Light, Sound and Electricity

Light travels at about three hundred million metres per second and needs no medium, while sound travels at about 343 metres per second in air and cannot travel through a vacuum. Electricity questions rest on Ohm's law, which states that voltage equals current times resistance.

Mirrors and lenses

Short sight, or myopia, is corrected by a concave lens, and long sight by a convex lens. The rainbow is formed by dispersion and internal reflection of sunlight in water droplets.

Sound

• Sound requires a material medium and travels fastest in solids, slower in liquids and slowest in gases.
• It cannot travel through a vacuum, which is why space is silent.
• Audible range for humans is about 20 to 20000 hertz.
• Sound above 20000 hertz is ultrasonic and below 20 hertz is infrasonic.
• An echo is heard when the reflecting surface is far enough away.

Electricity

Ohm's law: V = I x R, where V is voltage, I is current and R is resistance

Domestic supply in India is alternating current at about 220 volts and 50 hertz. The fuse is always connected in the live wire, so that the circuit breaks before current reaches the appliance. Units of electrical energy are billed in kilowatt hours.

Everyday optical effects

Several familiar effects come from refraction. A stick partly in water looks bent, a coin in a bowl appears raised, and stars twinkle because the atmosphere refracts their light unevenly. Planets do not twinkle because they are close enough to appear as small discs rather than points. The blue colour of the sky and the red of the setting sun both come from the scattering of sunlight, with shorter blue wavelengths scattered most strongly. These effect-and-cause pairs are asked directly and are worth learning as a short list.

Solved examples

Example 1. Which mirror is used as a rear-view mirror in vehicles? A convex mirror, because it gives a wider field of view.

Example 2. Which lens corrects myopia? A concave lens.

Example 3. State Ohm's law. Voltage equals current times resistance.

Example 4. In which wire is a fuse connected? In the live wire.

Traps SSC repeats

✗ Sound travels fastest in air  |  ✓ It travels fastest in solids and cannot travel in a vacuum

✗ Myopia is corrected by a convex lens  |  ✓ Myopia needs a concave lens; a convex lens corrects long sight

Frequently Asked Questions

Which mirror is used in vehicle rear-view mirrors?

A convex mirror, because it always forms a small upright image and covers a wider field of view than a plane mirror would.

Which lens is used to correct short sight?

A concave lens, which diverges light so that the image forms on the retina rather than in front of it. Long sight is corrected using a convex lens.

Why can sound not travel through a vacuum?

Because sound is a mechanical wave and needs particles of a medium to transmit vibrations. Light, being an electromagnetic wave, needs no medium.

Why is a fuse connected in the live wire?

So that the circuit is broken before the current reaches the appliance when an excessive current flows, which keeps the appliance and the user safe.

प्रकाश, ध्वनि और विद्युत

प्रकाश लगभग तीस करोड़ मीटर प्रति सेकंड की चाल से चलता है और उसे किसी माध्यम की ज़रूरत नहीं होती, जबकि ध्वनि हवा में लगभग 343 मीटर प्रति सेकंड चलती है और निर्वात से नहीं गुज़र सकती। विद्युत के सवाल Ohm's law पर टिके रहते हैं, जिसके अनुसार वोल्टेज बराबर होता है धारा गुणा प्रतिरोध।

दर्पण और लेंस

निकट दृष्टि दोष यानी myopia अवतल लेंस से ठीक होता है, और दूर दृष्टि दोष उत्तल लेंस से। इंद्रधनुष पानी की बूँदों में सूर्य के प्रकाश के विक्षेपण और आंतरिक परावर्तन से बनता है।

ध्वनि

• ध्वनि को भौतिक माध्यम चाहिए और वह ठोस में सबसे तेज़, द्रव में उससे धीमी और गैस में सबसे धीमी चलती है।
• यह निर्वात से नहीं गुज़र सकती, इसीलिए अंतरिक्ष में सन्नाटा रहता है।
• मनुष्य की श्रव्य सीमा लगभग 20 से 20000 hertz है।
• 20000 hertz से ऊपर की ध्वनि ultrasonic और 20 hertz से नीचे की infrasonic कहलाती है।
• परावर्तक सतह पर्याप्त दूर हो तो प्रतिध्वनि सुनाई देती है।

विद्युत

Ohm's law: V = I x R, जहाँ V वोल्टेज है, I धारा है और R प्रतिरोध

भारत में घरेलू आपूर्ति प्रत्यावर्ती धारा है, लगभग 220 volt और 50 hertz पर। Fuse हमेशा live wire में लगाया जाता है, ताकि धारा उपकरण तक पहुँचने से पहले ही circuit टूट जाए। विद्युत ऊर्जा का बिल kilowatt hour में बनता है।

रोज़मर्रा के प्रकाशिक प्रभाव

कई जानी-पहचानी घटनाएँ अपवर्तन से होती हैं। पानी में आधी डूबी छड़ मुड़ी हुई दिखती है, कटोरे में रखा सिक्का ऊपर उठा हुआ लगता है, और तारे इसलिए टिमटिमाते हैं क्योंकि वायुमंडल उनके प्रकाश को असमान रूप से मोड़ता है। ग्रह नहीं टिमटिमाते, क्योंकि वे इतने पास हैं कि बिंदु नहीं बल्कि छोटी चकती जैसे दिखते हैं। आसमान का नीला रंग और डूबते सूरज का लाल रंग, दोनों सूर्य के प्रकाश के प्रकीर्णन से आते हैं, जिसमें छोटी नीली तरंगदैर्ध्य सबसे ज़्यादा प्रकीर्ण होती है। ये कारण और प्रभाव की जोड़ियाँ सीधे पूछी जाती हैं, इसलिए इन्हें एक छोटी सूची की तरह याद कर लेना ठीक रहता है।

हल किए गए उदाहरण

उदाहरण 1. वाहनों में पीछे देखने के लिए कौन-सा दर्पण लगाया जाता है? उत्तल दर्पण, क्योंकि यह ज़्यादा चौड़ा दृश्य क्षेत्र देता है।

उदाहरण 2. Myopia किस लेंस से ठीक होता है? अवतल लेंस से।

उदाहरण 3. Ohm's law बताइए। वोल्टेज बराबर धारा गुणा प्रतिरोध।

उदाहरण 4. Fuse किस तार में लगाया जाता है? Live wire में।

SSC के दोहराए जाने वाले जाल

✗ ध्वनि हवा में सबसे तेज़ चलती है  |  ✓ वह ठोस में सबसे तेज़ चलती है और निर्वात में चल ही नहीं सकती

✗ Myopia उत्तल लेंस से ठीक होता है  |  ✓ Myopia में अवतल लेंस चाहिए; उत्तल लेंस दूर दृष्टि दोष ठीक करता है

Frequently Asked Questions

वाहनों के पीछे देखने वाले दर्पण में कौन-सा दर्पण लगता है?

उत्तल दर्पण, क्योंकि यह हमेशा छोटा और सीधा प्रतिबिंब बनाता है और समतल दर्पण के मुकाबले कहीं ज़्यादा चौड़ा दृश्य क्षेत्र देता है, जिससे चालक को पीछे का बड़ा हिस्सा एक साथ दिख जाता है।

निकट दृष्टि दोष किस लेंस से ठीक किया जाता है?

अवतल लेंस से, जो प्रकाश को फैलाता है ताकि प्रतिबिंब retina के आगे नहीं बल्कि ठीक retina पर बने। दूर दृष्टि दोष इसके उलट उत्तल लेंस से ठीक किया जाता है, और SSC इन्हीं दोनों को आपस में बदल देता है।

ध्वनि निर्वात से क्यों नहीं गुज़र सकती?

क्योंकि ध्वनि एक यांत्रिक तरंग है और कंपन आगे पहुँचाने के लिए उसे माध्यम के कणों की ज़रूरत होती है। प्रकाश विद्युतचुंबकीय तरंग है, इसलिए उसे किसी माध्यम की ज़रूरत नहीं होती और वह निर्वात से भी गुज़र जाता है।

Fuse को live wire में क्यों लगाया जाता है?

ताकि ज़रूरत से ज़्यादा धारा बहने पर वह धारा उपकरण तक पहुँचने से पहले ही circuit टूट जाए। इससे उपकरण जलने से बच जाता है और उपयोग करने वाले की सुरक्षा भी बनी रहती है।