سرگرمی 4:

مقعر آئینے سے بننے والی تصاویر (Images Formed with Concave Mirror)

اکتسابی محاصل (Learning Outcomes)

طالب علم:

ہر صورت میں شے کا فاصلہ (Object Distance) اور خیال کا فاصلہ (Image Distance) ناپتا ہے۔

حقیقی (Real) اور مجازی (Virtual) تصاویر میں فرق کرتا ہے۔

مقصد (Aim)

مقعر آئینے سے بننے والی تصاویر کی اقسام کا مشاہدہ کرنا اور آئینے سے شے اور تصویر کے فاصلے کی پیمائش کرنا۔

درکار اشیاء(Material Required)

موم بتی (Candle) ‘ مقعر آئینہ (Concave Mirror) جس کی فوکل لمبائی معلوم ہو ‘V-Stand  ‘میٹر اسکیل (Meter Scale) ‘کاغذ (Paper)

تعارف (Introduction)

اگر شے مقعر آئینے کے سامنے لامحدود فاصلے (Infinity) پر ہو تو تصویر فوکل نقطہ (Focus) پر بنتی ہے۔

اگر شے مقعر آئینے کے قریب ہو تو تصویر فوکل نقطہ پر نہیں بنتی۔

تصویر کا فاصلہ، شے کے فاصلے پر منحصر ہوتا ہے۔

مختلف فاصلوں پر بننے والی تصاویر کی خصوصیات اور ان کے فاصلے معلوم کرنے کے لیے یہ سرگرمی کی جاتی ہے۔

قانون (Law)

1. زاویۂ وقوع = زاویۂ انعکاس

<i=<r

2. وارد شعاع (Incident Ray)، منعکس شعاع (Reflected Ray) اور عمود (Normal) ایک ہی سطح (Plane) میں ہوتے ہیں۔

3. آئینہ فارمولا:

1/f=1/v +1/u

جہاں:

f = فوکل لمبائی (Focal Length)

u = شے کا فاصلہ (Object Distance)

v = تصویر کا فاصلہ (Image Distance)

احتیاطی تدابیر (Precautions)

1. ہر صورت میں اس بات کا خیال رکھیں کہ موم بتی کی لو مرکزی محور (Principal Axis) سے اوپر ہو اور تصویر حاصل کرنے والا کاغذ محور کے نیچے ہو۔

2. مشاہدات درج کرنے سے پہلے کاغذ پر واضح اور تیز (Sharp) تصویر حاصل کریں۔

3. تمام فاصلوں کو احتیاط سے میٹر اسکیل کی مدد سے ناپیں۔

4. مقعر آئینے کو مضبوطی سے V-Stand پر نصب کریں۔

5. موم بتی کو سیدھا رکھیں تاکہ درست تصویر حاصل ہو سکے۔

. تمام صورتوں میں شے کا فاصلہ اور تصویر کا فاصلہ Parallax Error کے بغیر درست طور پر ناپیں۔

4. آئینے کی پوزیشن ہرگز تبدیل نہ کریں۔ ہر بار صرف موم بتی (شے) کی پوزیشن تبدیل کریں۔

5. تصویر کا فاصلہ ناپنے سے پہلے اسکرین پر واضح اور تیز تصویر حاصل کرلیں

طریقۂ کار (Procedure)

1. معلوم فوکل لمبائی والے مقعر آئینے کو V-Stand پر نصب کریں۔

2. آئینے کے مرکزی محور (Principal Axis) کے ساتھ زمین پر ایک میٹر اسکیل رکھیں۔

3. آئینے کے سامنے تقریباً 100 سینٹی میٹر کے فاصلے پر ایک جلتی ہوئی موم بتی رکھیں۔ (یہ فاصلہ آئینے کے مرکزِ انحنا (Radius of Curvature) سے زیادہ ہونا چاہیے۔)

4. کاغذ (اسکرین) کو آئینے اور موم بتی کے درمیان حرکت دے کر واضح اور تیز تصویر حاصل کرنے کی کوشش کریں۔

5. جدول نمبر 1 میں شے کا فاصلہ (Object Distance)، تصویر کا فاصلہ (Image Distance) اور تصویر کی خصوصیات درج کریں۔

6. اسی سرگرمی کو مختلف فاصلوں پر دہرائیں اور شے کا فاصلہ 100 سینٹی میٹر سے 10 سینٹی میٹر تک تبدیل کریں۔

7. کم از کم ایک بار شے کو آئینے کی فوکل لمبائی سے کم فاصلے پر رکھیں۔ اس صورت میں تصویر اسکرین پر حاصل نہیں ہوگی، بلکہ آئینے میں نظر آئے گی۔ اس تصویر کی خصوصیات بھی نوٹ کریں۔

8. جدول نمبر 1 میں درج مشاہدات کو درجہ بندی کرکے جدول نمبر 2 میں مناسب خانوں میں لکھیں۔

نوٹ: اگر شے کو فوکل نقطہ (Focus) پر رکھا جائے تو ممکن ہے کوئی تصویر حاصل نہ ہو۔ ایسی صورت میں بھی اپنے مشاہدات کو نوٹ کریں۔

نتائج (Result)

1. جب شے آئینے اور فوکل نقطہ (F) کے درمیان ہو تو مجازی (Virtual) تصویر بنتی ہے، اور یہی واحد سیدھی (Erect) تصویر ہوتی ہے۔

2. دیگر تمام حالتوں میں عموماً حقیقی (Real) اور الٹی (Inverted) تصویر بنتی ہے۔

3. جب شے فوکل نقطہ (F) پر ہو تو تصویر حاصل نہیں ہوتی۔

4. اگر شے مرکزِ انحنا (C) سے باہر ہو تو چھوٹی (Diminished) تصویر بنتی ہے۔

5. اگر شے مرکزِ انحنا (C) پر ہو تو تصویر کا سائز شے کے سائز کے برابر ہوتا ہے۔

نتیجہ (Conclusion)

1. جیسے جیسے شے لامحدود فاصلے (Infinity) سے فوکل نقطہ (F) کی طرف آتی ہے، تصویر فوکل نقطہ سے دور ہوتی ہوئی لامحدود فاصلے تک چلی جاتی ہے۔

2. اگر شے لامحدود فاصلے پر ہو تو مقعر آئینہ تصویر فوکس (F) پر بناتا ہے، اور اگر شے فوکس (F) پر ہو تو مقعر آئینہ تصویر نہیں بناتا۔ اس صورت میں عام طور پر کہا جاتا ہے کہ تصویر لامحدود فاصلے پر بنتی ہے۔ غور کریں کہ یہ لامحدود فاصلہ آئینے کے اندر تصور کیا جائے گا یا آئینے کے باہر؟

متبادل سرگرمیاں / توسیعی سرگرمیاں

1. اگر آپ کو نامعلوم فوکل لمبائی والا مقعر آئینہ دیا جائے تو کیا آپ اس سرگرمی کی مدد سے اس کی فوکل لمبائی معلوم کر سکتے ہیں؟ کیسے؟ کوشش کریں۔

2. یہی سرگرمی معلوم فوکل لمبائی والے محدب آئینے (Convex Mirror) کے ساتھ کریں۔ آپ کو کیا نتائج حاصل ہوتے ہیں؟

اعلیٰ سطحی فکری سوالات (Higher Order Thinking Questions)

1. اگر شے لامحدود فاصلے پر ہو تو مقعر آئینہ تصویر فوکس پر بناتا ہے۔ جب شے کا فاصلہ آہستہ آہستہ لامحدود فاصلے سے کم ہو کر فوکل لمبائی تک آتا ہے تو تصویر کے فاصلے میں کیا تبدیلی نظر آتی ہے؟

جواب:

جیسے جیسے شے فوکس کی طرف بڑھتی ہے، تصویر کا فاصلہ بھی بڑھتا جاتا ہے۔ ابتدا میں تصویر فوکس پر بنتی ہے، پھر فوکس اور مرکزِ انحنا کے درمیان، اس کے بعد مرکزِ انحنا سے آگے بنتی ہے، اور آخرکار جب شے فوکس پر پہنچتی ہے تو تصویر لامحدود فاصلے پر چلی جاتی ہے۔