Chapter 1: Sound Waves
Mini visual hints
- Transverse wave (crests & troughs)
──‾‾‾──‾‾‾──‾‾‾── - Longitudinal wave (compressions C and rarefactions R)
C R C R C R
||| | ||| | - Echo path
Source → Reflector → Source (2d = v t)
A) Multiple Choice Questions (MCQs)
The SI unit of frequency is:
a) s b) Hz c) m/s d) N/m
Answer: b) HzIf the period of oscillation of a pendulum is 0.5 s, its frequency is:
a) 0.5 Hz b) 1 Hz c) 2 Hz d) 5 Hz
Answer: c) 2 Hz (f = 1/T)In a longitudinal wave, particles of the medium vibrate:
a) Perpendicular to wave direction
b) Parallel to wave direction
c) In circles
d) Randomly
Answer: b) ParallelA sound wave has frequency 700 Hz and speed 350 m/s in air. Its wavelength is:
a) 0.25 m b) 0.5 m c) 1 m d) 2 m
Answer: b) 0.5 m (λ = v/f)An echo is distinctly heard if the reflector is at least:
a) 7 m b) 17.5 m c) 35 m d) 70 m
Answer: b) 17.5 m (for v = 350 m/s, persistence = 0.1 s)Resonance occurs when:
a) Two objects touch
b) Natural frequency equals forcing frequency
c) Amplitude equals frequency
d) Wavelength equals amplitude
Answer: b)Ultrasonic waves have frequencies:
a) < 20 Hz b) 20–20,000 Hz c) > 20,000 Hz d) 100–1,000 Hz
Answer: c) > 20,000 HzSONAR measures depth using:
a) Reflection b) Refraction c) Scattering d) Diffraction
Answer: a) Reflection (of ultrasonic waves)
B) True/False
Sound waves in air are transverse.
Answer: False (longitudinal)Amplitude is the maximum displacement from equilibrium.
Answer: TrueAs period increases, frequency increases.
Answer: False (inversely related)Smooth surfaces reflect sound better than rough ones.
Answer: TrueReverberation is the same as echo.
Answer: False (reverberation is multiple overlapping reflections; echo is distinct)
C) Fill in the blanks
The frequency (f) is the reciprocal of the period (T), i.e., f = _____.
Answer: 1/TIn sound waves, regions of high pressure are called ________.
Answer: CompressionsThe speed of a wave v equals ______ times wavelength.
Answer: frequency (v = fλ)The audible range for humans is roughly _______ to _______ Hz.
Answer: 20 to 20,000The time of persistence of hearing is about _______ s.
Answer: 0.1
D) Short answer (3–4 lines each)
Define oscillation and one oscillation.
Answer: Oscillation is periodic to-and-fro motion about an equilibrium position. One oscillation is completed when the body returns to its initial position, moving in the same direction as it started.What is natural frequency? List factors affecting it.
Answer: It’s the frequency at which an object vibrates freely. It depends on length, size, elasticity, and material.Distinguish between longitudinal and transverse waves.
Answer: Longitudinal: particle vibration parallel to propagation (sound in air). Transverse: vibration perpendicular to propagation (EM waves, waves on strings).Define resonance with an example.
Answer: Resonance occurs when the forcing frequency equals a system’s natural frequency, resulting in maximum amplitude. Example: Tuning a radio; musical instruments; MRI RF resonance.Differentiate echo and reverberation.
Answer: Echo is a distinct repeated sound heard after 0.1 s or more. Reverberation is persistence due to multiple reflections, sounds overlap and gradually fade.State two uses of ultrasonic waves.
Answer: Medical imaging (ultrasonography), SONAR for depth, physiotherapy, and cleaning fine parts.
E) Long answer (with points)
Explain the characteristics of waves: amplitude, frequency, period, wavelength, and speed.
Answer:- Amplitude (a): Max displacement; related to energy carried.
- Frequency (f): Cycles per second (Hz).
- Period (T): Time per cycle (s), T = 1/f.
- Wavelength (λ): Distance between points in the same phase (m).
- Speed (v): Distance per second (m/s), v = fλ.
Describe reflection of sound and conditions for distinct echo.
Answer:- Sound reflects off surfaces; smoother surfaces reflect better.
- Distinct echo requires: time gap ≥ 0.1 s (persistence), so with v ≈ 350 m/s, total path ≥ 35 m, hence reflector ≥ 17.5 m away.
- Applications: Soundboards, auditorium design.
Discuss resonance and its applications.
Answer:- At resonance, amplitude peaks; energy transfer is efficient.
- Applications: Musical instruments (rich tones), radio tuning (select frequencies), MRI (nuclear magnetic resonance), stethoscope chestpiece resonance.
F) Numericals (worked)
A pendulum completes 120 oscillations in 2 minutes. Find its frequency and period.
Solution: Total time = 120 s. f = 120/120 = 1 Hz. T = 1/f = 1 s.A sound wave has λ = 1.75 m and f = 200 Hz. Find speed.
Solution: v = fλ = 200 × 1.75 = 350 m/s.How far should a wall be for a distinct echo, if v = 350 m/s?
Solution: Minimum time gap = 0.1 s. Total path = v × t = 35 m, so one-way distance d = 17.5 m.A SONAR pulse returns from the sea floor in 1.6 s. If speed in seawater is 1500 m/s, find depth.
Solution: Total distance = v t = 1500 × 1.6 = 2400 m; depth = 2400/2 = 1200 m.
G) Diagram prompts
Identify C and R in the longitudinal wave below and mark one wavelength:
C R C R C
||| | |||
Answer: One λ is distance between adjacent compressions (C to C) or rarefactions (R to R).Show with arrows the direction of particle motion vs wave propagation for a transverse wave:
Wave → → →
Particles: ↑↓ (perpendicular)
Chapter 2: Lenses
Mini visual hints
- Convex (converging) lens: ()
- Concave (diverging) lens: )(
- Principal focus F and focal length f
Simple ray diagrams
Convex (object beyond 2F):
Object | at left Lens Image |
↑ () ↓
Rays: parallel → through F; through O undeviated
Concave (any object):
Object | at left Lens Image |
↑ )( small, erect, between F and lens
A) MCQs
A lens thicker at the middle is:
a) Concave b) Convex c) Plano d) Cylindrical
Answer: b) ConvexA concave lens always forms images that are:
a) Real and erect b) Virtual and erect c) Real and inverted d) Virtual and inverted
Answer: b) Virtual and erect (and diminished)For a convex lens, light ray parallel to the principal axis passes through:
a) Optic center b) Focus on same side c) Focus on opposite side d) Infinity
Answer: c)The lens formula is:
a) 1/f = 1/u + 1/v
b) 1/f = 1/v − 1/u
c) f = u + v
d) m = u/v
Answer: b) (with Cartesian sign convention)The magnification m equals:
a) v/u b) u/v c) hi/ho d) both a and c
Answer: d)The SI unit of power of a lens is:
a) Watt b) Tesla c) Dioptre d) Hertz
Answer: c) Dioptre (D)Positive power corresponds to:
a) Concave lens b) Convex lens c) Either d) Neither
Answer: b) ConvexA convex lens forms a virtual image when the object is:
a) Beyond 2F b) At 2F c) Between F and O d) At F
Answer: c)
B) True/False
A concave lens can burn paper.
Answer: FalseIn the Cartesian sign convention, distances measured opposite to incident light are negative.
Answer: TrueA real image can be caught on a screen.
Answer: TrueThe eyepiece of a compound microscope has shorter focal length than the objective.
Answer: False (eyepiece longer than objective)A refracting telescope’s objective has a larger aperture than the eyepiece.
Answer: True
C) Fill in the blanks
The distance from optic centre to principal focus is called _______.
Answer: Focal lengthThe power P of a lens is the reciprocal of _______ (in metres).
Answer: Focal lengthA convex lens is also called a _______ lens.
Answer: ConvergingMagnification m = hi/ho = ______.
Answer: v/uIn a concave lens, the principal focus is ______ (real/virtual).
Answer: Virtual
D) Short answer
Define optic centre and principal axis.
Answer: Optic centre (O) is the midpoint of a lens. The principal axis is the straight line through O and the centres of curvature of the lens surfaces.State the three principal rays used in convex lens ray diagrams.
Answer: Parallel to axis → through far focus; through optic centre → undeviated; through near focus → emerges parallel.Where is the image formed when an object is placed at 2F of a convex lens?
Answer: At 2F on the other side; real, inverted, same size.Explain the sign of magnification for inverted and erect images.
Answer: m negative → inverted; m positive → erect.What happens when object is at F of a convex lens?
Answer: Image at infinity; highly magnified, real and inverted.Name two instruments using lenses and their key lens properties.
Answer: Compound microscope (short f objective, longer f eyepiece). Refracting telescope (long f objective, short f eyepiece).
E) Long answer
Discuss image formation by a convex lens for various object positions (beyond 2F, at 2F, between F and 2F, at F, between F and O).
Answer:- Beyond 2F → image between F and 2F; real, inverted, diminished.
- At 2F → at 2F; real, inverted, same size.
- Between F and 2F → beyond 2F; real, inverted, magnified.
- At F → at infinity; real, inverted, highly magnified.
- Between F and O → same side; virtual, erect, magnified.
Explain the compound microscope with a neat labelled diagram and function of objective and eyepiece.
Answer (summary): The objective (short f) forms a large real inverted intermediate image close to its focal plane. The eyepiece (longer f) acts like a magnifier to produce a final virtual magnified image.Define power of a lens. How do you identify lens type from power?
Answer: P = 1/f (f in metres). Positive P → convex; negative P → concave.
F) Numericals (worked)
A convex lens forms a real image 20 cm from the lens when the object is 30 cm from it. Find focal length.
Given: u = −30 cm, v = +20 cm. 1/f = 1/v − 1/u = 1/20 − (−1/30) = (3 + 2)/60 = 5/60 = 1/12.
Answer: f = +12 cm.A concave lens has focal length 25 cm. An object is 10 cm from the lens. Find image distance and magnification.
Given: f = −25 cm, u = −10 cm. 1/f = 1/v − 1/u → −1/25 = 1/v − (−1/10) = 1/v + 1/10.
1/v = −1/25 − 1/10 = −(2/50 + 5/50) = −7/50 → v = −50/7 ≈ −7.14 cm (virtual).
m = v/u ≈ (−7.14)/(−10) = +0.714 (erect, diminished).A lens has power +2 D. Find its focal length and type.
f = 1/P = 0.5 m = 50 cm; positive → convex.An object 2 cm high is placed 12 cm from a convex lens of focal length 8 cm. Find image position and height.
u = −12, f = +8. 1/f = 1/v − 1/u → 1/8 = 1/v − (−1/12) = 1/v + 1/12 → 1/v = 1/8 − 1/12 = (3−2)/24 = 1/24 → v = +24 cm.
m = v/u = 24/(−12) = −2 → hi = m ho = −2×2 = −4 cm (inverted, twice as big).
G) Diagram prompts
Draw a convex lens ray diagram for object between F and O showing virtual image formation.
Hint: Ray through O undeviated; ray parallel → refracts through opposite F; extend refracted rays backward to form virtual image.Draw a concave lens ray diagram for a distant object.
Hint: Incoming rays nearly parallel; rays diverge as if from focus on same side; virtual, erect, diminished image between F and lens.
Chapter 3: The World of Colours and Vision
Mini visual hints
- Prism deviation towards base
/\
/__\ Ray bends toward base - VIBGYOR order: Violet → ... → Red (least deviation: Red)
- RGB primaries → additive mixing
A) MCQs
Dispersion is:
a) Spreading of light into different colours
b) Bending without colour separation
c) Reflection of light
d) Absorption of light
Answer: a)In a prism, which colour deviates the least?
a) Violet b) Blue c) Green d) Red
Answer: d) RedThe blue colour of the sky is due to:
a) Dispersion b) Refraction c) Scattering (Rayleigh) d) Diffraction
Answer: c)The speed of EM waves in vacuum is approximately:
a) 3×10^6 m/s b) 3×10^8 m/s c) 3×10^10 m/s d) 3×10^12 m/s
Answer: b)Primary colours of light are:
a) R, Y, B b) R, G, B c) C, M, Y d) R, G, Y
Answer: b) Red, Green, BlueYellow light is formed by mixing:
a) R + B b) B + G c) R + G d) All three
Answer: c)Persistence of vision duration is about:
a) 1 s b) 1/16 s c) 1/100 s d) 1/1000 s
Answer: b)Myopia is corrected by:
a) Convex lens b) Concave lens c) Cylindrical lens d) Prism
Answer: b)
B) True/False
Red light deviates the most in a prism.
Answer: False (least)The rainbow is due to refraction, dispersion, and internal reflection.
Answer: TrueA transparent red filter transmits only blue light.
Answer: False (transmits red and its component spectral band)Long-sightedness is hypermetropia.
Answer: TrueLight pollution helps astronomical observations.
Answer: False
C) Fill in the blanks
The complementary colour of magenta is ______.
Answer: GreenThe pair of colours that make white: cyan + ______.
Answer: RedThe near point for a healthy eye is about ______ cm.
Answer: 25Electromagnetic waves travel in vacuum at ______ m/s.
Answer: 3×10^8The Tyndall effect makes the path of light visible in a ______.
Answer: Colloid/suspension
D) Short answer
Define dispersion and spectrum.
Answer: Dispersion is splitting of light into component colours by refraction; the ordered band is the spectrum (VIBGYOR).Why is the setting sun reddish?
Answer: Longer atmospheric path scatters short wavelengths (VIB); longer wavelengths (R, O, Y) dominate the direct light reaching us.Explain recombination of colours.
Answer: Dispersed colours can be recombined (e.g., second inverted prism) to form white light, showing dispersion is a separation, not creation of colours.State the primary and secondary colours of light.
Answer: Primary: R, G, B. Secondary: Y (R+G), C (G+B), M (R+B).Define power of accommodation.
Answer: The eye’s ability (via ciliary muscles) to change lens curvature to keep images focused on the retina for different object distances.Name the defects of vision discussed and their corrections.
Answer: Myopia (concave lens), Hypermetropia (convex lens), Presbyopia (reduced accommodation; often requires reading glasses, sometimes bifocals).
E) Long answer
Describe the formation of a rainbow.
Answer: Sunlight enters spherical raindrops, undergoes refraction and dispersion, reflects internally, and refracts out again. Different wavelengths exit at different angles, forming a circular arc opposite the sun.Explain scattering of light and the Tyndall effect.
Answer: Scattering is random redirection by particles; intensity depends on particle size and λ (shorter λ scatters more). In colloids, scattering makes light paths visible (Tyndall effect).Discuss light pollution: causes, consequences, and mitigation.
Answer: Excessive/poorly directed artificial light causes glare, skyglow; harms ecosystems, human sleep, and obstructs astronomy. Mitigation: shielded fixtures, warm spectra, lower intensity, smart controls, curfews.
F) Numericals/Applications
Identify complementary pairs:
a) Yellow + ? → White
b) Cyan + ? → White
c) Magenta + ? → White
Answers: a) Blue, b) Red, c) GreenA person’s near point shifts to 50 cm. What defect and what lens?
Answer: Hypermetropia (long-sightedness); convex lens for reading.Order EM waves by increasing wavelength:
Answer: Gamma < X-ray < UV < Visible < IR < Microwaves < Radio.A green filter is placed over white light. Which colours pass?
Answer: Green (and its narrow spectral band); other colours largely absorbed.
G) Diagram prompts
- Prism deviation towards base:
Incident → /
/__\ → Emergent (deviated toward base) - Colour wheel idea (RGB additive):
R + G = Y; G + B = C; R + B = M; R + G + B (equal) = White
Chapter 4: Magnetic Effect of Electric Current
Mini visual hints
- Magnetic field lines around bar magnet
N →→→→→ S (outside); S → N (inside) - Right-hand thumb rule
Thumb = current (I), curled fingers = B direction - Fleming’s Left Hand Rule (LHR)
First finger = Field (B), seCond = Current (I), thuMb = Motion (F)
A) MCQs
Outside a bar magnet, magnetic field lines go from:
a) S to N b) N to S c) Random d) None
Answer: b) N to SOersted discovered that:
a) Electric current produces heat
b) Electric current produces magnetic field
c) Magnets produce current
d) None
Answer: b)In the right-hand thumb rule, thumb points in direction of:
a) Magnetic field b) Current c) Force d) Flux
Answer: b) CurrentA solenoid with soft iron core has:
a) Decreased field b) No field c) Greatly increased field d) Random field
Answer: c)Which end of a solenoid is North if current is anticlockwise at that end?
a) North b) South c) None d) Alternates
Answer: a) NorthAn electromagnet’s polarity can be changed by:
a) Cooling b) Heating c) Reversing current direction d) Changing wire colour
Answer: c)Fleming’s LHR helps find direction of:
a) Magnetic field b) Current c) Force on a conductor d) Voltage
Answer: c)A BLDC motor uses:
a) Commutator with brushes
b) Electronic switching
c) No magnets
d) AC only
Answer: b)
B) True/False
The magnetic effect of current is permanent even when current stops.
Answer: False (field disappears when current stops)Magnetic field, current, and force directions are mutually perpendicular in the motor effect.
Answer: TrueIn a loudspeaker, sound causes current to flow in the coil.
Answer: False (current causes coil/diaphragm to move and produce sound)The magnetic field inside a long solenoid is nearly uniform.
Answer: TruePatients must remove metal objects before MRI.
Answer: True
C) Fill in the blanks
Magnetic field lines never ______ each other.
Answer: CrossThe unit oersted honours ________.
Answer: Oersted (Hans Christian Oersted)In the right-hand solenoid rule, curled fingers show coil current and thumb gives _______.
Answer: North poleThe part of a DC motor that reverses current every half-turn is called the ________.
Answer: Commutator (split rings)A device converting electrical energy to mechanical energy is an ________.
Answer: Electric motor
D) Short answer
State Ampere’s swimming rule.
Answer: Imagine a swimmer moving in the direction of current, facing a magnetic needle: the needle’s north end deflects to the swimmer’s left.List four factors that increase the magnetism of a solenoid.
Answer: More turns per unit length, higher current, soft iron core, larger core cross-section.State the motor principle.
Answer: A current-carrying conductor in a magnetic field experiences a force perpendicular to both current and field.What is an electromagnet? Give two applications.
Answer: Magnet produced by electric current; applications: cranes lifting scrap, MRI, maglev trains, motors.Why are brushes used in a DC motor?
Answer: Graphite brushes maintain electrical contact with rotating split rings to feed current to the armature.Why is BLDC more efficient than brushed DC?
Answer: Eliminates brush friction and electrical losses; electronic commutation optimizes switching.
E) Long answer
Draw and explain the magnetic field around a straight current-carrying conductor using the right-hand thumb rule.
Answer: Field lines form concentric circles around the wire; curl direction given by the fingers when the thumb points along current.Explain the construction and working of a simple DC motor with labelled parts.
Answer: Components: magnet poles (N, S), armature coil on soft iron core, commutator (split rings), brushes. Current through coil sides in magnetic field experiences opposite forces, causing rotation. Commutator reverses current every half turn to keep torque in same rotational direction.Explain the working of a moving-coil loudspeaker.
Answer: Audio current through a coil in a radial magnetic field produces a time-varying force (F = BIL). The coil attached to a paper cone vibrates; air vibrations produce sound mirroring the input signal.
F) Numericals/Applications (qualitative and simple quantitative)
A straight wire carries current upward. Using right-hand thumb rule, what’s the direction of the magnetic field at a point to the east of the wire?
Answer: Thumb up (current up); at east side, curled fingers point south (into page/out of page depends on orientation). Better: With wire vertical, view from above: clockwise B. At east, field points south.For a solenoid end where the winding current (as seen when looking at the end) is clockwise, identify the pole.
Answer: South pole.In a motor, the magnetic field is left to right, and current in the top coil segment is toward you. Using LHR, find direction of force on the top segment.
Answer: First finger (field) → right; second (current) → toward you; thumb (motion/force) → upward.Why must ferromagnetic objects be removed near an MRI?
Answer: Strong magnetic field exerts large forces; objects can become projectiles and distort imaging.
G) Diagram prompts (ASCII)
- Field lines around a bar magnet:
N [++++] S
→→→→→→→→→ (outside N to S)
←←←←←←←←← (inside S to N) - Fleming’s left hand rule:
Hold left hand: index = B (Field), middle = I (Current), thumb = F (Force)
Bonus: Mixed Concept Questions (Cross-Chapter)
A guitar string resonates at 440 Hz (A4). If the wave on the string travels at 110 m/s, what is the wavelength on the string?
Answer: λ = v/f = 110/440 = 0.25 m.A DSLR uses a convex lens of focal length 50 mm. What’s its power?
Answer: f = 0.05 m → P = 1/0.05 = +20 D.During sunset, a photographer uses a polarizing filter and a warm white balance. Which optical phenomena are at play in the scene and why does red dominate?
Answer: Scattering (short wavelengths removed), residual red/orange passes; polarization from atmospheric scattering; camera settings enhance warm tones.A coil in a loudspeaker vibrates at 1 kHz. How many oscillations occur in 2 seconds?
Answer: 2000 oscillations.A myopic eye focuses distant objects 50 cm in front of the retina. What type of lens is needed?
Answer: Concave (diverging) lens to produce a virtual image at the far point for the eye.Why are auditorium ceilings curved and often treated with acoustic panels?
Answer: Curved surfaces to control reflections for even sound distribution; panels to reduce excessive reverberation.
Simple “pictures” (ASCII) gallery
Prism refraction and dispersion
White in → /\
/ \ → Red (least deviation)
/____\ → Violet (most deviation)Convex vs concave lens shapes
Convex: () Converging
Concave: )( DivergingConvex lens image (object between F and O → virtual, erect, magnified)
Object Lens Image (virtual)
↑ () ↑ (on same side)
\ \ | | (extend refracted rays backward)Longitudinal wave (sound in air)
Compression: ||| (high density)
Rarefaction: | (low density)
Pattern: C R C R CSolenoid + polarity (Right-hand solenoid rule)
Fingers curl = current around coils
Thumb → North poleFleming’s LHR
[Index] Field (B)
[Middle] Current (I)
[Thumb] Force/Motion (F)അധ്യായം 1: ശബ്ദതരംഗങ്ങൾ
ചെറിയ ദൃശ്യസൂചനകൾ
- അനുപ്രസ്ഥ തരംഗം (മുകൾ ഭാഗവും താഴ് ഭാഗവും)
──‾‾‾──‾‾‾──‾‾‾── - അനുദൈർഘ്യ തരംഗം (ഉച്ചമർദ്ദ മേഖല C, നീചമർദ്ദ മേഖല R)
C R C R C R
||| | ||| | - പ്രതിധ്വനി പാത
സ്രോതസ്സ് → പ്രതിഫലകം → സ്രോതസ്സ് (2d = v t)
A) ശരിയായ ഉത്തരം തിരഞ്ഞെടുക്കുക (MCQs)
ആവൃത്തിയുടെ (frequency) SI യൂണിറ്റ് ഏതാണ്?
a) s b) Hz c) m/s d) N/m
ഉത്തരം: b) Hzഒരു പെൻഡുലത്തിന്റെ ആവർത്തനകാലം (period) 0.5 s ആണെങ്കിൽ, അതിന്റെ ആവൃത്തി എത്രയായിരിക്കും?
a) 0.5 Hz b) 1 Hz c) 2 Hz d) 5 Hz
ഉത്തരം: c) 2 Hz (കാരണം f = 1/T)ഒരു അനുദൈർഘ്യ തരംഗത്തിൽ, മാധ്യമത്തിലെ കണികകൾ കമ്പനം ചെയ്യുന്നത്:
a) തരംഗ ദിശയ്ക്ക് ലംബമായി
b) തരംഗ ദിശയ്ക്ക് സമാന്തരമായി
c) വൃത്താകൃതിയിൽ
d) ക്രമരഹിതമായി
ഉത്തരം: b) സമാന്തരമായിഒരു ശബ്ദതരംഗത്തിന്റെ ആവൃത്തി 700 Hz-ഉം വായുവിലെ വേഗത 350 m/s-ഉം ആണ്. അതിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യം (wavelength) എത്ര?
a) 0.25 m b) 0.5 m c) 1 m d) 2 m
ഉത്തരം: b) 0.5 m (കാരണം λ = v/f)ഒരു പ്രതിധ്വനി (echo) വ്യക്തമായി കേൾക്കണമെങ്കിൽ പ്രതിഫലന പ്രതലം കുറഞ്ഞത് എത്ര ദൂരെയായിരിക്കണം?
a) 7 m b) 17.5 m c) 35 m d) 70 m
ഉത്തരം: b) 17.5 m (v = 350 m/s, ശ്രവണ സ്ഥിരത = 0.1 s)അനുനാദം (Resonance) സംഭവിക്കുന്നത് എപ്പോഴാണ്?
a) രണ്ട് വസ്തുക്കൾ കൂട്ടിമുട്ടുമ്പോൾ
b) സ്വാഭാവിക ആവൃത്തിയും പ്രേരിത ആവൃത്തിയും തുല്യമാകുമ്പോൾ
c) ആയതിയും ആവൃത്തിയും തുല്യമാകുമ്പോൾ
d) തരംഗദൈർഘ്യവും ആയതിയും തുല്യമാകുമ്പോൾ
ഉത്തരം: b)അൾട്രാസോണിക് ശബ്ദതരംഗങ്ങളുടെ ആവൃത്തി:
a) 20 Hz-ൽ കുറവ് b) 20–20,000 Hz c) 20,000 Hz-ൽ കൂടുതൽ d) 100–1,000 Hz
ഉത്തരം: c) 20,000 Hz-ൽ കൂടുതൽസോണാർ (SONAR) ആഴം അളക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നത്:
a) പ്രതിഫലനം b) അപവർത്തനം c) വിസരണം d) ഡിഫ്രാക്ഷൻ
ഉത്തരം: a) പ്രതിഫലനം (അൾട്രാസോണിക് തരംഗങ്ങളുടെ)
B) ശരി/തെറ്റ്
വായുവിലെ ശബ്ദതരംഗങ്ങൾ അനുപ്രസ്ഥ തരംഗങ്ങളാണ്.
ഉത്തരം: തെറ്റ് (അനുദൈർഘ്യമാണ്)സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ നിന്നുള്ള പരമാവധി സ്ഥാനാന്തരമാണ് ആയതി (amplitude).
ഉത്തരം: ശരിആവർത്തനകാലം കൂടുമ്പോൾ ആവൃത്തിയും കൂടുന്നു.
ഉത്തരം: തെറ്റ് (വിപരീത അനുപാതം)മിനുസമുള്ള പ്രതലങ്ങൾ പരുക്കൻ പ്രതലങ്ങളെക്കാൾ നന്നായി ശബ്ദം പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു.
ഉത്തരം: ശരിഅനുരണനവും (reverberation) പ്രതിധ്വനിയും (echo) ഒന്നാണ്.
ഉത്തരം: തെറ്റ് (അനുരണനം പല പ്രതിഫലനങ്ങളുടെ തുടർച്ചയാണ്; പ്രതിധ്വനി വ്യക്തമായ ഒന്നാണ്)
C) വിട്ട ഭാഗം പൂരിപ്പിക്കുക
ആവൃത്തി (f) എന്നത് ആവർത്തനകാലത്തിന്റെ (T) വ്യുൽക്രമമാണ്, അതായത് f = _____.
ഉത്തരം: 1/Tശബ്ദതരംഗങ്ങളിലെ ഉയർന്ന മർദ്ദമുള്ള മേഖലകളെ ________ എന്ന് പറയുന്നു.
ഉത്തരം: ഉച്ചമർദ്ദ മേഖല (Compressions)ഒരു തരംഗത്തിന്റെ വേഗത (v) എന്നത് ______ നെ തരംഗദൈർഘ്യം കൊണ്ട് ഗുണിച്ചതിന് തുല്യമാണ്.
ഉത്തരം: ആവൃത്തി (v = fλ)മനുഷ്യന്റെ ശ്രവണ പരിധി ഏകദേശം _______ മുതൽ _______ Hz വരെയാണ്.
ഉത്തരം: 20 മുതൽ 20,000ശ്രവണ സ്ഥിരതയുടെ (persistence of hearing) സമയം ഏകദേശം _______ സെക്കൻഡ് ആണ്.
ഉത്തരം: 0.1
D) ചെറു ഉത്തരങ്ങൾ
ദോലനം, ഒരു ദോലനം എന്നിവ നിർവചിക്കുക.
ഉത്തരം: ഒരു വസ്തു അതിന്റെ സന്തുലിതാവസ്ഥയെ ആധാരമാക്കി ആവർത്തന സ്വഭാവത്തോടെ മുന്നോട്ടും പിന്നോട്ടും ചലിക്കുന്നതിനെ ദോലനം എന്ന് പറയുന്നു. ഒരു വസ്തു യാത്ര തുടങ്ങിയ അതേ സ്ഥാനത്ത്, അതേ ദിശയിൽ തിരിച്ചെത്തുമ്പോൾ ഒരു ദോലനം പൂർത്തിയാകുന്നു.എന്താണ് സ്വാഭാവിക ആവൃത്തി (natural frequency)? അതിനെ സ്വാധീനിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ ഏവ?
ഉത്തരം: ഒരു വസ്തു ബാഹ്യബലമില്ലാതെ സ്വതന്ത്രമായി കമ്പനം ചെയ്യുമ്പോഴുള്ള ആവൃത്തിയാണ് സ്വാഭാവിക ആവൃത്തി. നീളം, വലുപ്പം, ഇലാസ്തികത, പദാർത്ഥത്തിന്റെ സ്വഭാവം എന്നിവ ഇതിനെ സ്വാധീനിക്കുന്നു.അനുദൈർഘ്യ, അനുപ്രസ്ഥ തരംഗങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം എന്ത്?
ഉത്തരം: അനുദൈർഘ്യം: കണികകൾ തരംഗദിശയ്ക്ക് സമാന്തരമായി കമ്പനം ചെയ്യുന്നു (ഉദാ: വായുവിലെ ശബ്ദം). അനുപ്രസ്ഥം: കണികകൾ തരംഗദിശയ്ക്ക് ലംബമായി കമ്പനം ചെയ്യുന്നു (ഉദാ: വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾ).അനുനാദം (Resonance) ഒരു ഉദാഹരണത്തോടെ നിർവചിക്കുക.
ഉത്തരം: ഒരു വസ്തുവിന്റെ സ്വാഭാവിക ആവൃത്തിയും അതിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ബാഹ്യബലത്തിന്റെ ആവൃത്തിയും തുല്യമാകുമ്പോൾ, വസ്തു ഏറ്റവും കൂടിയ ആയതിയിൽ കമ്പനം ചെയ്യുന്ന പ്രതിഭാസമാണ് അനുനാദം. ഉദാഹരണം: റേഡിയോ ട്യൂണിംഗ്, സംഗീതോപകരണങ്ങൾ.പ്രതിധ്വനി, അനുരണനം എന്നിവ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം.
ഉത്തരം: പ്രതിധ്വനി 0.1 സെക്കൻഡിന് ശേഷം വ്യക്തമായി കേൾക്കുന്ന ആവർത്തന ശബ്ദമാണ്. അനുരണനം ഒന്നിലധികം പ്രതിഫലനങ്ങൾ കാരണം ശബ്ദം മാഞ്ഞുപോകാതെ തങ്ങിനിൽക്കുന്ന അവസ്ഥയാണ്, ഇവിടെ ശബ്ദങ്ങൾ കൂടിക്കലരുന്നു.അൾട്രാസോണിക് തരംഗങ്ങളുടെ രണ്ട് ഉപയോഗങ്ങൾ പറയുക.
ഉത്തരം: മെഡിക്കൽ ഇമേജിംഗ് (അൾട്രാസൗണ്ട് സ്കാനിംഗ്), സോണാർ ഉപയോഗിച്ച് ആഴം കണ്ടെത്തൽ, ഫിസിയോതെറാപ്പി, സൂക്ഷ്മ ഭാഗങ്ങൾ വൃത്തിയാക്കൽ.
E) വിശദമായ ഉത്തരങ്ങൾ
തരംഗങ്ങളുടെ സവിശേഷതകൾ വിശദീകരിക്കുക: ആയതി, ആവൃത്തി, ആവർത്തനകാലം, തരംഗദൈർഘ്യം, വേഗത.
ഉത്തരം:- ആയതി (Amplitude - a): സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ നിന്നുള്ള പരമാവധി സ്ഥാനാന്തരം; ഊർജ്ജവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.
- ആവൃത്തി (Frequency - f): ഒരു സെക്കൻഡിലെ കമ്പനങ്ങളുടെ എണ്ണം (Hz).
- ആവർത്തനകാലം (Period - T): ഒരു കമ്പനത്തിന് എടുക്കുന്ന സമയം (s), T = 1/f.
- തരംഗദൈർഘ്യം (Wavelength - λ): ഒരേ ഫേസിലുള്ള അടുത്തടുത്ത രണ്ട് കണികകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം (m).
- വേഗത (Speed - v): ഒരു സെക്കൻഡിൽ തരംഗം സഞ്ചരിക്കുന്ന ദൂരം (m/s), v = fλ.
ശബ്ദത്തിന്റെ പ്രതിഫലനവും വ്യക്തമായ പ്രതിധ്വനിക്ക് ആവശ്യമായ സാഹചര്യങ്ങളും വിവരിക്കുക.
ഉത്തരം:- ശബ്ദം പ്രതലങ്ങളിൽ തട്ടി പ്രതിഫലിക്കുന്നു; മിനുസമുള്ള പ്രതലങ്ങൾ നന്നായി പ്രതിഫലിപ്പിക്കും.
- വ്യക്തമായ പ്രതിധ്വനിക്ക് കുറഞ്ഞത് 0.1 സെക്കൻഡ് സമയ വ്യത്യാസം വേണം. ശബ്ദവേഗത ഏകദേശം 350 m/s ആണെങ്കിൽ, ശബ്ദം സഞ്ചരിക്കേണ്ട ആകെ ദൂരം 35 മീറ്റർ ആണ്. അതിനാൽ പ്രതിഫലന പ്രതലം കുറഞ്ഞത് 17.5 മീറ്റർ അകലെയായിരിക്കണം.
- ഉപയോഗങ്ങൾ: സൗണ്ട് ബോർഡുകൾ, ഓഡിറ്റോറിയത്തിന്റെ രൂപകൽപ്പന.
അനുനാദവും അതിന്റെ പ്രായോഗിക ഉപയോഗങ്ങളും ചർച്ച ചെയ്യുക.
ഉത്തരം:- അനുനാദത്തിൽ ആയതി പരമാവധി ആകുന്നു; ഊർജ്ജ കൈമാറ്റം വളരെ കാര്യക്ഷമമാണ്.
- ഉപയോഗങ്ങൾ: സംഗീതോപകരണങ്ങൾ (ശബ്ദത്തിന്റെ മാധുര്യം കൂട്ടാൻ), റേഡിയോ ട്യൂണിംഗ് (ആവശ്യമുള്ള ഫ്രീക്വൻസി തിരഞ്ഞെടുക്കാൻ), MRI സ്കാനിംഗ്, സ്റ്റെതസ്കോപ്പ്.
F) കണക്കുകൾ
ഒരു പെൻഡുലം 2 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ 120 ദോലനങ്ങൾ പൂർത്തിയാക്കുന്നു. അതിന്റെ ആവൃത്തിയും ആവർത്തനകാലവും കണ്ടെത്തുക.
പരിഹാരം: ആകെ സമയം = 120 s. f = 120/120 = 1 Hz. T = 1/f = 1 s.ഒരു ശബ്ദതരംഗത്തിന്റെ λ = 1.75 m, f = 200 Hz ആണ്. വേഗത കണ്ടെത്തുക.
പരിഹാരം: v = fλ = 200 × 1.75 = 350 m/s.വ്യക്തമായ പ്രതിധ്വനിക്ക് ഒരു മതിൽ എത്ര ദൂരെയായിരിക്കണം, v = 350 m/s ആണെങ്കിൽ?
പരിഹാരം: കുറഞ്ഞ സമയ വ്യത്യാസം = 0.1 s. ആകെ ദൂരം = v × t = 35 m, അതിനാൽ ഒരു വശത്തേക്കുള്ള ദൂരം d = 17.5 m.ഒരു സോണാർ പൾസ് കടലിന്റെ അടിത്തട്ടിൽ നിന്ന് 1.6 സെക്കൻഡിൽ തിരിച്ചെത്തുന്നു. കടൽ വെള്ളത്തിലെ വേഗത 1500 m/s ആണെങ്കിൽ, ആഴം കണ്ടെത്തുക.
പരിഹാരം: ആകെ ദൂരം = v × t = 1500 × 1.6 = 2400 m; ആഴം = 2400/2 = 1200 m.
അധ്യായം 2: ലെൻസുകൾ
ചെറിയ ദൃശ്യസൂചനകൾ
- ഉത്തല ലെൻസ് (Converging): ()
- അവതല ലെൻസ് (Diverging): )(
- പ്രിൻസിപ്പൽ ഫോക്കസ് F, ഫോക്കസ് ദൂരം f
A) ശരിയായ ഉത്തരം തിരഞ്ഞെടുക്കുക (MCQs)
മധ്യഭാഗം കട്ടികൂടിയ ലെൻസ് ഏതാണ്?
a) അവതല b) ഉത്തല c) പ്ലാനോ d) സിലിണ്ട്രിക്കൽ
ഉത്തരം: b) ഉത്തലഒരു അവതല ലെൻസ് എപ്പോഴും ഉണ്ടാക്കുന്ന പ്രതിബിംബങ്ങൾ:
a) യഥാർത്ഥവും നിവർന്നതും b) മിഥ്യയും നിവർന്നതും c) യഥാർത്ഥവും തലകീഴായതും d) മിഥ്യയും തലകീഴായതും
ഉത്തരം: b) മിഥ്യയും നിവർന്നതും (വലുപ്പം കുറഞ്ഞതും)ഒരു ഉത്തല ലെൻസിൽ, പ്രിൻസിപ്പൽ ആക്സിസിന് സമാന്തരമായി വരുന്ന പ്രകാശരശ്മി കടന്നുപോകുന്നത്:
a) പ്രകാശിക കേന്ദ്രത്തിലൂടെ b) അതേ വശത്തുള്ള ഫോക്കസിലൂടെ c) മറുവശത്തുള്ള ഫോക്കസിലൂടെ d) അനന്തതയിലേക്ക്
ഉത്തരം: c)ലെൻസ് സമവാക്യം ഏതാണ്?
a) 1/f = 1/u + 1/v
b) 1/f = 1/v − 1/u
c) f = u + v
d) m = u/v
ഉത്തരം: b) (കാർട്ടീഷ്യൻ ചിഹ്നരീതി പ്രകാരം)ആവർധനം (magnification) m എന്നത്:
a) v/u b) u/v c) hi/ho d) a, c എന്നിവ രണ്ടും
ഉത്തരം: d)ലെൻസിന്റെ പവറിന്റെ SI യൂണിറ്റ്:
a) വാട്ട് b) ടെസ്ല c) ഡയോപ്റ്റർ d) ഹെർട്സ്
ഉത്തരം: c) ഡയോപ്റ്റർ (D)പോസിറ്റീവ് പവർ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്:
a) അവതല ലെൻസ് b) ഉത്തല ലെൻസ് c) രണ്ടിലേതും d) ഒന്നുമല്ല
ഉത്തരം: b) ഉത്തല ലെൻസ്ഒരു ഉത്തല ലെൻസ് മിഥ്യാ പ്രതിബിംബം ഉണ്ടാക്കുന്നത് എപ്പോഴാണ്?
a) 2F-ന് അപ്പുറം b) 2F-ൽ c) F-നും O-യ്ക്കും ഇടയിൽ d) F-ൽ
ഉത്തരം: c)
B) ശരി/തെറ്റ്
ഒരു അവതല ലെൻസിന് പേപ്പർ കത്തിക്കാൻ കഴിയും.
ഉത്തരം: തെറ്റ്കാർട്ടീഷ്യൻ ചിഹ്നരീതിയിൽ, പതനരശ്മിക്ക് എതിർദിശയിൽ അളക്കുന്ന ദൂരങ്ങൾ നെഗറ്റീവ് ആണ്.
ഉത്തരം: ശരിയഥാർത്ഥ പ്രതിബിംബം ഒരു സ്ക്രീനിൽ പതിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.
ഉത്തരം: ശരിഒരു സംയുക്ത മൈക്രോസ്കോപ്പിലെ ഐപീസിന് ഒബ്ജക്റ്റീവിനെക്കാൾ ഫോക്കസ് ദൂരം കുറവാണ്.
ഉത്തരം: തെറ്റ് (ഐപീസിന് ഫോക്കസ് ദൂരം കൂടുതലാണ്)ഒരു അപവർത്തന ടെലിസ്കോപ്പിന്റെ ഒബ്ജക്റ്റീവിന് ഐപീസിനെക്കാൾ വലിയ അപ്പെർച്വർ ഉണ്ട്.
ഉത്തരം: ശരി
C) വിട്ട ഭാഗം പൂരിപ്പിക്കുക
പ്രകാശിക കേന്ദ്രം മുതൽ പ്രിൻസിപ്പൽ ഫോക്കസ് വരെയുള്ള ദൂരത്തെ ________ എന്ന് പറയുന്നു.
ഉത്തരം: ഫോക്കസ് ദൂരംഒരു ലെൻസിന്റെ പവർ P എന്നത് _______ ന്റെ (മീറ്ററിൽ) വ്യുൽക്രമമാണ്.
ഉത്തരം: ഫോക്കസ് ദൂരത്തിന്റെഒരു ഉത്തല ലെൻസിനെ _______ ലെൻസ് എന്നും വിളിക്കുന്നു.
ഉത്തരം: സംവ്രജന ലെൻസ് (Converging)ആവർധനം m = hi/ho = ______.
ഉത്തരം: v/uഒരു അവതല ലെൻസിൽ, പ്രിൻസിപ്പൽ ഫോക്കസ് ______ ആണ് (യഥാർത്ഥം/മിഥ്യ).
ഉത്തരം: മിഥ്യ
D) ചെറു ഉത്തരങ്ങൾ
പ്രകാശിക കേന്ദ്രം, പ്രിൻസിപ്പൽ ആക്സിസ് എന്നിവ നിർവചിക്കുക.
ഉത്തരം: ഒരു ലെൻസിന്റെ മധ്യബിന്ദുവാണ് പ്രകാശിക കേന്ദ്രം (O). O-ലൂടെയും ലെൻസിന്റെ വക്രതാകേന്ദ്രങ്ങളിലൂടെയും കടന്നുപോകുന്ന സാങ്കൽപ്പിക രേഖയാണ് പ്രിൻസിപ്പൽ ആക്സിസ്.ഉത്തല ലെൻസിന്റെ രേഖാചിത്രങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന മൂന്ന് പ്രധാന രശ്മികൾ ഏവ?
ഉത്തരം: ആക്സിസിന് സമാന്തരം → മറുവശത്തെ ഫോക്കസിലൂടെ; പ്രകാശിക കേന്ദ്രത്തിലൂടെ → വ്യതിയാനമില്ലാതെ; അടുത്തുള്ള ഫോക്കസിലൂടെ → സമാന്തരമായി പുറത്തുവരുന്നു.ഒരു വസ്തുവിനെ ഉത്തല ലെൻസിന്റെ 2F-ൽ വെച്ചാൽ പ്രതിബിംബം എവിടെ രൂപപ്പെടും?
ഉത്തരം: മറുവശത്ത് 2F-ൽ; യഥാർത്ഥം, തലകീഴായത്, ഒരേ വലുപ്പം.തലകീഴായ, നിവർന്ന പ്രതിബിംബങ്ങളുടെ ആവർധനത്തിന്റെ ചിഹ്നം വിശദീകരിക്കുക.
ഉത്തരം: m നെഗറ്റീവ് → തലകീഴായത്; m പോസിറ്റീവ് → നിവർന്നത്.വസ്തുവിനെ ഉത്തല ലെൻസിന്റെ F-ൽ വെച്ചാൽ എന്ത് സംഭവിക്കും?
ഉത്തരം: പ്രതിബിംബം അനന്തതയിൽ; വളരെ വലുപ്പമുള്ളതും യഥാർത്ഥവും തലകീഴായതും.
E) വിശദമായ ഉത്തരങ്ങൾ
വിവിധ സ്ഥാനങ്ങളിൽ (2F-നപ്പുറം, 2F-ൽ, F-നും 2F-നും ഇടയിൽ, F-ൽ, F-നും O-യ്ക്കും ഇടയിൽ) വസ്തു വെക്കുമ്പോൾ ഉത്തല ലെൻസ് ഉണ്ടാക്കുന്ന പ്രതിബിംബങ്ങളെക്കുറിച്ച് ചർച്ച ചെയ്യുക.
ഉത്തരം:- 2F-നപ്പുറം → പ്രതിബിംബം F-നും 2F-നും ഇടയിൽ; യഥാർത്ഥം, തലകീഴായത്, ചെറുത്.
- 2F-ൽ → 2F-ൽ; യഥാർത്ഥം, തലകീഴായത്, ഒരേ വലുപ്പം.
- F-നും 2F-നും ഇടയിൽ → 2F-നപ്പുറം; യഥാർത്ഥം, തലകീഴായത്, വലുത്.
- F-ൽ → അനന്തതയിൽ; യഥാർത്ഥം, തലകീഴായത്, വളരെ വലുത്.
- F-നും O-യ്ക്കും ഇടയിൽ → അതേ വശത്ത്; മിഥ്യ, നിവർന്നത്, വലുത്.
ഒരു സംയുക്ത മൈക്രോസ്കോപ്പിന്റെ പ്രവർത്തനവും ഭാഗങ്ങളും വിശദീകരിക്കുക.
ഉത്തരം (ചുരുക്കത്തിൽ): ഒബ്ജക്റ്റീവ് (കുറഞ്ഞ f) വസ്തുവിന്റെ വലിയ, യഥാർത്ഥ, തലകീഴായ ഒരു പ്രതിബിംബം ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഐപീസ് (കൂടിയ f) ഈ പ്രതിബിംബത്തെ ഒരു മാഗ്നിഫയർ പോലെ ഉപയോഗിച്ച് അവസാനത്തെ വലിയ, മിഥ്യാ പ്രതിബിംബം ഉണ്ടാക്കുന്നു.
F) കണക്കുകൾ
ഒരു ഉത്തല ലെൻസ്, വസ്തുവിൽ നിന്ന് 30 സെ.മീ അകലെ വെച്ചപ്പോൾ 20 സെ.മീ അകലെ ഒരു യഥാർത്ഥ പ്രതിബിംബം ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഫോക്കസ് ദൂരം കണ്ടെത്തുക.
തന്നിരിക്കുന്നത്: u = −30 cm, v = +20 cm. 1/f = 1/v − 1/u = 1/20 − (−1/30) = (3 + 2)/60 = 5/60 = 1/12.
ഉത്തരം: f = +12 cm.ഒരു അവതല ലെൻസിന്റെ ഫോക്കസ് ദൂരം 25 സെ.മീ ആണ്. ഒരു വസ്തു 10 സെ.മീ അകലെ വെച്ചിരിക്കുന്നു. പ്രതിബിംബ ദൂരവും ആവർധനവും കണ്ടെത്തുക.
തന്നിരിക്കുന്നത്: f = −25 cm, u = −10 cm. 1/f = 1/v − 1/u → −1/25 = 1/v − (−1/10) → 1/v = −1/25 − 1/10 = −(2+5)/50 = −7/50 → v ≈ −7.14 cm (മിഥ്യ).
m = v/u ≈ (−7.14)/(−10) = +0.714 (നിവർന്നത്, ചെറുത്).ഒരു ലെൻസിന്റെ പവർ +2 D ആണ്. അതിന്റെ ഫോക്കസ് ദൂരവും ഇനവും കണ്ടെത്തുക.
ഉത്തരം: f = 1/P = 0.5 m = 50 cm; പോസിറ്റീവ് ആയതിനാൽ ഉത്തല ലെൻസ്.
അധ്യായം 3: വർണ്ണങ്ങളുടെയും കാഴ്ചയുടെയും ലോകം
ചെറിയ ദൃശ്യസൂചനകൾ
- പ്രിസത്തിലൂടെ പ്രകാശത്തിന്റെ അപവർത്തനം
/
/__\ (രശ്മി പാദത്തിലേക്ക് വളയുന്നു) - VIBGYOR ക്രമം: വയലറ്റ് → ... → ചുവപ്പ് (ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ വ്യതിയാനം: ചുവപ്പ്)
- RGB പ്രാഥമിക വർണ്ണങ്ങൾ
A) ശരിയായ ഉത്തരം തിരഞ്ഞെടുക്കുക (MCQs)
പ്രകീർണനം (Dispersion) എന്നാൽ:
a) പ്രകാശം അതിന്റെ ഘടകവർണ്ണങ്ങളായി പിരിയുന്നത്
b) വർണ്ണങ്ങളായി പിരിയാതെ വളയുന്നത്
c) പ്രകാശത്തിന്റെ പ്രതിഫലനം
d) പ്രകാശത്തിന്റെ ആഗിരണം
ഉത്തരം: a)പ്രിസത്തിൽ, ഏത് നിറത്തിനാണ് ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ വ്യതിയാനം സംഭവിക്കുന്നത്?
a) വയലറ്റ് b) നീല c) പച്ച d) ചുവപ്പ്
ഉത്തരം: d) ചുവപ്പ്ആകാശത്തിന്റെ നീല നിറത്തിന് കാരണം:
a) പ്രകീർണനം b) അപവർത്തനം c) വിസരണം (Scattering) d) ഡിഫ്രാക്ഷൻ
ഉത്തരം: c)ശൂന്യതയിൽ വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ വേഗത ഏകദേശം:
a) 3×10^6 m/s b) 3×10^8 m/s c) 3×10^10 m/s d) 3×10^12 m/s
ഉത്തരം: b)പ്രകാശത്തിന്റെ പ്രാഥമിക വർണ്ണങ്ങൾ:
a) ചുവപ്പ്, മഞ്ഞ, നീല b) ചുവപ്പ്, പച്ച, നീല c) സിയാൻ, മജന്ത, മഞ്ഞ d) ചുവപ്പ്, പച്ച, മഞ്ഞ
ഉത്തരം: b) ചുവപ്പ്, പച്ച, നീല (RGB)മഞ്ഞ നിറം ഉണ്ടാകുന്നത്:
a) ചുവപ്പ് + നീല b) നീല + പച്ച c) ചുവപ്പ് + പച്ച d) മൂന്നും കൂടി
ഉത്തരം: c)വീക്ഷണ സ്ഥിരതയുടെ (Persistence of vision) ദൈർഘ്യം ഏകദേശം:
a) 1 s b) 1/16 s c) 1/100 s d) 1/1000 s
ഉത്തരം: b)ഹ്രസ്വദൃഷ്ടി (Myopia) പരിഹരിക്കുന്നത്:
a) ഉത്തല ലെൻസ് b) അവതല ലെൻസ് c) സിലിണ്ട്രിക്കൽ ലെൻസ് d) പ്രിസം
ഉത്തരം: b)
B) ശരി/തെറ്റ്
ഒരു പ്രിസത്തിൽ ചുവപ്പ് പ്രകാശത്തിനാണ് ഏറ്റവും കൂടുതൽ വ്യതിയാനം സംഭവിക്കുന്നത്.
ഉത്തരം: തെറ്റ് (ഏറ്റവും കുറവ്)അപവർത്തനം, പ്രകീർണനം, ആന്തരിക പ്രതിഫലനം എന്നിവയുടെ ഫലമായാണ് മഴവില്ല് ഉണ്ടാകുന്നത്.
ഉത്തരം: ശരിഒരു സുതാര്യമായ ചുവന്ന ഫിൽട്ടർ നീല പ്രകാശം മാത്രം കടത്തിവിടുന്നു.
ഉത്തരം: തെറ്റ് (ചുവപ്പ് പ്രകാശം കടത്തിവിടുന്നു)ദീർഘദൃഷ്ടിക്ക് ഹൈപ്പർമെട്രോപ്പിയ എന്ന് പറയുന്നു.
ഉത്തരം: ശരിപ്രകാശ മലിനീകരണം വാനനിരീക്ഷണത്തിന് സഹായിക്കുന്നു.
ഉത്തരം: തെറ്റ്
C) വിട്ട ഭാഗം പൂരിപ്പിക്കുക
മജന്തയുടെ പൂരകവർണ്ണം (complementary colour) ______ ആണ്.
ഉത്തരം: പച്ചവെള്ളയുണ്ടാക്കുന്ന വർണ്ണജോഡി: സിയാൻ + ______.
ഉത്തരം: ചുവപ്പ്ആരോഗ്യമുള്ള കണ്ണിന്റെ നിയർ പോയിന്റ് ഏകദേശം ______ സെ.മീ ആണ്.
ഉത്തരം: 25വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾ ശൂന്യതയിൽ ______ m/s വേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കുന്നു.
ഉത്തരം: 3×10^8______ ൽ പ്രകാശപാത ദൃശ്യമാക്കുന്ന പ്രതിഭാസമാണ് ടിൻഡൽ പ്രഭാവം.
ഉത്തരം: ഒരു കൊളോയിഡിൽ/സസ്പെൻഷനിൽ
D) ചെറു ഉത്തരങ്ങൾ
പ്രകീർണനം, വർണ്ണരാജി എന്നിവ നിർവചിക്കുക.
ഉത്തരം: പ്രകാശം അതിന്റെ ഘടക വർണ്ണങ്ങളായി വേർപിരിയുന്ന പ്രതിഭാസമാണ് പ്രകീർണനം. ഇങ്ങനെ വേർപിരിഞ്ഞ വർണ്ണങ്ങളുടെ ക്രമമായ വിതരണത്തെ വർണ്ണരാജി (Spectrum - VIBGYOR) എന്ന് പറയുന്നു.അസ്തമയ സൂര്യൻ ചുവന്ന നിറത്തിൽ കാണപ്പെടുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?
ഉത്തരം: അസ്തമയ സമയത്ത് സൂര്യപ്രകാശം അന്തരീക്ഷത്തിലൂടെ കൂടുതൽ ദൂരം സഞ്ചരിക്കുന്നു. തരംഗദൈർഘ്യം കുറഞ്ഞ നീല, വയലറ്റ് നിറങ്ങൾ വിസരണം വഴി ചിതറിപ്പോകുന്നു. തരംഗദൈർഘ്യം കൂടിയ ചുവപ്പ്, ഓറഞ്ച് നിറങ്ങൾ നേരിട്ട് നമ്മുടെ കണ്ണിലെത്തുന്നു.എന്താണ് പൂരക വർണ്ണങ്ങൾ (Complementary colours)?
ഉത്തരം: കൂടിച്ചേരുമ്പോൾ ധവളപ്രകാശം (വെള്ള) നൽകുന്ന വർണ്ണജോഡികളെയാണ് പൂരക വർണ്ണങ്ങൾ എന്ന് പറയുന്നത്. ഉദാ: നീല + മഞ്ഞ = വെള്ള.എന്താണ് പവർ ഓഫ് അക്കൊമഡേഷൻ?
ഉത്തരം: വസ്തുവിന്റെ ദൂരത്തിനനുസരിച്ച് കണ്ണിന്റെ ലെൻസിന്റെ വക്രത വ്യത്യാസപ്പെടുത്തി ഫോക്കസ് ദൂരം ക്രമീകരിച്ച് പ്രതിബിംബം റെറ്റിനയിൽ തന്നെ പതിപ്പിക്കാനുള്ള കണ്ണിന്റെ കഴിവിനെയാണ് പവർ ഓഫ് അക്കൊമഡേഷൻ എന്ന് പറയുന്നത്.ചർച്ച ചെയ്ത കാഴ്ചയുടെ വൈകല്യങ്ങളും അവയുടെ പരിഹാരങ്ങളും ഏവ?
ഉത്തരം: ഹ്രസ്വദൃഷ്ടി (Myopia - അവതല ലെൻസ്), ദീർഘദൃഷ്ടി (Hypermetropia - ഉത്തല ലെൻസ്), വെള്ളെഴുത്ത് (Presbyopia - ഉത്തല ലെൻസ്/ബൈഫോക്കൽ ലെൻസ്).
E) വിശദമായ ഉത്തരങ്ങൾ
മഴവില്ല് ഉണ്ടാകുന്നത് എങ്ങനെ എന്ന് വിവരിക്കുക.
ഉത്തരം: സൂര്യപ്രകാശം മഴത്തുള്ളികളിൽ പ്രവേശിക്കുമ്പോൾ അപവർത്തനത്തിനും പ്രകീർണനത്തിനും വിധേയമാകുന്നു. തുടർന്ന് തുള്ളിക്കുള്ളിൽ ആന്തരിക പ്രതിഫലനം നടക്കുകയും പുറത്തേക്ക് വരുമ്പോൾ വീണ്ടും അപവർത്തനം സംഭവിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഓരോ വർണ്ണവും വ്യത്യസ്ത കോണുകളിൽ പുറത്തുവരുന്നതുകൊണ്ട് സൂര്യന് എതിർദിശയിൽ ഒരു വർണ്ണവലയമായി മഴവില്ല് കാണപ്പെടുന്നു.പ്രകാശത്തിന്റെ വിസരണവും ടിൻഡൽ പ്രഭാവവും വിശദീകരിക്കുക.
ഉത്തരം: മാധ്യമത്തിലെ കണികകളിൽ തട്ടി പ്രകാശം ക്രമരഹിതമായി ദിശമാറി സഞ്ചരിക്കുന്നതാണ് വിസരണം. തരംഗദൈർഘ്യം കുറഞ്ഞ നിറങ്ങൾക്ക് വിസരണം കൂടുതലായിരിക്കും. കൊളോയിഡൽ ലായനികളിലൂടെ പ്രകാശം കടന്നുപോകുമ്പോൾ, വിസരണം കാരണം പ്രകാശത്തിന്റെ പാത ദൃശ്യമാകുന്നതിനെയാണ് ടിൻഡൽ പ്രഭാവം എന്ന് പറയുന്നത്.
അധ്യായം 4: വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന്റെ കാന്തികഫലം
ചെറിയ ദൃശ്യസൂചനകൾ
- ബാർ കാന്തത്തിനു ചുറ്റുമുള്ള കാന്തികബലരേഖകൾ
N →→→→→ S (പുറത്ത്); S → N (അകത്ത്) - വലതുകൈ പെരുവിരൽ നിയമം
പെരുവിരൽ = കറന്റ് (I), ചുരുട്ടിയ വിരലുകൾ = കാന്തികമണ്ഡലത്തിന്റെ ദിശ (B) - ഫ്ലെമിംഗിന്റെ ഇടതുകൈ നിയമം
ചൂണ്ടുവിരൽ = കാന്തികമണ്ഡലം (B), നടുവിരൽ = കറന്റ് (I), പെരുവിരൽ = ചലനം (F)
A) ശരിയായ ഉത്തരം തിരഞ്ഞെടുക്കുക (MCQs)
ഒരു ബാർ കാന്തത്തിന് പുറത്ത്, കാന്തികബലരേഖകൾ പോകുന്നത്:
a) S-ൽ നിന്ന് N-ലേക്ക് b) N-ൽ നിന്ന് S-ലേക്ക് c) ക്രമരഹിതമായി d) ഒന്നുമല്ല
ഉത്തരം: b) N-ൽ നിന്ന് S-ലേക്ക്ഈർസ്റ്റെഡ് കണ്ടെത്തിയത്:
a) വൈദ്യുതി താപം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു
b) വൈദ്യുതി കാന്തികമണ്ഡലം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു
c) കാന്തങ്ങൾ വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു
d) ഒന്നുമല്ല
ഉത്തരം: b)വലതുകൈ പെരുവിരൽ നിയമത്തിൽ, പെരുവിരൽ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്:
a) കാന്തികമണ്ഡലത്തിന്റെ ദിശ b) കറന്റിന്റെ ദിശ c) ബലത്തിന്റെ ദിശ d) ഫ്ലക്സിന്റെ ദിശ
ഉത്തരം: b) കറന്റിന്റെ ദിശപച്ചിരുമ്പ് കോർ ഉള്ള ഒരു സോളിനോയിഡിന്:
a) കുറഞ്ഞ കാന്തികമണ്ഡലം b) കാന്തികമണ്ഡലം ഇല്ല c) വളരെ കൂടിയ കാന്തികമണ്ഡലം d) ക്രമരഹിതമായ കാന്തികമണ്ഡലം
ഉത്തരം: c)ഒരു സോളിനോയിഡിന്റെ അറ്റത്ത് കറന്റ് എതിർ-ഘടികാരദിശയിലാണെങ്കിൽ ആ അറ്റം ഏത് ധ്രുവമായിരിക്കും?
a) ഉത്തര ധ്രുവം (North) b) ദക്ഷിണ ധ്രുവം (South) c) ഒന്നുമല്ല d) മാറിമാറി വരും
ഉത്തരം: a) ഉത്തര ധ്രുവംഒരു വൈദ്യുതകാന്തത്തിന്റെ ധ്രുവത മാറ്റാൻ കഴിയുന്നത്:
a) തണുപ്പിച്ചുകൊണ്ട് b) ചൂടാക്കിക്കൊണ്ട് c) കറന്റിന്റെ ദിശ മാറ്റിക്കൊണ്ട് d) കമ്പിയുടെ നിറം മാറ്റിക്കൊണ്ട്
ഉത്തരം: c)ഫ്ലെമിംഗിന്റെ ഇടതുകൈ നിയമം എന്തിന്റെ ദിശ കണ്ടെത്താൻ സഹായിക്കുന്നു?
a) കാന്തികമണ്ഡലം b) കറന്റ് c) ചാലകത്തിൽ അനുഭവപ്പെടുന്ന ബലം d) വോൾട്ടേജ്
ഉത്തരം: c)ഒരു BLDC മോട്ടോർ ഉപയോഗിക്കുന്നത്:
a) ബ്രഷുകളുള്ള കമ്മ്യൂട്ടേറ്റർ
b) ഇലക്ട്രോണിക് സ്വിച്ചിംഗ്
c) കാന്തങ്ങളില്ലാതെ
d) AC മാത്രം
ഉത്തരം: b)
B) ശരി/തെറ്റ്
കറന്റ് നിലച്ചാലും വൈദ്യുതിയുടെ കാന്തികഫലം സ്ഥിരമായിരിക്കും.
ഉത്തരം: തെറ്റ് (കറന്റ് നിലയ്ക്കുമ്പോൾ കാന്തികഫലം ഇല്ലാതാകും)മോട്ടോർ തത്വത്തിൽ കാന്തികമണ്ഡലം, കറന്റ്, ബലം എന്നിവയുടെ ദിശകൾ പരസ്പരം ലംബമാണ്.
ഉത്തരം: ശരിഒരു ലൗഡ്സ്പീക്കറിൽ, ശബ്ദം കോയിലിൽ കറന്റ് ഉണ്ടാക്കുന്നു.
ഉത്തരം: തെറ്റ് (കറന്റ് കോയിലിനെയും ഡയഫ്രത്തെയും ചലിപ്പിച്ച് ശബ്ദം ഉണ്ടാക്കുന്നു)ഒരു നീണ്ട സോളിനോയിഡിനുള്ളിലെ കാന്തികമണ്ഡലം ഏകദേശം തുല്യമായിരിക്കും.
ഉത്തരം: ശരിMRI സ്കാനിംഗിന് മുമ്പ് രോഗികൾ ലോഹ വസ്തുക്കൾ നീക്കം ചെയ്യണം.
ഉത്തരം: ശരി
C) വിട്ട ഭാഗം പൂരിപ്പിക്കുക
കാന്തികബലരേഖകൾ ഒരിക്കലും പരസ്പരം ______ ഇല്ല.
ഉത്തരം: ഖണ്ഡിക്കുന്നില്ല'ഈർസ്റ്റെഡ്' എന്ന യൂണിറ്റ് ________ നെ ആദരിക്കുന്നു.
ഉത്തരം: ഹാൻസ് ക്രിസ്റ്റ്യൻ ഈർസ്റ്റെഡ്വലതുകൈ സോളിനോയിഡ് നിയമത്തിൽ, ചുരുട്ടിയ വിരലുകൾ കോയിലിലെ കറന്റിനെയും പെരുവിരൽ ________ യെയും സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
ഉത്തരം: ഉത്തര ധ്രുവത്തെഒരു DC മോട്ടോറിൽ ഓരോ അർദ്ധഭ്രമണത്തിലും കറന്റിന്റെ ദിശ മാറ്റുന്ന ഭാഗമാണ് ________.
ഉത്തരം: കമ്മ്യൂട്ടേറ്റർ (സ്പ്ലിറ്റ് റിംഗുകൾ)വൈദ്യുതോർജ്ജത്തെ യാന്ത്രികോർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്ന ഉപകരണമാണ് ________.
ഉത്തരം: വൈദ്യുത മോട്ടോർ
D) ചെറു ഉത്തരങ്ങൾ
ആമ്പിയറുടെ നീന്തൽ നിയമം പ്രസ്താവിക്കുക.
ഉത്തരം: കറന്റിന്റെ ദിശയിൽ ഒരു കാന്തികസൂചിയെ നോക്കി നീന്തുന്ന ഒരാളെ സങ്കൽപ്പിക്കുക. അയാളുടെ ഇടത് കൈയുടെ ദിശയിലേക്ക് കാന്തികസൂചിയുടെ ഉത്തരധ്രുവം വ്യതിചലിക്കും.ഒരു സോളിനോയിഡിന്റെ കാന്തികശക്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന നാല് ഘടകങ്ങൾ ലിസ്റ്റ് ചെയ്യുക.
ഉത്തരം: യൂണിറ്റ് നീളത്തിലെ ചുറ്റുകളുടെ എണ്ണം കൂട്ടുക, കറന്റിന്റെ ശക്തി കൂട്ടുക, പച്ചിരുമ്പ് കോർ ഉപയോഗിക്കുക, കോറിന്റെ ചേദതല വിസ്തീർണ്ണം കൂട്ടുക.മോട്ടോർ തത്വം പ്രസ്താവിക്കുക.
ഉത്തരം: ഒരു കാന്തികമണ്ഡലത്തിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന, സ്വതന്ത്രമായി ചലിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ചാലകത്തിലൂടെ വൈദ്യുതി പ്രവഹിക്കുമ്പോൾ, അതിൽ ഒരു ബലം അനുഭവപ്പെടുകയും അത് ചലിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.എന്താണ് വൈദ്യുതകാന്തം? രണ്ട് ഉപയോഗങ്ങൾ നൽകുക.
ഉത്തരം: വൈദ്യുതി ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിക്കുന്ന കാന്തമാണിത്. ഉപയോഗങ്ങൾ: സ്ക്രാപ്പ് യാർഡുകളിലെ ക്രെയിനുകൾ, മാഗ്ലെവ് ട്രെയിനുകൾ, MRI സ്കാനറുകൾ, മോട്ടോറുകൾ.
E) വിശദമായ ഉത്തരങ്ങൾ
നേർരേഖയിലുള്ള ഒരു ചാലകത്തിലൂടെ കറന്റ് പ്രവഹിക്കുമ്പോൾ ഉണ്ടാകുന്ന കാന്തികമണ്ഡലം വലതുകൈ പെരുവിരൽ നിയമം ഉപയോഗിച്ച് വരച്ച് വിശദീകരിക്കുക.
ഉത്തരം: കാന്തികബലരേഖകൾ കമ്പിക്ക് ചുറ്റും കേന്ദ്രീകൃതമായ വൃത്തങ്ങളായിരിക്കും. പെരുവിരൽ കറന്റിന്റെ ദിശയിൽ പിടിച്ചാൽ, മറ്റ് വിരലുകൾ വളയുന്ന ദിശയിലായിരിക്കും കാന്തികമണ്ഡലത്തിന്റെ ദിശ.ഒരു ലളിതമായ DC മോട്ടോറിന്റെ നിർമ്മാണവും പ്രവർത്തനവും ഭാഗങ്ങൾ സഹിതം വിശദീകരിക്കുക.
ഉത്തരം: ഭാഗങ്ങൾ: കാന്ത ധ്രുവങ്ങൾ (N, S), ആർമേച്ചർ കോയിൽ, കമ്മ്യൂട്ടേറ്റർ (സ്പ്ലിറ്റ് റിംഗുകൾ), ബ്രഷുകൾ. കോയിലിലൂടെ കറന്റ് കടന്നുപോകുമ്പോൾ, കാന്തികമണ്ഡലത്തിൽ കോയിലിന്റെ ഇരുവശത്തും വിപരീത ദിശകളിൽ ബലം അനുഭവപ്പെടുകയും ഇത് ഭ്രമണത്തിന് കാരണമാകുകയും ചെയ്യുന്നു. കമ്മ്യൂട്ടേറ്റർ ഓരോ അർദ്ധഭ്രമണത്തിലും കറന്റിന്റെ ദിശ മാറ്റി ഒരേ ദിശയിലുള്ള കറക്കം നിലനിർത്തുന്നു.ഒരു മൂവിംഗ്-കോയിൽ ലൗഡ്സ്പീക്കറിന്റെ പ്രവർത്തനം വിശദീകരിക്കുക.
ഉത്തരം: ശബ്ദ സിഗ്നലുകൾ (വൈദ്യുതി) ഒരു കാന്തികമണ്ഡലത്തിലുള്ള വോയിസ് കോയിലിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോൾ, കോയിലിൽ ഒരു ബലം അനുഭവപ്പെടുകയും അത് കമ്പനം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ കോയിലുമായി ഘടിപ്പിച്ച പേപ്പർ കോണും കമ്പനം ചെയ്യുകയും വായുവിൽ തരംഗങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കി ശബ്ദം പുനഃസൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.