A curved surface APB of radius of curvature 10\,cm separates air (n₁ = 1) and a transparent material (n₂ = 4/3). A point object O is placed in air on the principal axis of the surface 20\,cm from the pole P. The surface is concave towards the rarer medium (center of curvature lies in air, R = -10\,cm). The distance of the image of O from P will be . / 10\,cm वक्रता त्रिज्या का एक वक्र पृष्ठ APB वायु (n₁ = 1) और एक पारदर्शी पदार्थ (n₂ = 4/3) को पृथक करता है। एक बिंदु वस्तु O को वायु में पृष्ठ के मुख्य अक्ष पर P से 20\,cm की दूरी पर रखा जाता है। पृष्ठ विरल माध्यम की ओर अवतल है (R = -10\,cm)। P से O के प्रतिबिंब की दूरी होगी।

16\,cm left of P in air / वायु में P से 16\,cm बाईं ओर

16\,cm right of P in material / माध्यम में P से 16\,cm दाईं ओर

20\,cm right of P in material / माध्यम में P से 20\,cm दाईं ओर

20\,cm left of P in air / वायु में P से 20\,cm बाईं ओर

Optics & Wave Phenomena Practice Questions (Q16-20) - Physics

CUET UG Physics 13 May 2025Shift 2

MCQ (Single Correct) +5 −1

Which of the following statements are correct?

(A) Total internal reflection occurs when a ray of light travels from a rarer transparent medium to a denser medium.

(B) In total internal reflection, the incident ray of light remains in the same medium after reflection.

(C) In total internal reflection, the angle of incidence inside the denser transparent medium is equal to the angle of reflection in the same medium.

(D) In total internal reflection inside a denser medium there is no angle of refraction.

Choose the correct answer from the options given below:

निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?

(A) पूर्ण आंतरिक परावर्तन तब होता है जब प्रकाश की किरण विरल पारदर्शी माध्यम से सघन माध्यम में गमन करती है।

(B) पूर्ण आंतरिक परावर्तन में, परावर्तन के पश्चात प्रकाश की आपतित किरण उसी माध्यम में रहती है।

(C) पूर्ण आंतरिक परावर्तन में, सघन पारदर्शी माध्यम के अंदर आपतन कोण उसी माध्यम में परावर्तन कोण के बराबर होता है।

(D) सघन माध्यम के अंदर पूर्ण आंतरिक परावर्तन में कोई अपवर्तन कोण नहीं होता है।

नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनिए:

(B) and (C) only केवल (B) और (C) (A) and (B) only केवल (A) और (B), (C) and (D) only केवल (B), (C) और (D) (C) and (D) only केवल (C) और (D)

Evaluating each statement regarding Total Internal Reflection (TIR):

Statement (A): TIR occurs strictly when light travels from an optically denser medium to an optically rarer medium at an angle exceeding the critical angle. Hence (A) is incorrect.
Statement (B): In TIR, $100\%$ of the incident optical energy is reflected back into the denser medium; none propagates into the second medium $\rightarrow$ (B) is correct.
Statement (C): TIR obeys the fundamental law of reflection ($i = r$) within the denser medium $\rightarrow$ (C) is correct.
Statement (D): Because no refracted ray enters the second medium, there is no refracted ray and hence no angle of refraction $\rightarrow$ (D) is correct.

Therefore, statements (B), (C) and (D) only are correct. Hence, option 3 is the correct answer.

पूर्ण आंतरिक परावर्तन (TIR) के कथनों का विश्लेषण:

कथन (A): पूर्ण आंतरिक परावर्तन केवल तभी होता है जब प्रकाश सघन से विरल माध्यम में प्रवेश करता है। अतः (A) गलत है।
कथन (B): पूर्ण आंतरिक परावर्तन में संपूर्ण प्रकाश उसी सघन माध्यम में वापस लौट आता है $\rightarrow$ (B) सही है।
कथन (C): परावर्तन के नियमानुसार आपतन कोण परावर्तन कोण के बराबर होता है ($i = r$) $\rightarrow$ (C) सही है।
कथन (D): चूँकि दूसरे माध्यम में कोई अपवर्तित किरण नहीं जाती, अतः कोई अपवर्तन कोण नहीं होता $\rightarrow$ (D) सही है।

अतः केवल (B), (C) और (D) सही हैं। अतः विकल्प 3 सही उत्तर है।

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CUET UG Physics 13 May 2025Shift 2

MCQ (Single Correct) +5 −1

If focal length of a concave lens is $50\,\text{cm}$, then the power of the lens would be:

यदि एक अवतल लेंस की फोकस दूरी $50\,\text{cm}$ है, तो लेंस की क्षमता होगी:

$+5\,\text{D}$ $+5\,\text{D}$ $-5\,\text{D}$ $-5\,\text{D}$ $+2\,\text{D}$ $+2\,\text{D}$ $-2\,\text{D}$ $-2\,\text{D}$

CUET UG Physics 16 May 2024Shift 3

MCQ (Single Correct) +5 −1

A curved surface $APB$ of radius of curvature $10\,\text{cm}$ separates air ($n_1 = 1$) and a transparent material ($n_2 = 4/3$). A point object $O$ is placed in air on the principal axis of the surface $20\,\text{cm}$ from the pole $P$. The surface is concave towards the rarer medium (center of curvature lies in air, $R = -10\,\text{cm}$). The distance of the image of $O$ from $P$ will be ____________.

$10\,\text{cm}$ वक्रता त्रिज्या का एक वक्र पृष्ठ $APB$ वायु ($n_1 = 1$) और एक पारदर्शी पदार्थ ($n_2 = 4/3$) को पृथक करता है। एक बिंदु वस्तु $O$ को वायु में पृष्ठ के मुख्य अक्ष पर $P$ से $20\,\text{cm}$ की दूरी पर रखा जाता है। पृष्ठ विरल माध्यम की ओर अवतल है ($R = -10\,\text{cm}$)। $P$ से $O$ के प्रतिबिंब की दूरी ___________ होगी।

$16\,\text{cm}$ left of $P$ in air वायु में $P$ से $16\,\text{cm}$ बाईं ओर $16\,\text{cm}$ right of $P$ in material माध्यम में $P$ से $16\,\text{cm}$ दाईं ओर $20\,\text{cm}$ right of $P$ in material माध्यम में $P$ से $20\,\text{cm}$ दाईं ओर $20\,\text{cm}$ left of $P$ in air वायु में $P$ से $20\,\text{cm}$ बाईं ओर

The formula for refraction at a spherical surface separating medium 1 ($n_1 = 1$) and medium 2 ($n_2 = 4/3$) is:

$$\frac{n_2}{v} - \frac{n_1}{u} = \frac{n_2 - n_1}{R}$$

According to Cartesian sign conventions:

Object distance $u = -20\,\text{cm}$
Radius of curvature $R = -10\,\text{cm}$ (center of curvature on the incident light side)
Refractive indices: $n_1 = 1$ (air) and $n_2 = 4/3$
Substituting these values:
$$\frac{4/3}{v} - \frac{1}{-20} = \frac{4/3 - 1}{-10}$$
$$\frac{4}{3v} + \frac{1}{20} = \frac{1/3}{-10} = -\frac{1}{30}$$
$$\frac{4}{3v} = -\frac{1}{30} - \frac{1}{20} = \frac{-2 - 3}{60} = -\frac{5}{60} = -\frac{1}{12}$$
$$\frac{1}{v} = -\frac{3}{4} \times \frac{1}{12} = -\frac{1}{16} \implies v = -16\,\text{cm}$$
The negative sign indicates a virtual image formed $16\,\text{cm}$ to the left of $P$ (in air).

Hence, option 1 is the correct answer.

गोलीय अपवर्तक पृष्ठ के सूत्र के अनुसार:

$$\frac{n_2}{v} - \frac{n_1}{u} = \frac{n_2 - n_1}{R}$$

चिह्न परिपाटी के अनुसार:
$u = -20\,\text{cm}$, $R = -10\,\text{cm}$, $n_1 = 1$, $n_2 = 4/3$
मान रखने पर:

$$\frac{4}{3v} - \frac{1}{-20} = \frac{4/3 - 1}{-10}$$ $$\frac{4}{3v} + \frac{1}{20} = -\frac{1}{30}$$ $$\frac{4}{3v} = -\frac{1}{30} - \frac{1}{20} = -\frac{5}{60} = -\frac{1}{12}$$ $$v = -16\,\text{cm}$$

ऋणात्मक चिह्न यह दर्शाता है कि आभासी प्रतिबिंब ध्रुव $P$ से $16\,\text{cm}$ बाईं ओर (वायु में) बनता है।

अतः विकल्प 1 सही उत्तर है।

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CUET UG Physics 16 May 2024Shift 3

MCQ (Single Correct) +5 −1

For fixed values of radii of curvature of a lens, the power of the lens will be _________________.

लेंस की वक्रता त्रिज्याओं के निश्चित मानों के लिए, लेंस की क्षमता __________ होगी।

$P \propto (\mu - 1)$ $P \propto (\mu - 1)$ $P \propto \mu^2$ $P \propto \mu^2$ $P \propto 1/\mu$ $P \propto 1/\mu$ $P \propto \mu^{-2}$ $P \propto \mu^{-2}$

CUET UG Physics 16 May 2024Shift 3

MCQ (Single Correct) +5 −1

The graph correctly representing the variation of image distance $v$ for a convex lens of focal length $f$ versus object distance $u$ is represented by a rectangular hyperbola having asymptotes at $u = f$ and $v = f$ (Option 2).

फोकस दूरी $f$ वाले उत्तल लेंस के लिए वस्तु दूरी $u$ के सापेक्ष प्रतिबिंब दूरी $v$ के विचरण का सही निरूपण करने वाला ग्राफ एक आयताकार अतिपरवलय (rectangular hyperbola) है जिसके अनंतस्पर्शी $u = f$ तथा $v = f$ हैं (विकल्प 2)।