Question

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Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : The image is 100 cm in front of the mirror, inverted and four times as large / प्रतिबिंब दर्पण के सामने 100 सेमी पर, उल्टा और चार गुना बड़ा है

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Detailed Solution

सही उत्तर The image is 100 cm in front of the mirror, inverted and four times as large / प्रतिबिंब दर्पण के सामने 100 सेमी पर, उल्टा और चार गुना बड़ा है है।

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Question:

An object is placed $25\,\text{cm}$ in front of a concave mirror of radius of curvature $40\,\text{cm}$. Which statement correctly describes the image? / $40\,\text{सेमी}$ वक्रता त्रिज्या वाले अवतल दर्पण के सामने $25\,\text{सेमी}$ की दूरी पर एक वस्तु रखी है। कौन-सा कथन प्रतिबिंब का सही वर्णन करता है?

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The image is 50 cm in front of the mirror, erect and twice as large / प्रतिबिंब दर्पण के सामने 50 सेमी पर, सीधा और दोगुना बड़ा है
2.
The image is 100 cm behind the mirror, inverted and four times as large / प्रतिबिंब दर्पण के पीछे 100 सेमी पर, उल्टा और चार गुना बड़ा है
3.
The image is 33.3 cm in front of the mirror, inverted and 1.33 times as large / प्रतिबिंब दर्पण के सामने 33.3 सेमी पर, उल्टा और 1.33 गुना बड़ा है
4.
The image is 100 cm in front of the mirror, inverted and four times as large / प्रतिबिंब दर्पण के सामने 100 सेमी पर, उल्टा और चार गुना बड़ा है

Correct Answer: The image is 100 cm in front of the mirror, inverted and four times as large / प्रतिबिंब दर्पण के सामने 100 सेमी पर, उल्टा और चार गुना बड़ा है

With the Cartesian sign convention, $f=-20\,\text{cm}$ and $u=-25\,\text{cm}$, so $1/v=1/f-1/u=-1/20+1/25=-1/100$, giving $v=-100\,\text{cm}$ (100 cm in front, real). The magnification is $m=-v/u=-4$, i.e. inverted and four times as large. Taking $f$ as positive flips the image behind the mirror — the sign-convention trap. / कार्तीय चिह्न परिपाटी से $f=-20\,\text{सेमी}$ और $u=-25\,\text{सेमी}$, अतः $1/v=1/f-1/u=-1/20+1/25=-1/100$, जिससे $v=-100\,\text{सेमी}$ (सामने 100 सेमी, वास्तविक)। आवर्धन $m=-v/u=-4$ अर्थात् उल्टा और चार गुना बड़ा। $f$ को धनात्मक लेने पर प्रतिबिंब दर्पण के पीछे चला जाता है — यही चिह्न-परिपाटी की गलती है।

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