોઈ શકે છે, જ્યારે બંને આંખો વડે આ વિસ્તાર લગભગ 180° થઈ જાય છે. 

આમ, બે આંખ વડે જોવાનો વિસ્તાર વધી જાય છે. વાસ્તવમાં કોઈ ઝાંખી/ નિસ્તેજ વસ્તુની સ્પષ્ટ હાજરી એક કરતા બે આંખો (સંવેદકો) વડે સ્પષ્ટ જોઈ શકાય છે.

પ્રશ્ન 6. આંખોની  વક્રીકારક (પ્રત્યાવર્તન) ખામીઓ શું છે ખામીઓના મુખ્ય ત્રણ પ્રકારના નામ આપો.

ઉત્તર : કેટલીકવાર આંખો ધીમે ધીમે પોતાની સમાવેશ ક્ષમતા ગુમાવતી જાય છે આવી પરિસ્થિતિમાં વ્યક્તિ વસ્તુઓને આરામથી અને સ્પષ્ટ જોઈ શકતી નથી , તેને દ્રષ્ટિ ખામી કહે છે.  

દૃષ્ટિની વક્રીકારક ખામીના મુખ્ય ત્રણ પ્રકારો :(1) લધુદષ્ટિ ખામી, (2)  ગુરુદ્ર્ષ્ટીની ખામી અને (3)પ્રેસબાયોપીઆ.

પ્રશ્ન 7 . લઘુદ્રષ્ટિની ખામી અથવા માયોપીઆ એટલે શું?

ઉત્તર : આંખની ખામી કે જેના લીધે વ્યક્તિ નજીકની વસ્તુઓને સ્પષ્ટપણે જોઈ શકે છે. પરંતુ દૂરની વસ્તુઓ તેને અસ્પષ્ટ દેખાય છે, તેને માયોપીઆ એટલે કે લઘુદ્રષ્ટિની ખામી કહે છે.

→આ  ખામીવાળી વ્યક્તિની આંખનું દૂરબિંદુ અનંત અંતરેથી ખસીને આંખની નજીક આવે છે.

આવી વ્યક્તિ થોડા મીટર દૂર રાખેલી  વસ્તુઓને જ સ્પષ્ટ જોઈ શકે છે.

તેની આંખમાં દૂરની વસ્તુનું પ્રતિબિંબ નેત્રપટલ પર રચાતું નથી, પરંતુ નેત્ર પટલની આગળ રચાય છે.

પ્રશ્ન 8 . લઘુદ્રષ્ટિની ખામી (માયોપીઆ) થવાનાં કારણો જણાવો.

તેને કેવી રીતે નિવારી શકાય છે?

ઉત્તર : લઘુદ્રષ્ટિની ખામી (માયોપીઆ) થવાનાં કારણો નીચે મુજબ છે :

( 1) આંખના લેન્સની વક્રતા વધારે હોવી.અથવા

(2) આંખનો ડોળો લાંબો થવો.

ખામીનું નિવારણ : લઘુદ્રષ્ટિની ખામીવાળી આંખનું નિવારણ કરવા વ્યક્તિએ યોગ્ય કેન્દ્રલંબાઈ(અથવા પાવર)વાળા અંતર્ગોળ  લેન્સના ચશ્માં પહેરવા જોઈએ.કેમકે યોગ્ય પાવરનો અંતર્ગોળ લેન્સ પ્રતિબિંબને નેત્રપટલ પર લાવી દે છે.

પ્રશ્ન 9. ગુરુદ્રષ્ટિની  ખામી અથવા હાઇપરમેટ્રોપીઆ એટલે શું?  ઉત્તર :

આંખની આ  ખામીને લીધે  વ્યક્તિ દૂરની  વસ્તુઓને સ્પષ્ટપણે જોઈ શકે છે, પરંતુ નજીકની  વસ્તુઓ તેને અસ્પષ્ટ દેખાય છે, તેને ગુરુદ્રષ્ટિની  ખામી કહે છે.

→ગુરુદ્રષ્ટિ ખામીવાળી આંખનું નજીકનું બિંદુ સામાન્ય નજીકબિંદુ (25 cm) કરતા દૂર ખસી જાય છે.

આવી વ્યક્તિને આરામથી વાંચન કરવા માટે વાંચન સામગ્રી(પુસ્તક)ને આંખથી 25 cm થી વધારે દૂર રાખવી પડે છે.  

આનું કારણ એ છે કે, નજીકની  વસ્તુઓમાંથી આવતા પ્રકાશનાં કિરણો રેટિનાની  પાછળના ભાગે કેન્દ્રિત થાય છે.

પ્રશ્ન 10. ગુરુદ્રષ્ટિની  ખામી (હાઇપરમેટ્રોપીઆ) થવાના કારણો જણાવો. તેને કેવી રીતે નિવારી શકાય છે? 

ઉત્તર : 

ગુરુદ્રષ્ટિની  ખામી (હાઇપરમેટ્રોપીઆ) થવાના કારણો નીચે મુજબ છે :

(1) આંખના લેન્સની  કેન્દ્ર લંબાઈ ઘણી વધારે હોવી અથવા

(2) આંખનો ડોળો ખૂબ નાનો થવો.

ખામીનું નિવારણ : ગુરુદ્રષ્ટિની  ખામીવાળી આંખનું નિવારણ કરવા વ્યક્તિએ યોગ્ય કેન્દ્રલંબાઈ(અથવા પાવર)વાળા બહિર્ગોળ લેન્સના ચશ્માં પહેરવા જોઈએ.જેના ઉપયોગથી નેત્રપટલ પર પ્રતિબિંબ રચવા માટે જરૂરી વધારાનો ફોક્સિંગ કરવાનો પાવર મળી રહે છે.

પ્રશ્ન 11. પ્રેસબાયોપીઆ એટલે શું? પ્રેસબાયોપીઆ થવાનાં કારણો જણાવો. આ ખામી કેવી રીતે નિવારી શકાય છે ? અથવા 

 પ્રેસબાયોપીઆ વિશે ટૂંક નોંધ લખો.

ઉત્તર : 

ઉંમર વધવાની સાથે આંખની સમાવેશ ક્ષમતામાં ઘટાડો થાય છે. મોટા ભાગની વ્યક્તિઓ માં આંખનું નજીક બિંદુ દૂર ધકેલાય છે.

ચશ્મા વિના તેમને નજીકની વસ્તુ આરામથી અને સ્પષ્ટ રીતે જોવામાં તકલીફ પડે છે આ ખામીને  પ્રેસબાયોપીઆ કહે છે.

પ્રેસબાયોપીઆ થવાના કારણો : આ ખામી આંખના સિલિયરી સ્નાયુઓ  નબળા પડવાથી અને આંખના લેન્સ(નેત્રમણિ) ની. સ્થિતિસ્થાપકતા ઓછી થવા થી ઉદભવે છે.

તેથી પ્રેસબાયોપીઆના મુખ્ય કારણમાં આંખના લેન્સની કેન્દ્રલંબાઈમાં વધારો થાય છે, પરંતુ આંખના ડોળાની લંબાઈ સામાન્ય હોય  છે.

ખામીનું નિવારણ : આ ખામીને યોગ્ય પાવરવાળા બહિર્ગોળ લેન્સનો ઉપયોગ કરીને સુધારવામાં આવે છે.

  જે વ્યક્તિ લઘુષ્ટિની ખામી અને ગુરુદ્રષ્ટિની  ખામી એમ બંને પ્રકારની ખામીથી પીડાય છે. આવી વ્યક્તિને દ્વિકેન્દ્રી લેન્સ (બાયફોકલ લેન્સ)ની જરૂર પડે છે.

 

બાયફોકલ લેન્સમાં અંતર્ગોળ અને બહિર્ગોળ લેન્સ એમ બંને લેન્સ હોય છે. સામાન્ય રીતે બાયફોકલ લેન્સનો ઉપરનો ભાગ અંતર્ગોળ લેન્સ ધરાવે છે.

જે દૂરની વસ્તુઓ જોવામાં મદદરૂપ થાય છે અને નીચેનો ભાગ બહિર્ગોળ લેન્સ ધરાવે છે, જે નજીકની વસ્તુઓ જોવામાં મદદરૂપ થાય છે.

પ્રશ્ન 12. 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 આંખ ના લેન્સ (નેત્રમણિ)ની પોતાની કેન્દ્રલંબાઈમાં ફેરફાર કરવાની ક્ષમતાને આંખની સમાવેશ ક્ષમતા કહે છે.


પ્રશ્ન 13. લઘુદ્રષ્ટિની ખામી ધરાવતી  કોઈ વ્યક્તિ 1.2 m થી વધારે દૂરની વસ્તુને સ્પષ્ટ જોઈ શકતી નથી. આ ખામીનું નિવારણ કરવા (યોગ્ય દ્રષ્ટિ પાછી મેળવવા માટે) કયા પ્રકારનો શુદ્ધિકારક લેન્સ વાપરવો જોઈએ?

ઉત્તર : 

લઘુદ્રષ્ટિની ખામી ધરાવતા વ્યક્તિ જો યોગ્ય કેન્દ્રલંબાઈ અથવા પાવર ધરાવતો અંતર્ગોળ લેન્સ વાપરે, તો તે પુનઃ યોગ્ય દષ્ટિ પ્રાપ્ત કરી શકે છે.

અહીં, લઘુદ્રષ્ટિની ખામી ધરાવતી વ્યક્તિનું દૂરબિંદુ અનંત અંતરની જગ્યાએ આંખથી 1.2 m 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 = -1.2m (1/∞=0)

P=1/-1.2=-0.83D

1.2 m કેન્દ્રલંબાઈવાળા અંતર્ગોળ લેન્સના ઉપયોગ દ્વારા યોગ્ય દ્રષ્ટિની પુનઃપ્રાપ્તિ કરી શકાય છે. 

પ્રશ્ન 14. સામાન્ય દ્રષ્ટિ  ધરાવતી વ્યક્તિ માટે દૂરબિંદુ અને નજીકબિંદુ કેટલું હોય છે?

ઉત્તર : સામાન્ય દ્રષ્ટિ ધરાવતી વ્યક્તિ માટે દૂરબિંદુ અનંત અંતરે અને નજીકબિંદુ 25 cm હોય છે.

પ્રશ્ન 15. છેલ્લી પાટલી પર બેઠેલા વિદ્યાર્થીઓને બ્લેકબોર્ડ પરનું લખાણ વાંચવામાં તકલીફ પડે છે. આ બાળક કઈ ખામીથી પીડાતા 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 અંતગોળ લેન્સના ચશ્માં વિદ્યાર્થીએ પહેરવા જોઈએ.

પ્રશ્ન 16. વર્ણપટ એટલે શું ?

ઉત્તર : કિરણપુંજના રંગીન ઘટકોના  પટ્ટાને વર્ણપટ કહે છે.

પ્રશ્ન 17. પ્રકાશનું વિભાજન એટલે શું?

ઉત્તર : પ્રકાશનું તેના ઘટક રંગોમાં  વિભાજન થવાની ઘટનાને પ્રકાશનું વિભાજન  કહે છે.

પ્રશ્ન 18. સૂર્યનો શ્વેત પ્રકાશ સાત ઘટક રંગોના બનેલો છે, તે દર્શાવતો ન્યૂટનની પ્રયોગ યોગ્ય આકૃતિ દોરી સમજાવો

ઉત્તર : ન્યૂટને દર્શાવ્યું કે પ્રકાશના વિભાજનની ઊલટી પ્રક્રિયા પણ શક્ય છે.

→ન્યૂટને બે સમાન કાચના પ્રિઝમને એકબીજાની નજીક રાખી એકને ચત્તો તો બીજાને ઊલટો ગોઠવ્યો.

→જ્યારે શ્વેત પ્રકાશનું કિરણ પ્રથમ પ્રિઝમ માંથી પસાર થયું ત્યારે તે જુદા જુદા રંગોમાં વિભાજીત થઈ ગયું. આ બધા જ રંગોને તેણે  બીજા પ્રિઝમ પર આપાત કર્યા.

→બીજો પ્રિઝમ બધા જ રંગોને ફરી ભેગા કરી  શ્વેત પ્રકાશમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

→આ અવલોકન પરથી ન્યૂટનને વિચાર આવ્યો કે સૂર્યપ્રકાશ એ સાત રંગોનો બનેલો છે.

કોઈ પણ પ્રકાશ જે સૂર્યપ્રકાશ જેવો વર્ણપટ આપે છે, તેને શ્વેત પ્રકાશ કહેવામાં આવે છે.

પ્રશ્ન 19. પ્રાકૃતિક વર્ણપટનું ઉદાહરણ આપો. આકાશમાં મેઘધનુષ્યના નિર્માણની ઘટના ટૂંકમાં આકૃતિ દોરી સમજાવો. 

ઉત્તર: 

મેઘધનુષ્ય એ વરસાદ પડ્યા પછી આકાશમાં જોવા મળતા પ્રાકૃતિક વર્ણપટનું ઉદાહરણ છે.

→ચોમાસામાં વાતાવરણમાં લટકતા પાણીના સૂક્ષ્મ બુંદ પર આપાત થતાં સૂર્ય પ્રકાશનું વક્રીભવન થઈ વિભાજન થાય છે, જેના લીધે મેઘધનુષ્ય રચાય છે.

→મેઘધનુષ્ય હંમેશાં આકાશમાં સૂર્યની વિરુદ્ધ દિશામાં રચાય છે. તેથી સૂર્ય તરફ પીઠ ફેરવીને ઉભા રહેવાથી આકાશમાં મેઘધનુષ્ય જોઈ શકાય છે.

→અહીં પાણીના બુંદો અતિ નાના પ્રિઝમ તરીકે વર્તે છે  કારણ કે, બુંદ માં દાખલ થતા પ્રકાશનું પ્રથમ વક્રીભવન અને વિભાજન, ત્યારબાદ આંતરિક પરાવર્તન  અને અંતે બુંદમાંથી બહાર નીકળતી વખતે પ્રકાશનું વક્રીભવન થાય છે.

આ ઘટના પાણીના અસંખ્ય બુંદ પૈકી માત્ર એક બુંદ વડે નમૂનારૂપે રચાતી દર્શાવેલ છે.

→પાણીનું બુંદ સૂર્યપ્રકાશના કિરણનું એક વાર આંતરિક પરાવર્તન અને બે વાર વક્રીભવન ઉપજાવે છે.

→પ્રકાશના વિખેરણ  અને આંતરિક પરાવર્તનને લીધે જુદા જુદા રંગો અવલોકનકર્તાની  આંખો સુધી પહોંચે છે.

મેઘધનુષ્યના અવલોકન માટેની શરતો :

(1) વરસાદ પડ્યા પછી / પાણીનો ફુવારો ઊડતો હોય ત્યાં

(2) સૂર્ય અવલોકનકર્તાની પાછળ હોવો જોઈએ.

પ્રશ્ન 20. વાતાવરણીય વક્રીભવન શું છે ? સંક્ષિપ્તમાં સમજાવો.

ઉત્તર : પૃથ્વીના વાતાવરણમાંથી પસાર થતુ પ્રકાશનું વાંકા વળવાની ઘટનાને વાતાવરણીય વક્રીભવન કહે છે.

→પૃથ્વીની આસપાસ આવેલા હવાના સ્તરને વાતાવરણ કહે છે. વાતાવરણમાં હવાની ઘનતા દરેક જગ્યાએ સમાન હોતી નથી.

ગરમ હવા એ તેની ઉપર રહેલી ઠંડી હવા (વધુ ઘનતા) કરતાં પાતળી (ઓછી ઘનતા) હોય છે.

→સામાન્ય રીતે, પૃથ્વીની સપાટી પર હવાની  ઘનતા સૌથી વધારે હોય છે અને સપાટીથી ઉપર જતા ઘનતા ઘટતી જાય છે.

→હવાનો વક્રીભવનાંક તેની ઘનતા પર આધાર રાખે છે. જેમ હવાની ઘનતા ઓછી તેમ તેનો વક્રીભવનાંક ઓછો હોય છે.

→આમ , પૃથ્વીના વાતાવરણના ઉપરના સ્તરો, નીચેના સ્તરોની સાપેક્ષે વધુ (પ્રકાશીય) પાતળા હોય છે.

→આમ, સૂર્ય કે તારામાંથી આવતા પ્રકાશને કિરણો હવાના સતત વધતા વક્રીભવનાંકવાળા માધ્યમમાંથી પસાર થયા પછી, પૃથ્વી પરના અવલોકનકાર પાસે પહોંચે છે અને તેથી તેનો ગતિ-પથ સતત બદલાયા કરે છે.

→અહીં, વક્રીભવનકારક માધ્યમ(હવા)ની ભૌતિક પરિસ્થિતિ પણ સ્થિર ન હોવાથી વસ્તુનું દેખીતું  સ્થાન, ગરમ હવામાંથી જોવાને કારણે સતત બદલાયા કરે છે.

→આ અસ્થિરતા આપણા સ્થાનીય પર્યાવરણમાં સૂક્ષ્મ સ્તર થતા વાતાવરણીય વક્રીભવનનો જ પ્રભાવ છે.

વાતાવરણીય વક્રીભવન ને આધારિત કેટલીક ઘટનાઓ :

( 1) તારાઓ નું ટમટમવું.

(2) સૂર્યોદય વહેલા થવો. એટલે કે સૂર્યને કોઈ સ્થળે ઊગવાની ઘટના તે ખરેખર ઉગે તેના કરતાં લગભગ બે મિનિટ વહેલી દેખાય છે.

(3) સૂર્યાસ્ત મોડો થવો. એટલે કે સૂર્યને કોઈ સ્થળે આથમવાની ઘટના તે ખરેખર આથમે તેના કરતાં લગભગ બે મિનિટ મોડો આથમતો દેખાય છે.

(4) તારા ખરેખર જ્યાં હોય તેના કરતા ઉપર દેખાય છે.

(5) સૂર્યોદય અને સૂર્યાસ્ત સમયે સૂર્ય અંડાકાર દેખાય છે, પરંતુ બપોરે તે ગોળાકાર દેખાય છે.

પ્રશ્ન 21. ટૂંક નોંધ લખો : તારાઓનું ટમટમવું અથવા તારાઓ કેમ ટમટમે છે ? સવિસ્તાર સમજાવો.

ઉત્તર : તારાઓના પ્રકાશનું વાતાવરણીય વક્રીભવન થવાથી તારા 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 સપાટી નજીક તરફ જતા હવાની પ્રકાશીય ઘનતા વધતી જાય છે. 

તેથી તારામાંથી આવતી પ્રકાશ ક્રમશઃ પાતળા માધ્યમમાંથી ઘટ્ટ માધ્યમમાં પ્રવેશતી વખતે લંબ  તરફની દિશામાં વાંકો વળે છે.

હવે, અંતિમ વક્રીભૂતકિરણને  પાછળની તરફ લંબાવતા જાણવા મળે છે કે, તારાંનું આભાસી સ્થાન (B) તેના મૂળ સ્થાન (A) કરતાં થોડાંક અલગ (ઉપર તરફ) દેખાય છે.

→ક્ષિતિજ પાસે જ્યારે જોવામાં આવે છે  ત્યારે કોઈ તારા તેના વાસ્તવિક સ્થાનથી થોડોક ઉપર દેખાય છે.

→વળી, પૃથ્વીના વાતાવરણની ભૌતિક પરિસ્થિતિ સ્થાયી હોતી નથી. આથી તારા નું દેખાતું સ્થાન  પણ સ્થિર હોતું નથી, પરંતુ થોડુંક બદલાયા કરે છે.

→તારા પૃથ્વીથી ઘણા દૂર રહેલા હોવાથી તેને પ્રકાશના બિંદુવત્ ઉદ્ગગમો ગણી શકાય.

→તારામાંથી આવતા પ્રકાશનાં કિરણોનો માર્ગ થોડો થોડો બદલાયા કરે છે. 

આથી તારાનું દેખીતું સ્થાન પણ બદલાયા કરે છે અને આપણી આંખમાં પ્રવેશતા તારા પ્રકાશની માત્રા પણ અનિયમિતપણે બદલાય છે. 

જેથી તારો કોઈ વાર પ્રકાશિત દેખાય છે, તો કોઈ વાર ઝાંખો દેખાય છે જે ટમટમવાની  અસર છે.

પ્રશ્ન 22. સમજાવો : ગ્રહો કેમ ટમટમતા નથી.

 ઉત્તર : ગ્રહો તારાઓની સરખામણીમા 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 ઉદગમોનો  સમૂહ તરીકે ગણવામાં આવે છે.

→જો આપણે ગ્રહને બિંદુવત  પ્રકાશ ઉગમોના સમૂહ તરીકે ગણીએ, તો બધા જ બીંદુવત  ઉદગમોથી આપણી આંખોમાં પ્રવેશ કરતા પ્રકાશની માત્રામાં કુલ પરિવર્તનનું (ફેરફાર નું) સરેરાશ મૂલ્ય શૂન્ય થાય. 

તેથી જ ટમટમવાની અસર નાબુદ થાય છે. આ કારણને  લીધે ગ્રહો ટમટમતા નથી.

પ્રશ્ન 23. વહેલો સૂર્યોદય અને મોટો સૂર્યાસ્ત થવાનું કારણ જણાવો.

            અથવા

 સૂર્યોદય અને સૂર્યાસ્ત અનુક્રમે બે મિનિટ વહેલો અને બે મિનિટ મોડો થતો  જણાય છે. કેમ ?

ઉત્તર : પૃથ્વીના વાતાવરણમાં જેમ જેમ ઊંચે જઈએ તેમ તેમ વાતાવરણ પ્રકાશીય રીતે પાતળું બનતા જાય છે. અર્થાત વક્રીભવનાંક સતત ઘટતો જાય છે.

તેથી સૂર્યમાંથી પૃથ્વી પરના અવલોકનકારક પાસે પહોંચતું પ્રકાશનું  કિરણ સતત પાતળા માધ્યમમાંથી ઘટ્ટ માધ્યમમાં ગતિ કરતું કરતું આવે છે અને તેથી તે લંબ તરફ વાંકુ વળતું  જાય છે. અર્થાત્ તે દિશા બદલતું જાય છે.

કોઈ સ્થળે સૂર્ય ખરેખર ક્ષિતિજ પર આવે ત્યારે તે ખરેખર ઉગ્યો કે આથમ્યા કહેવાય.

→આકૃતિમાં ક્ષિતિજથી થોડું નીચે તરફ નું  એ સૂર્યનું વાસ્તવિક સ્થાન છે.( આકૃતિ પા. પું. 195)

→આ કિસ્સામાં, સૂર્ય ક્ષિતિજથી નીચે હોય ત્યારે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા અનુસાર સૂર્ય માંથી નીકળતા કિરણો, પૃથ્વીના વાતાવરણમાં સતત વક્રીભવન પામતા પામતા (વાતાવરણીય વક્રીભવન) આકૃતિ માં દર્શાવેલ અવલોકનકારના સ્થાને પહોંચે છે.

→ હવે, અવલોકનકાર પાસે આ કિરણના વક્રમાર્ગને દોરેલો સ્પર્શક ક્ષિતિજની ઉપરથી પસાર થાય છે.

પ્રશ્ન 24.પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન કોને કહે છે ? તે કયા પરિબળો પર આધાર રાખે છે ?

ઉત્તર:

 સૂક્ષ્મ કણો અને અણુઓ/ પરમાણુ વડે બધી જ દિશામાં થતા પ્રકાશન વિખેરણ/ વિચલનની ઘટનાને પ્રકાશ નું પ્રકીર્ણન કહે છે.

 → પ્રકીર્ણન પામતા પ્રકાશનો જથ્થો એ પ્રકાશની આવૃત્તિ (રંગ) પર અને પ્રકીર્ણન ઉપજાવતા કણોના પરિમાણો પર આધાર રાખે છે.

(1) અત્યંત બારીક કણો તેમનું પરિમાણ ખૂબ નાનું હોવાને લીધે મુખ્યત્વે નાની તરંગલંબાઈવાળા જેમ કે, વાદળી રંગના પ્રકાશનું  પ્રકીર્ણન કરે છે.

( 2 ) જો પ્રકીર્ણન કરતા કણોનું કદ ખૂબ મોટું હોય, તો પ્રકીર્ણન પામતો પ્રકાશ  શ્વેત (સફેદ) દેખાય છે, કારણ કે દ્રશ્ય વિસ્તારની બધી જ તરંગલંબાઈઓનું પ્રકીર્ણન થાય છે.

પ્રશ્ન 25. ટીંડલ અસર સમજાવો.

ઉત્તર :

પૃથ્વીનું વાતાવરણ સૂક્ષ્મ કણોનું વિષમાંગ મિશ્રણ છે. જેમાં ધુમાડાના કણો, પાણીના સૂક્ષ્મ બુંદો, ધૂળના નિલંબિત કણો અને હવાના અણુઓનો સમાવેશ થાય છે.

 જ્યારે કોઈ પ્રકાશનું કિરણપુંજ  કલિલ કણોને અથડાય છે. ત્યારે તે કિરણપુંજનો માર્ગ  અનિયમિત પરાવર્તનના કારણે દ્રશ્યમાન બને છે.

કલિલકણો દ્વારા પ્રકાશના  પ્રકીર્ણનની ઘટનાથી ટીંડલ અસર ઉદ્ભવે છે.

 અહીં, આ કણો દ્વારા બધી જ દિશાઓમાં થતા પ્રકાશના વિખેરણ બાદ પ્રકાશમાં જુદાં જુદાં કિરણ આપણા સુધી પહોંચે છે.

ટીંડલ અસરના ઉદાહરણ :

(1) જ્યારે સૂર્યપ્રકાશનું અત્યંત પાતળું કિરણપુંજ નાના છિદ્ર મારફતે (ધુમાડા યુક્ત) ઓરડામાં પ્રવેશે છે, ત્યારે આ અસરને લીધે કિરણપુંજનો ફેલાયેલો માર્ગ દ્રશ્યમાન બને છે.

( 2 ) સૂર્યપ્રકાશ ગાઢ જંગલમાં તેના ઉપરના બાહ્ય આવરણમાંથી  પ્રવેશે છે, ત્યારે ભેજમાંના અથવા ઝાકળના સૂક્ષ્મ જળબુંદો વડે થતા પ્રકાશના પ્રકીર્ણનને લીધે પણ ટીંડલ અસર જોવા મળે છે.

(3) કેટલીક વખત મોટરસાઇકલમાં એન્જિન તેલના દહનને લીધે ઉદભવતા  ધુમાડા નો રંગ ભૂરા રંગનો દેખાય છે, જે ટીંડલ અસરને આભારી છે.

પ્રશ્ન 26. સૂર્યોદય અને સૂર્યાસ્ત સમયે સૂર્ય રાતા (લાલ) રંગનો શાથી દેખાય છે?

ઉત્તર :

→સૂર્યોદય વખતે ક્ષિતિજ પાસે રહેલા સુર્યમાંથી આવતા શ્વેત પ્રકાશને અવલોકનકાર સુધી પહોંચતા પહેલા પૃથ્વીના ઘટ્ટ વાતાવરણમાં વધારે પ્રમાણમાં અંતર કાપવું પડે છે.

→ આ દરમિયાન વાદળી (ભૂરા) રંગના પ્રકાશનું અને નાની તરંગ – લંબાઈ વાળા પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન વધુ થતા, અવલોકનકાર પાસે રાતા રંગને અનુરૂપ પ્રકાશ પહોંચે છે અને સૂર્ય લાલાશ પડતો દેખાય છે.

→આ જ પ્રમાણેની પરિસ્થિતિ સૂર્યાસ્ત વખતની હોય છે.


સ્વાધ્યાયના પ્રશ્નો

પ્રશ્ન 8.માનવની સામાન્ય આંખ 25 cm થી નજીક રાખેલી વસ્તુઓને સ્પષ્ટ કેમ જોઈ શકતી નથી?

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 સ્નાયુ અમુક હદથી વધારે સંકોચાય શકતા નથી. તેથી 25 cm અંતરથી નજીકની વસ્તુઓ 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 ગયેલી હોય છે.


પ્રશ્ન 9. જ્યારે 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 આંખોના લેન્સની કેન્દ્રલંબાઈ એટલા  પ્રમાણમાં બદલાય છે, કે જેથી,

પ્રતિબિંબ-અંતર (v), સૂત્ર,1/f=1/v-1/u અનુસાર અચળ રહે.

પ્રશ્ન 13. કોઈ અંતરિક્ષયાત્રીને આકાશ ભૂરાના બદલે કાળું કેમ દેખાય છે ?

ઉત્તર : 

અવકાશમાં વાતાવરણ ન હોવાથી સૂર્યપ્રકાશનું પ્રકીર્ણન થઈ શકતું નથી. 

બાહ્ય અવકાશમાંથી અંતરીક્ષયાત્રીની આંખમાં આવતા શ્વેત પ્રકાશના વાદળી રંગના  પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન ન થતું હોવાથી, અંતરિક્ષ યાત્રીઓને આકાશ ભૂરાના બદલે કાળા રંગનું દેખાય છે.


પ્રશ્ન: લઘુદષ્ટિની ખામી અને  ગુરુદ્રષ્ટિની ખામી . તફાવત:

 

ઉત્તર:લધુષ્ટિની ખામી:

  1. આંખના લેન્સ જરૂરિયાત પ્રમાણે પાતળો થતો નથી, પરંતુ જાડો  રહે છે.

 

  1. દૂરની  વસ્તુ પરથી આવતા પ્રકાશનાં કિરણો નેત્રપટલની આગળ  કેન્દ્રિત થાય છે. આથી દૂરની વસ્તુઓ સ્પષ્ટ જોઈ શકાતી નથી.

 

  1. નજીકની વસ્તુ પરથી આવતા પ્રકાશના કિરણો નેત્રપટલ પર કેન્દ્રિત  થાય છે. આથી નજીકની વસ્તુઓ સ્પષ્ટ જોઈ શકાય છે.

 

  1. યોગ્ય કેન્દ્રલંબાઈવાળા અંતર્ગોળ લેન્સના ચશ્માં વાપરીને આ ખામી દૂર કરી શકાય છે.

 

ગુરુદ્રષ્ટિ ખામી:

  1. આંખનો લેન્સ જરૂરિયાત પ્રમાણે જાડો થતો નથી, પરંતુ પાતળો જ રહે છે.

 

  1. નજીકની વસ્તુ પરથી આવતા પ્રકાશના કિરણો નેત્રપટલની પાછળ કેન્દ્રિત થાય છે. આથી નજીકની વસ્તુ સ્પષ્ટ જોઈ શકાતી નથી.

 

  1. દૂરની  વસ્તુ પરથી આવતા પ્રકાશના કિરણો નેત્રપટલ પર કેન્દ્રિત થાય છે, આથી દૂરની વસ્તુઓ સ્પષ્ટ જોઈ શકાય છે.

 

  1. યોગ્ય કેન્દ્રલંબાઈવાળા બહિર્ગોળ લેન્સ ચશ્મા વાપરીને આ ખામી દૂર કરી શકાય છે.



 વૈજ્ઞાનિક કારણ આપો :

વરસાદ પડ્યા પછી જ આકાશમાં મેઘધનુષ્ય દેખાય છે. 

ઉત્તર : 

 

ચોમાસાની ઋતુમાં આકાશમાં ઘણા બધા વાદળાં માં  નાના નાના પાણીના બુંદો રહેલા હોય છે.

     જ્યારે સૂર્યનું કિરણ આ નાના પાણીના બુંદો  પર આપાત થાય છે ત્યારે પ્રથમ વક્રીભવન અને વિભાજન ત્યારબાદ આંતરિક પરાવર્તન અને અંતે બુંદમાંથી બહાર નીકળતા પ્રકાશનું વક્રીભવન થાય છે.

આના કારણે આકાશમાં સાત રંગોનો પટ્ટો જોવા મળે છે, જેને મેઘધનુષ્ય કહે છે.

બીજી ઋતુઓમાં આકાશમાં વાદળ હોતાં નથી. તેથી આકાશમાં કોઈ નાના પાણીનાં બુંદો હોતા નથી. આથી બીજી ઋતુઓમાં આકાશમાં મેઘધનુષ્ય રચાતું નથી. તેથી જોઈ શકાતું નથી.



LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here