Radiation Pressure MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Radiation Pressure - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

अवधारणा:

परावर्तक पृष्ठ पर विकिरण द्वारा लगाया गया बल इस प्रकार दिया जाता है,

F = PradA

जहाँ, Prad = $\frac{2IA}{c}$

गणना:

दिया गया:

I = 21 W/cm2 ; A = 20 cm2

पृष्ठ पर विकिरण के कारण लगने वाला बल,

Fav = $\frac{\mathrm{\Delta }p}{\mathrm{\Delta }t}$ = $\frac{2IA}{c}$

= $\frac{2\times 21\times 20}{3\times {10}^8}$

= 2.8 × 10-6 N

सही उत्तर विकल्प (3) है।

गणना:

विकिरण दाब = $\frac{\mathrm{I}}{\mathrm{V}}$

⇒ P = $\frac{I\cdot \mu }{c}$

⇒ P = $\frac{6\times {10}^8\times 3}{3\times {10}^8}$

⇒ P = 6 N/m²

∴ वस्तु पर विकिरण दाब 6 Nm—2 होगा।

अवधारणा:

परावर्तक पृष्ठ पर विकिरण द्वारा लगाया गया बल इस प्रकार दिया जाता है,

F = PradA

जहाँ, Prad = $\frac{2IA}{c}$

गणना:

दिया गया:

I = 21 W/cm2 ; A = 20 cm2

पृष्ठ पर विकिरण के कारण लगने वाला बल,

Fav = $\frac{\mathrm{\Delta }p}{\mathrm{\Delta }t}$ = $\frac{2IA}{c}$

= $\frac{2\times 21\times 20}{3\times {10}^8}$

= 2.8 × 10-6 N

सही उत्तर विकल्प (3) है।

अवधारणा:

→ विकिरण दाब किसी भी सतह पर वस्तु और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के बीच संवेग के आदान-प्रदान के कारण लगाया गया यांत्रिक दबाव है।

→विकिरण दाब P = I/c

जहाँ I = em तरंग की तीव्रता, c = निर्वात में प्रकाश की चाल

गणना:

दिया गया है:

बल (F) = 2.5 × 10-6 N, क्षेत्रफल (A) = 30 cm2  

∴ P = F/A = $\frac{2.5\times {10}^{-6}}{30}$ = 8.33 × 10-8 Pa

पुनः, I/c = P

∴ I = Pc = 8.33 × 10-8 × 3 × 108 W/cm2 

= 24.9 ≈ 25 W/cm2 

तो, जवाब 25 W/cm² है।

संकल्पना:

दृश्य विकिरण की तीव्रता प्रति इकाई समय, प्रति इकाई क्षेत्रफल उत्सर्जित दृश्य प्रकाश की मात्रा होती है।

$I=\frac{P}{4\pi r^2}$

जहाँ P स्रोत की शक्ति है, P_i == दृश्य विकिरण की शक्ति, और r विकिरण के स्रोत से दूरी है।

गणना:

P का 10% = P_i

$\Rightarrow \frac{10}{100}\times 100=10=P_i$

⇒ P_i = 10 W

a) दिया गया है r = 2 m

$I=\frac{P_i}{4\pi r^2}$

$\Rightarrow I=\frac{10}{4\pi 2^2}$

⇒ I = 0.19 Watt/m²

b) r = 5m

$\Rightarrow I=\frac{10}{4\pi 5^2}$

$\Rightarrow I=0.0318W/m^2$

अतः उत्तर विकल्प (1) है।

सही उत्तर विकल्प 1 है) अर्थात ऊर्जा प्रदान करती है और दबाव डालती है।

अवधारणा:

• ऊष्मा विकिरण: ऊष्मा विकिरण विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में तापीय विकिरण है।
  • ऊर्जा एक माध्यम के साथ या उसके बिना विद्युत चुम्बकीय तरंगों के माध्यम से प्रेषित होती है।
• विकिरण दबाव: यह विद्युत चुम्बकीय विकिरण के कारण संवेग द्वारा किसी वस्तु पर लगाया गया दबाव है।

व्याख्या:

• ऊष्मा विकिरण विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में ले जाने वाली तापीय ऊर्जा है।
• चूंकि यह विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक रूप है, वे उस सतह पर विकिरण दबाव भी डालती हैं जिस पर यह गिरती है।

इसलिए, ऊष्मा विकिरण ऊर्जा प्रदान करती है और दबाव भी डालती है।

अवधारणा :

तीव्रता (I):

• EM तरंग के प्रसार की दिशा के लिए प्रति इकाई समय प्रति इकाई क्षेत्र से गुजरनेवाली ऊर्जा को तीव्रता कहा जाता है।
• गणितीय रूप से इसे निम्नप्रकार लिखा जाता है,

$\Rightarrow I=\frac{TotalEMenergy}{Surfacearea\times Time}=\frac{Totalenergydensity\times Volume}{Surfacearea\times Time}$

व्याख्या:

• उपरोक्त समीकरण से, यह स्पष्ट है कि EM तरंग की तीव्रता सतह क्षेत्र के विपरीत आनुपातिक है , अर्थात

$\Rightarrow Intensity\propto \frac{1}{Surfacearea}$

• इसलिए, यदि सतह का क्षेत्र आधा कर दिया जाता है तो उस पर विकिरण बल दोगुना हो जाएगा। इसलिए विकल्प 1 सही है।

संकल्पना:

दृश्य विकिरण की तीव्रता प्रति इकाई समय, प्रति इकाई क्षेत्रफल उत्सर्जित दृश्य प्रकाश की मात्रा होती है।

$I=\frac{P}{4\pi r^2}$

जहाँ P स्रोत की शक्ति है, P_i == दृश्य विकिरण की शक्ति, और r विकिरण के स्रोत से दूरी है।

गणना:

P का 10% = P_i

$\Rightarrow \frac{10}{100}\times 100=10=P_i$

⇒ P_i = 10 W

a) दिया गया है r = 2 m

$I=\frac{P_i}{4\pi r^2}$

$\Rightarrow I=\frac{10}{4\pi 2^2}$

⇒ I = 0.19 Watt/m²

b) r = 5m

$\Rightarrow I=\frac{10}{4\pi 5^2}$

$\Rightarrow I=0.0318W/m^2$

अतः उत्तर विकल्प (1) है।

संकल्पना:

• वियन का विस्थापन नियम: यह नियम कहता है कि प्रति इकाई तरंग दैर्ध्य में एक कृष्णिका विकिरण की वर्णक्रमीय चमक, तरंग दैर्ध्य पर तापमान के विभिन्न शीर्ष होते हैं और निम्न द्वारा दिए जाते हैं:

${\lambda }_{peak}=\frac{b}{T}$

जहां T केल्विन में तापमान है और b एक वियन का विस्थापन स्थिरांक है, जो 2.89 × 10⁻³ m⋅K के बराबर है।

• दो अलग-अलग तापमानों के लिए, T₁ और T₂ अधिकतम ऊर्जा तरंग दैर्ध्य λ₁ और λ₂ हैं, फिर वियन के विस्थापन नियम द्वारा

$\frac{T_1}{T_2}=\frac{{\lambda }_2}{{\lambda }_1}$

गणना:

दिया है कि λ1 = 360 mm और λ2 = 480 mm

वियन के विस्थापन नियम के अनुसार

$\frac{T_1}{T_2}=\frac{{\lambda }_2}{{\lambda }_1}$

$\frac{T_1}{T_2}=\frac{480}{360}=\frac{4}{3}$

तो सही उत्तर विकल्प 3 है।

अवधारणा:

• माइक्रोवेव: माइक्रोवेव विद्युत चुंबकीय तरंगें हैं, जिनकी तरंगदैर्घ्य 1 × 10^-3 - 1 × 10^-1 m की सीमा में होती है।
• माइक्रोवेव ओवन द्वारा ताप:

1. ओवन में एक मैग्नेट्रॉन नामक इलेक्ट्रॉन ट्यूब होती है।
2. यह मैग्नेट्रॉन माइक्रोवेव उत्पन्न करता है।
3. ये माइक्रोवेव ओवन के धातु के आंतरिक भाग में परावर्तित होते हैं, जहाँ वे भोजन द्वारा अवशोषित होते हैं।
4. माइक्रोवेव भोजन में जल के अणुओं को कंपन करने का कारण बनते हैं, इससे उनकी गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है और इसलिए तापमान बढ़ जाता है और यह पक जाता है।

व्याख्या:

माइक्रोवेव ओवन में, माइक्रोवेव की आवृत्ति जल के अणुओं की अनुनाद आवृत्ति से मेल खाती है। इस तरह अधिकतम ऊष्मा को भोजन में सबसे कुशल तरीके से स्थानांतरित किया जा सकता है।

इसलिए, माइक्रोवेव की आवृत्ति जल के अणुओं की अनुनाद आवृत्ति से मेल खाती है।

सही उत्तर विकल्प 1 है) अर्थात ऊर्जा प्रदान करती है और दबाव डालती है।

अवधारणा:

• ऊष्मा विकिरण: ऊष्मा विकिरण विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में तापीय विकिरण है।
  • ऊर्जा एक माध्यम के साथ या उसके बिना विद्युत चुम्बकीय तरंगों के माध्यम से प्रेषित होती है।
• विकिरण दबाव: यह विद्युत चुम्बकीय विकिरण के कारण संवेग द्वारा किसी वस्तु पर लगाया गया दबाव है।

व्याख्या:

• ऊष्मा विकिरण विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में ले जाने वाली तापीय ऊर्जा है।
• चूंकि यह विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक रूप है, वे उस सतह पर विकिरण दबाव भी डालती हैं जिस पर यह गिरती है।

इसलिए, ऊष्मा विकिरण ऊर्जा प्रदान करती है और दबाव भी डालती है।

अवधारणा :

तीव्रता (I):

• EM तरंग के प्रसार की दिशा के लिए प्रति इकाई समय प्रति इकाई क्षेत्र से गुजरनेवाली ऊर्जा को तीव्रता कहा जाता है।
• गणितीय रूप से इसे निम्नप्रकार लिखा जाता है,

$\Rightarrow I=\frac{TotalEMenergy}{Surfacearea\times Time}=\frac{Totalenergydensity\times Volume}{Surfacearea\times Time}$

व्याख्या:

• उपरोक्त समीकरण से, यह स्पष्ट है कि EM तरंग की तीव्रता सतह क्षेत्र के विपरीत आनुपातिक है , अर्थात

$\Rightarrow Intensity\propto \frac{1}{Surfacearea}$

• इसलिए, यदि सतह का क्षेत्र आधा कर दिया जाता है तो उस पर विकिरण बल दोगुना हो जाएगा। इसलिए विकल्प 1 सही है।

संकल्पना:

दृश्य विकिरण की तीव्रता प्रति इकाई समय, प्रति इकाई क्षेत्रफल उत्सर्जित दृश्य प्रकाश की मात्रा होती है।

$I=\frac{P}{4\pi r^2}$

जहाँ P स्रोत की शक्ति है, P_i == दृश्य विकिरण की शक्ति, और r विकिरण के स्रोत से दूरी है।

गणना:

P का 10% = P_i

$\Rightarrow \frac{10}{100}\times 100=10=P_i$

⇒ P_i = 10 W

a) दिया गया है r = 2 m

$I=\frac{P_i}{4\pi r^2}$

$\Rightarrow I=\frac{10}{4\pi 2^2}$

⇒ I = 0.19 Watt/m²

b) r = 5m

$\Rightarrow I=\frac{10}{4\pi 5^2}$

$\Rightarrow I=0.0318W/m^2$

अतः उत्तर विकल्प (1) है।

संकल्पना:

• वियन का विस्थापन नियम: यह नियम कहता है कि प्रति इकाई तरंग दैर्ध्य में एक कृष्णिका विकिरण की वर्णक्रमीय चमक, तरंग दैर्ध्य पर तापमान के विभिन्न शीर्ष होते हैं और निम्न द्वारा दिए जाते हैं:

${\lambda }_{peak}=\frac{b}{T}$

जहां T केल्विन में तापमान है और b एक वियन का विस्थापन स्थिरांक है, जो 2.89 × 10⁻³ m⋅K के बराबर है।

• दो अलग-अलग तापमानों के लिए, T₁ और T₂ अधिकतम ऊर्जा तरंग दैर्ध्य λ₁ और λ₂ हैं, फिर वियन के विस्थापन नियम द्वारा

$\frac{T_1}{T_2}=\frac{{\lambda }_2}{{\lambda }_1}$

गणना:

दिया है कि λ1 = 360 mm और λ2 = 480 mm

वियन के विस्थापन नियम के अनुसार

$\frac{T_1}{T_2}=\frac{{\lambda }_2}{{\lambda }_1}$

$\frac{T_1}{T_2}=\frac{480}{360}=\frac{4}{3}$

तो सही उत्तर विकल्प 3 है।

गणना:

विकिरण दाब = $\frac{\mathrm{I}}{\mathrm{V}}$

⇒ P = $\frac{I\cdot \mu }{c}$

⇒ P = $\frac{6\times {10}^8\times 3}{3\times {10}^8}$

⇒ P = 6 N/m²

∴ वस्तु पर विकिरण दाब 6 Nm—2 होगा।