परीक्षा अभ्यास

माटाका बाक्ला भित्ता (र छानो) तापका कुचालक हुन् र तिनले धेरै ताप थाम्छन्। गर्मीमा बाहिरको ताप भित्ता हुँदै सञ्चालन भएर भित्र पस्न धेरै लामो समय लाग्छ। त्यसैले तातो दिउँसोभरि कोठा शीतल रहन्छ। जाडोमा भित्रको न्यानो भित्ता हुँदै बिस्तारै मात्र बाहिर जाने भएकाले कोठा न्यानो रहन्छ।

पोर्सिलिन तापको कुचालक हो। त्यसैले चियाको ताप छिट्टै औँलासम्म पुग्दैन र कप समात्न सजिलो हुन्छ। चियाले पनि बिस्तारै ताप गुमाउने भएकाले चिया धेरै बेर तातो रहन्छ।

हल्का रङका लुगाले सूर्यको धेरैजसो विकिरण परावर्तन गर्छ र थोरै मात्र सोस्छ। त्यसैले शरीरसम्म कम ताप पुग्छ र शीतल महसुस हुन्छ। गाढा रङका लुगा भने बढी विकिरण सोसेर तात्छन्।

कोठाको तातो, प्रयोग भइसकेको हावा (हाम्रो सास, शरीर, चुलो र बत्तीबाट आएको) कम घनत्वको हुने भएकाले संवाहनबाट कोठाको माथितिर उठ्छ। यो तातो हावा माथिको भेन्टिलेटरबाट बाहिर निस्कन्छ र ताजा, चिसो हावा तलतिरका ढोका र झ्यालबाट भित्र आउँछ। यसरी कोठाभरि ताजा हावाको संवाहनिक धार चलिरहन्छ।

पारदर्शी प्लास्टिकबाट सूर्यको छोटो तरङ्ग लम्बाइको विकिरण (प्रकाश) हरितगृहभित्र छिर्छ। भित्रका माटो र बिरुवा यसलाई सोसेर तात्छन्। तातो माटो र बिरुवाले लामो तरङ्ग लम्बाइको विकिरण फाल्छन्। प्लास्टिकले यसलाई केही मात्र बाहिर जान दिन्छ र तातो हावालाई उडेर जानबाट पनि रोक्छ। त्यसैले ताप भित्रै थुनिन्छ र बिरुवाले चाहिने प्रकाश पनि पाउँछन्।

ताप ऊर्जा एउटा वस्तु वा ठाउँबाट अर्को वस्तु वा ठाउँमा, सधैँ बढी तातो (उच्च तापक्रम) बाट कम तातो (कम तापक्रम) तिर सर्ने प्रक्रियालाई तापको प्रसारण भनिन्छ। तापको प्रसारण तीन तरिकाले हुन्छ: सञ्चालन, संवाहन र विकिरण।

ठोस वस्तुमा कणहरू आफ्नो ठाउँ नछोडीकन एउटा कणबाट अर्को कणमा ताप सर्ने क्रियालाई सञ्चालन भनिन्छ। तातिएका कण बढी जोडले कम्पन गर्छन् र यो कम्पन (ताप) छेउका कणलाई दिन्छन्। उदाहरण: तातो चियामा राखेको धातुको चम्चाको बिँड तात्छ।

हावा चल्नुको कारण हावामा हुने संवाहन हो। दिउँसो सूर्यले जमिनलाई असमान रूपमा तताउँछ र जमिनले आफूमाथिको हावा तताउँछ। हावा तातेको ठाउँमा हावा फुकेर कम घनत्वको हुन्छ र माथि उठ्छ। यसले गर्दा त्यहाँ कम चापको क्षेत्र बन्छ। त्यसको ठाउँ लिन वरिपरिबाट चिसो, बढी घनत्वको (उच्च चापको) हावा आउँछ। उच्च चापबाट कम चापतिर हुने हावाको यही चाललाई बतास भनिन्छ। समुद्री हावा यसको एउटा उदाहरण हो: दिउँसो चिसो हावा समुद्रबाट तातो जमिनतिर चल्छ।

तरल वा ग्याँसमा त्यसका कण आफैँ चलेर ताप सर्ने क्रियालाई संवाहन भनिन्छ। तातिएको भाग कम घनत्वको भएर माथि उठ्छ र चिसो, बढी घनत्वको भाग त्यसको ठाउँ लिन तल झर्छ। यसरी संवाहनिक धार बन्छ।
उपयोग:

1. भाँडोमा पानी र अरू तरल संवाहनबाट तात्छन्।
2. रुम हिटर, पङ्खा र एयर कन्डिसनरले हावा घुमाएर पूरै कोठा तताउँछन् वा चिस्याउँछन्।
3. फ्रिजरले चिसाएको हावा तल झरोस् र तातो हावा त्यसतिर उठोस् भनेर धेरै रेफ्रिजरेटरमा फ्रिजर माथि राखिन्छ।
4. सिलिङनजिकको भेन्टिलेटरबाट कोठाको तातो, फोहोर हावा बाहिर निस्कन्छ।
5. तातो हावा वरपरको हावाभन्दा कम घनत्वको हुने भएकाले तातो हावाको बेलुन माथि उड्छ।
6. प्रकृतिमा संवाहनले गर्दा हावा चल्छ, समुद्री हावा र जमिनको हावा बन्छन् अनि बादल र पानी आउँछन्।

कुनै पदार्थरूपी माध्यमबिना विद्युत् चुम्बकीय तरङ्ग (मुख्यतया इन्फ्रारेड) का रूपमा ताप सर्ने क्रियालाई विकिरण भनिन्छ। विकिरण शून्य स्थानमा पनि प्रकाशको गतिमा हुन सक्छ।
उपयोग:

1. पृथ्वीले सूर्यबाट विकिरणद्वारा ताप र प्रकाश पाउँछ।
2. आगो वा हिटरको छेउमा बस्दा हामी विकिरणबाट ताप ताप्छौँ।
3. लुगा, अन्न र माछा घाममा सुकाइन्छ।
4. भित्र कालो रङ लगाइएका सोलार वाटर हिटर र सोलार कुकरले सूर्यको विकिरण सोस्छन्।
5. रेफ्रिजरेटरको पछाडिको कालो कन्डेन्सरले केही ताप विकिरणबाट फाल्छ।
6. हल्का रङका लुगाले कम विकिरण सोस्ने भएकाले गर्मीमा यस्ता लुगा लगाइन्छ।

प्रसारण हुन कुनै पदार्थरूपी माध्यम नचाहिने तरङ्गलाई विद्युत् चुम्बकीय तरङ्ग भनिन्छ। यस्ता तरङ्ग शून्य स्थानमा पनि प्रकाशको गति (3 × 10⁸ m/s) ले जान सक्छन्। विद्युत् चुम्बकीय तरङ्ग कम्पन गर्ने विद्युत् र चुम्बकीय क्षेत्रले बनेको हुन्छ।
उदाहरण (कुनै तीन): प्रकाश, इन्फ्रारेड किरण, रेडियो तरङ्ग, माइक्रोवेभ, अल्ट्राभायलेट किरण, एक्स-रे, गामा रे।

चित्र 7.10 जस्तै बिचबाट काटिएको थर्मसको चित्र बनाइन्छ र यी भागको नाम लेखिन्छ: बिर्को (कप), कुचालक बिर्को (डट्टा), काँचका दोहोरो भित्ता, शून्य स्थान, चाँदी जस्तो टल्किने सतह, तातो तरल, बाहिरी खोल र कुचालक आड।

हावामा भएका हरितगृह ग्याँसले (कार्बनडाइअक्साइड, पानीको बाफ, मिथेन, नाइट्रस अक्साइड, CFCs) पृथ्वीले फालेको लामो तरङ्ग लम्बाइको ताप विकिरणलाई सबै अन्तरिक्षमा जान नदिई सोसेर त्यसको एक भाग तल फर्काउँछ। यसरी पृथ्वीको सतह तात्ने प्रक्रियालाई हरितगृह प्रभाव भनिन्छ।
महत्त्व:

1. यसले पृथ्वीको औसत तापक्रम करिब 15 °C मा राख्छ। यो नभएको भए पृथ्वीको तापक्रम करिब −18 °C हुन्थ्यो र पृथ्वी जमेको हुन्थ्यो। त्यस्तो अवस्थामा जीवन मुस्किलले सम्भव हुन्थ्यो।
2. कृत्रिम हरितगृहमा बेमौसमी तरकारी उमारेर किसानहरूले राम्रो आम्दानी गर्छन्।
3. चिसो सहन नसक्ने बिरुवालाई हरितगृहमा जोगाउन सकिन्छ।
4. तातो ठाउँका बिरुवा चिसो देशमा पनि उमार्न सकिन्छ।

(हावामा हरितगृह ग्याँस थपिएर हरितगृह प्रभाव धेरै बलियो भएमा विश्वव्यापी उष्णता हुन्छ।)

गोलाकार ऐनाको केन्द्र (P) र वक्रताको केन्द्र (C) हुँदै जाने काल्पनिक सिधा रेखालाई प्रमुख अक्ष भनिन्छ।

प्रमुख अक्षसँग समानान्तर किरण कन्केभ ऐनाबाट परावर्तन भएपछि भेटिने वा कन्भेक्स ऐनाबाट परावर्तन भएपछि जहाँबाट आए जस्तो देखिने प्रमुख अक्षको बिन्दुलाई केन्द्रीकरण बिन्दु (F) भनिन्छ। यो बिन्दु ऐनाको केन्द्र र वक्रताको केन्द्रको ठिक बिचमा पर्छ।

गोलाकार ऐना जुन खोक्रो गोलाको भाग हो, त्यस गोलाको केन्द्रलाई वक्रताको केन्द्र भनिन्छ। यसलाई C ले जनाइन्छ।

गोलाकार ऐनाको केन्द्र (P) र केन्द्रीकरण बिन्दु (F) बिचको दुरीलाई केन्द्रीकरण दुरी भनिन्छ। यसलाई f ले जनाइन्छ र यसको SI एकाइ मिटर हो। केन्द्रीकरण दुरी वक्रताको अर्धव्यासको आधा हुन्छ ($f = R/2$)।

प्रमुख अक्षसँग समानान्तर प्रकाशका किरण कन्केभ ऐनामा पर्दा परावर्तन भएर एउटै बिन्दु, अर्थात् केन्द्रीकरण बिन्दुमा भेटिन्छन् (केन्द्रित हुन्छन्)। किरणलाई एक ठाउँमा ल्याउने भएकाले यसलाई केन्द्रीकरण ऐना भनिन्छ।

कन्केभ ऐना केन्द्रीकरण ऐना हो। सूर्यका किरण लगभग समानान्तर भएर आइपुग्छन् र ऐनाले ती सबैलाई एउटै बिन्दु, अर्थात् आफ्नो केन्द्रीकरण बिन्दुमा परावर्तन गर्छ। घामको ठुलो क्षेत्रफलको ताप त्यहाँ राखिएको भाँडोको सानो क्षेत्रफलमा जम्मा हुने भएकाले भाँडो खाना पकाउन पुग्ने गरी तात्छ।

कन्भेक्स ऐनाले सधैँ सुल्टो र वस्तुभन्दा सानो आकृति बनाउँछ। आकृति सानो हुने भएकाले पछाडिको सडकको लामो भाग र धेरै सवारीसहितको फराकिलो दृश्य सानो ऐनामा अटाउँछ। आकृति सुल्टो हुने भएकाले चालकहरूले पछाडिका सवारी सुल्टै देख्छन्।

परावर्तित किरण साँच्चै भेटिने ठाउँमा मात्र वास्तविक आकृति बन्छ। कन्भेक्स ऐनाले किरणलाई छर्छ (विकेन्द्रित गर्छ)। समतल ऐनाबाट परावर्तन भएका किरण पनि वस्तुबाट आए जस्तै फैलिँदै जान्छन्। दुवैमा परावर्तित किरण ऐनाको अगाडि कहिल्यै भेटिँदैनन्। ती ऐनाको पछाडि, जहाँ प्रकाश जाँदैन, भेटिए जस्तो मात्र देखिन्छन्। त्यसैले दुवैले सधैँ पर्दामा उतार्न नसकिने अवास्तविक आकृति बनाउँछन्।

कुनै सतहमा परेपछि प्रकाश सोही माध्यममा फर्केर आउने क्रियालाई प्रकाशको परावर्तन भनिन्छ। ऐनाजस्तो चिल्लो, टल्काइएको सतहले नियमित परावर्तन गरेर आकृति बनाउँछ भने खस्रो सतहले प्रकाशलाई सबैतिर छर्छ।

परावर्तन गर्ने सतह खोक्रो गोलाको एउटा भाग भएको ऐनालाई गोलाकार ऐना भनिन्छ। गोलाकार ऐना दुई किसिमका हुन्छन्: भित्री (खोक्रो) पट्टिबाट परावर्तन गर्ने कन्केभ ऐना र बाहिरी (उठेको) पट्टिबाट परावर्तन गर्ने कन्भेक्स ऐना।

आकृति वस्तु कहाँ छ भन्नेमा भर पर्छ, अर्थात् ऐनाको केन्द्रीकरण दुरीको तुलनामा ऐनाबाट वस्तुको दुरीमा (वस्तु अनन्तमा, C भन्दा पर, C मा, C र F का बिचमा, F मा वा F र P का बिचमा छ)। आकृति कहाँ बन्छ, वास्तविक हुन्छ कि अवास्तविक, सुल्टो हुन्छ कि उल्टो अनि वस्तुको तुलनामा कति ठुलो हुन्छ भन्ने कुरा वस्तुको स्थानबाटै तय हुन्छ।

कन्केभ ऐना। अनुहार यसको नजिक, केन्द्रीकरण बिन्दुभन्दा नजिक (F र P का बिचमा) राख्दा यसले अवास्तविक, सुल्टो र वस्तुभन्दा ठुलो आकृति बनाउँछ। त्यसैले अनुहार ठुलो र सुल्टो देखिन्छ र साना कुरा पनि सजिलै देखिन्छन्।

कन्भेक्स ऐना विकेन्द्रित ऐना हो। बल्बको पछाडि राख्दा यसले परावर्तन भएको प्रकाशलाई साँघुरो किरणपुञ्जमा पठाउनुको सट्टा सडकको फराकिलो भागमा छर्छ।

(i) C भन्दा पर: आकृति F र C का बिचमा बन्छ। यो वास्तविक, उल्टो र वस्तुभन्दा सानो हुन्छ।

(ii) अनन्तमा: समानान्तर किरण F मा भेटिन्छन्। आकृति वास्तविक, उल्टो र असाध्यै सानो (थोप्लो) हुन्छ।

(iii) C र F का बिचमा: आकृति C भन्दा पर बन्छ। यो वास्तविक, उल्टो र वस्तुभन्दा ठुलो हुन्छ।

हरेक चित्रमा तीनमध्ये कम्तीमा दुईओटा किरण कोर्नुपर्छ: समानान्तर आएर F हुँदै जाने, C हुँदै गएर फर्कने र F हुँदै आएर समानान्तर जाने।

ध्वनिको वेग ध्वनिमा होइन, ध्वनि जाने माध्यममा (र त्यसको तापक्रममा) मात्र भर पर्छ। कुनै माध्यममा $v = f \lambda$ स्थिर हुन्छ। त्यसैले आवृत्ति बढ्दा तरङ्ग लम्बाइ उही अनुपातमा घट्छ (र आवृत्ति घट्दा बढ्छ) र तिनको गुणनफल, अर्थात् वेग उही रहन्छ।

करिब 20 Hz देखि 20,000 Hz (20 kHz) सम्म। यस्तो ध्वनिलाई अडिबल ध्वनि भनिन्छ।

वेग = आवृत्ति × तरङ्ग लम्बाइ, $v = f \lambda$, जहाँ v m/s मा, f Hz मा र λ m मा हुन्छ। एक सेकेन्डमा λ लामा f ओटा तरङ्ग पार हुने भएकाले तरङ्ग हरेक सेकेन्ड f λ मिटर जान्छ।

चित्र 7.23 मा जस्तै हावाका कम्प्रेसन र रेयरफेक्सन कोरिन्छन्। तिनको मुनि तरङ्गलाई ग्राफका रूपमा कोरेर तरङ्ग लम्बाइ (दुई क्रेस्ट वा दुई कम्प्रेसनबिच), एम्प्लिच्युड, एउटा क्रेस्ट र एउटा ट्रफको नाम लेखिन्छ।

मानिसले सुन्न नसक्ने, 20 kHz भन्दा बढी आवृत्ति भएको ध्वनि तरङ्गलाई अल्ट्रासोनिक तरङ्ग (अल्ट्रासाउन्ड) भनिन्छ।
जनावर: चमेरो र डल्फिन (मुसा र केही किरा पनि)।

1. अल्ट्रासोनोग्राफी (USG) मा गर्भमा हुर्किँदै गरेको बच्चा हेर्न तथा भित्री अङ्गका पत्थरी, ट्युमर र रोग पत्ता लगाउन।
2. सोनारमा समुद्रको गहिराइ पत्ता लगाउन तथा माछाका बथान, डुबेका जहाज र पनडुब्बी खोज्न।
3. चिकित्साका औजार र गहना सफा गर्न र ब्याक्टेरिया मार्न अनि नचिरीकन मिर्गौलाको पत्थरी फुटाउन र केही ट्युमर नष्ट गर्न।

दुरी बढ्दै जाँदा ध्वनिको तीव्रता घट्छ। ध्वनि बाहिरतिर जाँदा यसको ऊर्जा झन् झन् ठुलो क्षेत्रफलमा फैलिन्छ। त्यसैले हरेक वर्ग मिटरबाट थोरै ऊर्जा मात्र पार हुन्छ। बाटोमा केही ऊर्जा हावाले सोस्छ र केही परावर्तन हुन्छ। यसरी टाढाको सुन्ने व्यक्तिको कानसम्म कम ध्वनि ऊर्जा पुग्ने भएकाले ध्वनि मधुरो सुनिन्छ।

असर: (कुनै दुई) सुनाइ कमजोर हुन्छ र बहिरोपन आउन सक्छ; रक्तचाप बढ्छ; टाउको दुख्ने, तनाव र निद्रा नलाग्ने समस्या हुन्छ; ध्यान दिन गाह्रो हुन्छ।

रोकथामका उपाय: (कुनै दुई) सडक र कारखानाका वरिपरि वृक्षारोपण गर्ने; सवारीमा साइलेन्सर जडान गर्ने र अनावश्यक हर्न नबजाउने; टिभी, रेडियो र लाउडस्पिकरको आवाज कम राख्ने; जनचेतना कार्यक्रम चलाउने।

v = 332 m/s, f = 10 Hz, λ = ?
$\lambda = \frac{v}{f} = \frac{332 \text{ m/s}}{10 \text{ Hz}} = 33.2 \text{ m}$
तरङ्ग लम्बाइ 33.2 m हुन्छ। (10 Hz को ध्वनि इन्फ्रा ध्वनि हो: यसलाई कसैले सुन्न सक्दैन।)

λ = 22 m, f = 15 Hz, v = ?
$v = f \lambda = 15 \text{ Hz} \times 22 \text{ m} = 330 \text{ m/s}$
वेग 330 m/s हुन्छ।

मानिसले 20 Hz देखि 20,000 Hz सम्म सुन्छ। सबैभन्दा उच्च आवृत्तिको तरङ्ग लम्बाइ सबैभन्दा छोटो हुन्छ।

सबैभन्दा छोटो तरङ्ग लम्बाइ सबैभन्दा उच्च आवृत्ति, 20,000 Hz बाट:
$\lambda = \frac{v}{f} = \frac{332}{20000} = 0.0166 \text{ m}$ (1.66 cm)
सबैभन्दा लामो तरङ्ग लम्बाइ सबैभन्दा कम आवृत्ति, 20 Hz बाट:
$\lambda = \frac{332}{20} = 16.6 \text{ m}$
त्यसैले मानिसले 0.0166 m देखि 16.6 m सम्म तरङ्ग लम्बाइ भएका ध्वनि तरङ्ग सुन्छ।

I = 2 × 10⁻⁵ W/m², A = 6 m²
$I = \frac{P}{A}$ बाट, $P = I \times A = 2 \times 10^{-5} \times 6 = 1.2 \times 10^{-4} \text{ W}$
शक्ति भनेको प्रति सेकेन्ड ऊर्जा हो। त्यसैले 1 सेकेन्डमा ध्वनिले त्यस क्षेत्रफलबाट 1.2 × 10⁻⁴ J ऊर्जा बोक्छ।