सविस्तर स्पष्टीकरण (Detailed Explanation):
अचूक उत्तर: पर्याय (2)
बरोबर उत्तर 20 सें.मी. आहे.
महत्वाचे मुद्दे
• हा प्रश्न सोडवण्यासाठी, आपण आरशाचे सूत्र वापरतो:
1/f = 1/v + 1/u, जिथे:
• f म्हणजे आरशाची नाभीय लांबी.
• v म्हणजे आरशापासून प्रतिमेचे अंतर.
• u म्हणजे आरशापासून वस्तूचे अंतर.
• दिलेले:
• v = 20 सें.मी. (प्रतिमेचे अंतर).
• u = -10 सें.मी. (वस्तूचे अंतर; ऋण चिन्ह कारण वस्तू परावर्तक पृष्ठभागाच्या बाजूला ठेवली आहे).
• सूत्र वापरून:
• 1/f = 1/v + 1/u
• किंमती टाकून: 1/f = 1/20 + 1/(-10)
• 1/f = 1/20 - 1/10
• लसावि काढून: 1/f = (1 - 2)/20 = -1/20
• म्हणून, f = -20 सें.मी.
• ऋण चिन्ह दर्शवते की नाभीय लांबी वस्तूच्या बाजूला आहे, हे अंतर्गोल आरसा असल्याचे निश्चित करते.
• म्हणून, आरशाची नाभीय लांबी 20 सें.मी. आहे.
अतिरिक्त माहिती
• आरशाचे सूत्र:
• सूत्र 1/f = 1/v + 1/u सर्व आरशांसाठी (अंतर्गोल, बहिर्गोल किंवा सपाट) लागू आहे.
• हे नाभीय लांबी (f), वस्तूचे अंतर (u), आणि प्रतिमेचे अंतर (v) यांच्यातील संबंध दर्शवते.
• चिन्हconvention महत्वाचे आहे:
• आपती प्रकाशाच्या दिशेने मोजलेली अंतरे सकारात्मक असतात.
• आपती प्रकाशाच्या विरुद्ध दिशेने मोजलेली अंतरे नकारात्मक असतात.
• अंतर्गोल आरसा:
• अंतर्गोल आरशाचा पृष्ठभाग आतून वक्र असतो, जो गोलाच्या आतील भागासारखा दिसतो.
• जेव्हा वस्तू नाभीय बिंदूच्या बाहेर असते तेव्हा तो वास्तव आणि उलटी प्रतिमा तयार करतो आणि जेव्हा वस्तू नाभीय बिंदूच्या आत असते तेव्हा आभासी आणि सरळ प्रतिमा तयार करतो.
• उपयोग: हेडलाइट्स, दाढीचे आरसे आणि खगोलशास्त्रीय दुर्बिणीमध्ये वापरले जाते.
• अंतर्गोल आरशाद्वारे प्रतिमा निर्मिती:
• जर वस्तू ठेवली असेल:
• वक्रता केंद्राच्या पलीकडे: प्रतिमा वास्तव, उलटी आणि लहान असते.
• वक्रता केंद्रावर: प्रतिमा वास्तव, उलटी आणि समान आकाराची असते.
• वक्रता केंद्र आणि नाभीच्या दरम्यान: प्रतिमा वास्तव, उलटी आणि मोठी असते.
• नाभीवर: प्रतिमा खूप मोठी असते आणि अनंत अंतरावर तयार होते.
• नाभी आणि ध्रुवाच्या दरम्यान: प्रतिमा आभासी, सरळ आणि मोठी असते.
• आरशांमधील चिन्ह convention:
• वस्तूचे अंतर (u): वास्तविक वस्तूंसाठी नेहमी नकारात्मक.
• प्रतिमेचे अंतर (v): वास्तविक प्रतिमांसाठी सकारात्मक आणि आभासी प्रतिमांसाठी नकारात्मक.
• नाभीय लांबी (f): अंतर्गोल आरशांसाठी नकारात्मक आणि बहिर्गोल आरशांसाठी सकारात्मक.
The correct answer is 20 cm.
Explanation & Key Takeaways:
• To solve this question, we use the mirror formula:
1/f = 1/v + 1/u, where:
• f is the focal length of the mirror.
• v is the distance of the image from the mirror.
• u is the distance of the object from the mirror.
• Given:
• v = 20 cm (image distance).
• u = -10 cm (object distance; negative because the object is placed on the same side as the reflecting surface).
• Using the formula:
• 1/f = 1/v + 1/u
• Substitute the values: 1/f = 1/20 + 1/(-10)
• 1/f = 1/20 - 1/10
• Find the LCM: 1/f = (1 - 2)/20 = -1/20
• Thus, f = -20 cm.
• The negative sign indicates that the focal length is on the same side as the object, confirming it is a concave mirror.
• Therefore, the focal length of the mirror is 20 cm.
Related Concepts:
• Mirror Formula:
• The formula 1/f = 1/v + 1/u is universally applicable for all mirrors (concave, convex, or plane).
• It relates the focal length (f), object distance (u), and image distance (v).
• Sign convention is crucial:
• Distances measured in the direction of the incident light are positive.
• Distances measured against the direction of the incident light are negative.
• Concave Mirror:
• A concave mirror has a reflecting surface that curves inward, resembling the interior of a sphere.
• It forms real, inverted images when the object is beyond the focal point and virtual, upright images when the object is inside the focal point.
• Applications: Used in headlights, shaving mirrors, and astronomical telescopes.
• Image Formation by Concave Mirrors:
• If the object is placed:
• Beyond the center of curvature: Image is real, inverted, and smaller.
• At the center of curvature: Image is real, inverted, and of the same size.
• Between the center of curvature and focus: Image is real, inverted, and magnified.
• At the focus: Image is highly magnified and formed at infinity.
• Between the focus and the pole: Image is virtual, upright, and magnified.
• Sign Conventions in Mirrors:
• Object distance (u): Always negative for real objects.
• Image distance (v): Positive for real images and negative for virtual images.
• Focal length (f): Negative for concave mirrors and positive for convex mirrors.