लेंस उदाहरण। ऑप्टिकल लेंस (भौतिकी): परिभाषा, विवरण, सूत्र और समाधान। प्रकाश और प्रक्षेपण उपकरण। सर्चलाइटों

लेंस। ऑप्टिकल डिवाइस

लेंसएक पारदर्शी पिंड कहा जाता है, जो दो घुमावदार सतहों से घिरा होता है।

लेंस कहा जाता है पतला, यदि इसकी मोटाई इसकी सतहों की वक्रता त्रिज्या से बहुत कम है।

लेंस सतहों के वक्रता केंद्रों से गुजरने वाली सीधी रेखा को लेंस का मुख्य ऑप्टिकल अक्ष कहा जाता है। यदि लेंस की सतहों में से एक समतल है, तो ऑप्टिकल अक्ष इसके लंबवत चलता है (चित्र 1)।

पतले लेंस का वह बिंदु जहाँ से किरणें अपनी दिशा बदले बिना गुजरती हैं, कहलाती हैं ऑप्टिकल केंद्रलेंस। मुख्य ऑप्टिकल अक्ष ऑप्टिकल केंद्र से होकर गुजरता है।

लेंस के प्रकाशिक केंद्र से गुजरने वाली कोई अन्य सीधी रेखा कहलाती है द्वितीयक अक्षलेंस। वह बिंदु जिस पर प्रकाश की किरणें मुख्य प्रकाशीय अक्ष के समानांतर चलती हुई अभिसरित होती हैं, कहलाती हैं केंद्र.

मुख्य प्रकाशिक अक्ष के लंबवत फोकस से गुजरने वाले तल को कहते हैं फोकल प्लेन.

पतला लेंस सूत्र (चित्र 2):

सूत्र में (1), मात्रा एक 1 , एक 2 , आर 1 और आर 2 को सकारात्मक माना जाता है यदि लेंस के ऑप्टिकल केंद्र से उनके पढ़ने की दिशा प्रकाश के प्रसार की दिशा के साथ मेल खाती है; अन्यथा, इन मूल्यों को नकारात्मक माना जाता है।

लेंस कई का मुख्य तत्व हैं ऑप्टिकल उपकरण.

आंख, उदाहरण के लिए, एक ऑप्टिकल उपकरण है, जहां कॉर्निया और लेंस लेंस के रूप में कार्य करते हैं, और वस्तु की छवि आंख के रेटिना पर प्राप्त की जाती है।

देखने का नज़रियासे गुजरने वाली किरणों द्वारा निर्मित कोण कहलाता है चरम बिंदुआंख के लेंस के ऑप्टिकल केंद्र के माध्यम से वस्तु या उसकी छवि।

कई ऑप्टिकल उपकरणों को स्क्रीन पर, प्रकाश के प्रति संवेदनशील फिल्मों पर, या आंखों में वस्तुओं की छवियों को प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

ऑप्टिकल डिवाइस का स्पष्ट आवर्धन:

किसी ऑप्टिकल उपकरण में वस्तु (ऑब्जेक्ट) का सामना करने वाले लेंस को लेंस कहा जाता है; आँख के सामने वाले लेंस को नेत्रिका कहते हैं। तकनीकी उपकरणों में, उद्देश्य और ऐपिस में कई लेंस होते हैं। यह छवियों में त्रुटियों को आंशिक रूप से समाप्त करता है।

आवर्धक आवर्धन (चित्र 3):

फोकस दूरी के व्युत्क्रम को कहते हैं ऑप्टिकल पावरलेंस: पर = 1/एफ. लेंस की प्रकाशिक शक्ति की इकाई डायोप्टर है ( डी) 1 मीटर की फोकल लंबाई वाले लेंस की ऑप्टिकल शक्ति के बराबर।

दो पतले लेंसों को एक साथ रखने की ऑप्टिकल शक्ति उनकी ऑप्टिकल शक्तियों के योग के बराबर होती है।

लेंस दो गोलाकार सतहों से घिरे एक पारदर्शी शरीर को कहा जाता है। यदि लेंस की मोटाई गोलाकार सतहों की वक्रता त्रिज्या की तुलना में छोटी है, तो लेंस कहलाता है पतला .

लेंस लगभग सभी ऑप्टिकल उपकरणों का हिस्सा हैं। लेंस हैं सभा तथा बिखरने . बीच में अभिसारी लेंस किनारों की तुलना में मोटा होता है, अपसारी लेंस, इसके विपरीत, मध्य भाग में पतला होता है (चित्र 3.3.1)।

वक्रता केंद्रों से गुजरने वाली सीधी रेखा हे 1 और हे 2 गोलाकार सतहें, जिन्हें कहा जाता है मुख्य ऑप्टिकल अक्ष लेंस। पतले लेंस के मामले में, हम लगभग यह मान सकते हैं कि मुख्य प्रकाशीय अक्ष लेंस के साथ एक बिंदु पर प्रतिच्छेद करता है, जिसे सामान्यतः कहा जाता है ऑप्टिकल केंद्र लेंस हे. प्रकाश की किरण लेंस के प्रकाशिक केंद्र से बिना उसकी मूल दिशा से विचलित हुए गुजरती है। प्रकाशिक केंद्र से गुजरने वाली सभी रेखाएं कहलाती हैं पार्श्व ऑप्टिकल कुल्हाड़ियों .

यदि मुख्य प्रकाशीय अक्ष के समानांतर किरणों का एक पुंज लेंस की ओर निर्देशित होता है, तो लेंस से गुजरने के बाद किरणें (या उनकी निरंतरता) एक बिंदु पर एकत्रित होंगी एफ, जिसे कहा जाता है मुख्य फोकस लेंस। एक पतले लेंस में लेंस के सापेक्ष मुख्य ऑप्टिकल अक्ष पर सममित रूप से स्थित दो मुख्य फोकस होते हैं। अभिसारी लेंस में वास्तविक foci होता है, अपसारी लेंस में काल्पनिक foci होता है। लेंस के माध्यम से गुजरने के बाद, माध्यमिक ऑप्टिकल अक्षों में से एक के समानांतर किरणों की किरणें भी एक बिंदु पर केंद्रित होती हैं एफ", जो पार्श्व अक्ष के चौराहे पर स्थित है फोकल प्लेन एफ, अर्थात्, मुख्य प्रकाशीय अक्ष के लंबवत और मुख्य फोकस से गुजरने वाला एक तल (चित्र 3.3.2)। लेंस के प्रकाशिक केंद्र के बीच की दूरी हेऔर मुख्य फोकस एफफोकल लंबाई कहा जाता है। यह उसी द्वारा निरूपित किया जाता है एफ.

लेंस की मुख्य संपत्ति देने की क्षमता है वस्तुओं की छवियां . छवियां हैं प्रत्यक्ष तथा उल्टा , वैध तथा काल्पनिक , पर बढ़ाया तथा कम किया हुआ .

छवि की स्थिति और उसकी प्रकृति को ज्यामितीय निर्माणों का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, कुछ मानक किरणों के गुणों का उपयोग करें, जिनके पाठ्यक्रम को जाना जाता है। ये ऑप्टिकल केंद्र या लेंस के किसी एक फ़ॉसी से गुजरने वाली किरणें हैं, साथ ही मुख्य या द्वितीयक ऑप्टिकल कुल्हाड़ियों में से एक के समानांतर किरणें हैं। ऐसे निर्माणों के उदाहरण अंजीर में दिखाए गए हैं। 3.3.3 और 3.3.4।

ध्यान दें कि अंजीर में प्रयुक्त कुछ मानक बीम। इमेजिंग के लिए 3.3.3 और 3.3.4 लेंस से नहीं गुजरते हैं। ये किरणें वास्तव में छवि के निर्माण में भाग नहीं लेती हैं, लेकिन इनका उपयोग निर्माण के लिए किया जा सकता है।

छवि की स्थिति और उसकी प्रकृति (वास्तविक या काल्पनिक) की गणना भी का उपयोग करके की जा सकती है पतले लेंस सूत्र . यदि वस्तु से लेंस की दूरी को द्वारा निरूपित किया जाता है डी, और लेंस से छवि तक की दूरी एफ, तो पतले लेंस सूत्र को इस प्रकार लिखा जा सकता है:

मूल्य डीफोकल लंबाई के पारस्परिक। बुलाया ऑप्टिकल पावर लेंस। प्रकाशिक शक्ति की इकाई है डायोप्टर (डीपीटीआर)। डायोप्टर - 1 मीटर की फोकल लंबाई वाले लेंस की ऑप्टिकल शक्ति:

पतले लेंस का सूत्र गोलीय दर्पण के समान होता है। यह अंजीर में त्रिभुजों की समानता से पैराएक्सियल किरणों के लिए प्राप्त किया जा सकता है। 3.3.3 या 3.3.4।

यह लेंस की फोकल लंबाई को विशेषता देने के लिए प्रथागत है कुछ संकेत: अभिसारी लेंस के लिए एफ> 0, बिखरने के लिए एफ < 0.

मात्रा डीतथा एफके अधीन भी निश्चित नियमसंकेत:

डी> 0 और एफ> 0 - वास्तविक वस्तुओं के लिए (अर्थात, वास्तविक प्रकाश स्रोत, और लेंस के पीछे परिवर्तित होने वाली किरणों की निरंतरता नहीं) और छवियां;

डी < 0 и एफ < 0 - для мнимых источников и изображений.

अंजीर में दिखाए गए मामले के लिए। 3.3.3, हमारे पास है: एफ> 0 (अभिसारी लेंस), डी = 3एफ> 0 (असली वस्तु)।

पतले लेंस सूत्र के अनुसार, हम प्राप्त करते हैं: तो छवि वास्तविक है।

छवि में दिखाये गये मामले में। 3.3.4, एफ < 0 (линза рассеивающая), डी = 2|एफ| > 0 (असली वस्तु), अर्थात् प्रतिबिम्ब काल्पनिक है।

लेंस के संबंध में वस्तु की स्थिति के आधार पर, छवि के रैखिक आयाम बदलते हैं। रैखिक ज़ूम लेंस छवि के रैखिक आयामों का अनुपात है एच"और विषय एच. आकार एच", जैसा कि गोलाकार दर्पण के मामले में होता है, इस पर निर्भर करते हुए कि छवि सीधी है या उलटी है, प्लस या माइनस चिह्न निर्दिष्ट करना सुविधाजनक है। मूल्य एचहमेशा सकारात्मक माना जाता है। इसलिए, सीधे छवियों के लिए Γ > 0, उल्टे छवियों के लिए< 0. Из подобия треугольников на рис. 3.3.3 и 3.3.4 легко получить формулу для линейного увеличения тонкой линзы:

अभिसारी लेंस के साथ विचार किए गए उदाहरण में (चित्र। 3.3.3): डी = 3एफ > 0, , फलस्वरूप, - छवि उलटी और 2 गुना कम हो जाती है।

अपसारी लेंस उदाहरण में (चित्र 3.3.4): डी = 2|एफ| > 0, ; इसलिए, छवि सीधी है और 3 गुना कम हो गई है।

ऑप्टिकल पावर डीलेंस वक्रता की दोनों त्रिज्याओं पर निर्भर करता है आर 1 और आरइसकी गोलाकार सतहों में से 2, और अपवर्तक सूचकांक पर एनवह सामग्री जिससे लेंस बनाया जाता है। प्रकाशिकी पाठ्यक्रमों में, निम्नलिखित सूत्र सिद्ध होता है:

उत्तल सतह की वक्रता त्रिज्या को सकारात्मक माना जाता है, और अवतल सतह की ऋणात्मक होती है। इस सूत्र का उपयोग किसी दी गई ऑप्टिकल शक्ति के साथ लेंस के निर्माण में किया जाता है।

कई ऑप्टिकल उपकरणों में, प्रकाश क्रमिक रूप से दो या दो से अधिक लेंसों से होकर गुजरता है। पहले लेंस द्वारा दिया गया वस्तु का प्रतिबिम्ब दूसरे लेंस के लिए वस्तु (वास्तविक या काल्पनिक) के रूप में कार्य करता है, जिससे वस्तु का दूसरा प्रतिबिम्ब बनता है। यह दूसरी छवि वास्तविक या काल्पनिक भी हो सकती है। दो पतले लेंसों के एक ऑप्टिकल सिस्टम की गणना लेंस सूत्र को दो बार, दूरी के साथ लागू करने के लिए कम की जाती है डी 2 पहली छवि से दूसरे लेंस तक मान के बराबर सेट किया जाना चाहिए मैं - एफ 1 , जहां मैंलेंस के बीच की दूरी है। लेंस सूत्र से परिकलित मान एफ 2 दूसरी छवि और उसके चरित्र की स्थिति निर्धारित करता है ( एफ 2 > 0 - वास्तविक प्रतिबिम्ब, एफ 2 < 0 - мнимое). Общее линейное увеличение Γ системы из двух линз равно произведению линейных увеличений обеих линз: Γ = Γ 1 · Γ 2 . Если предмет или его изображение находятся в бесконечности, то линейное увеличение утрачивает смысл, изменяются только угловые расстояния.

एक विशेष मामला दो लेंसों की प्रणाली में किरणों का दूरबीन पथ है, जब वस्तु और दूसरी छवि दोनों अनंत पर होती हैं। लंबी दूरी. स्पॉटिंग स्कोप में किरणों का टेलीस्कोपिक पथ साकार होता है - केप्लर खगोलीय ट्यूब तथा गैलीलियो की पृथ्वी नली .

पतले लेंस के कई नुकसान हैं जो उच्च-गुणवत्ता वाली छवियां प्राप्त करने की अनुमति नहीं देते हैं। छवि निर्माण के दौरान होने वाली विकृतियों को कहा जाता है aberrations . मुख्य हैं गोलाकार तथा रंगीन विपथन। गोलाकार विपथनस्वयं को इस तथ्य में प्रकट करता है कि विस्तृत प्रकाश पुंजों के मामले में, ऑप्टिकल अक्ष से दूर किरणें इसे फोकस से बाहर कर देती हैं। पतला लेंस सूत्र केवल ऑप्टिकल अक्ष के करीब किरणों के लिए मान्य है। एक लेंस द्वारा अपवर्तित किरणों की एक विस्तृत किरण द्वारा निर्मित दूर बिंदु स्रोत की छवि धुंधली होती है।

रंगीन विपथन इसलिए होता है क्योंकि लेंस सामग्री का अपवर्तनांक प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। पारदर्शी माध्यम के इस गुण को परिक्षेपण कहते हैं। लेंस की फोकस दूरी किसके साथ प्रकाश के लिए भिन्न होती है अलग लंबाईतरंगें, जो गैर-मोनोक्रोमैटिक प्रकाश का उपयोग करते समय छवि को धुंधला करती हैं।

आधुनिक ऑप्टिकल उपकरणों का उपयोग नहीं करते पतले लेंस, लेकिन जटिल मल्टीलेंस सिस्टम जिसमें विभिन्न विपथन को लगभग समाप्त किया जा सकता है।

अभिसारी लेंस द्वारा किसी वस्तु की वास्तविक छवि का निर्माण कई ऑप्टिकल उपकरणों, जैसे कैमरा, प्रोजेक्टर आदि में किया जाता है।

कैमरा एक बंद प्रकाश-तंग कक्ष है। फोटोग्राफ की गई वस्तुओं की छवि फोटोग्राफिक फिल्म पर एक लेंस सिस्टम द्वारा बनाई जाती है जिसे कहा जाता है लेंस . एक विशेष शटर आपको एक्सपोज़र के दौरान लेंस खोलने की अनुमति देता है।

कैमरे के संचालन की एक विशेषता यह है कि एक फ्लैट फोटोग्राफिक फिल्म पर, विभिन्न दूरी पर स्थित वस्तुओं की पर्याप्त तेज छवियां प्राप्त की जानी चाहिए।

फिल्म के तल में, केवल एक निश्चित दूरी पर स्थित वस्तुओं की छवियां तेज होती हैं। फिल्म के सापेक्ष लेंस को स्थानांतरित करके फोकस प्राप्त किया जाता है। उन बिंदुओं की छवियाँ जो तीक्ष्ण बिंदु वाले तल में नहीं होती हैं, प्रकीर्णन के वृत्तों के रूप में धुंधली हो जाती हैं। आकार डीइन वृत्तों को लेंस के एपर्चर द्वारा कम किया जा सकता है, अर्थात। कमी रिश्तेदार बोरएक / एफ(चित्र 3.3.5)। इससे क्षेत्र की गहराई में वृद्धि होती है।

प्रक्षेपण उपकरण बड़े पैमाने पर इमेजिंग के लिए डिज़ाइन किया गया। लेंस हेप्रोजेक्टर एक सपाट वस्तु की छवि को केंद्रित करता है (पारदर्शिता डी) रिमोट स्क्रीन E पर (चित्र 3.3.6)। लेंस प्रणाली कबुलाया कंडेनसर , प्रकाश स्रोत को केंद्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया एसएक डायपोसिटिव पर। स्क्रीन ई वास्तव में एक बड़ी उलटी छवि बनाता है। पारदर्शिता के बीच की दूरी को बदलते हुए स्क्रीन E को ज़ूम इन या आउट करके प्रोजेक्शन उपकरण का आवर्धन बदला जा सकता है डीऔर लेंस हे.

अधिकांश महत्वपूर्ण आवेदनप्रकाश का अपवर्तन लेंस का उपयोग होता है, जो आमतौर पर कांच के बने होते हैं। आकृति में आप विभिन्न लेंसों के क्रॉस सेक्शन देखते हैं। लेंसगोलाकार या सपाट-गोलाकार सतहों से घिरा एक पारदर्शी पिंड कहलाता है।कोई भी लेंस जो किनारों की तुलना में बीच में पतला होता है, निर्वात या गैस में, विचलन लेंस।इसके विपरीत, कोई भी लेंस जो किनारों की तुलना में बीच में मोटा होगा अभिसारी लेंस।

स्पष्टीकरण के लिए, चित्र देखें। बाईं ओर, यह दिखाया गया है कि किरणें अभिसारी लेंस के मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर यात्रा करती हैं, इसके बाद "अभिसरण", बिंदु F से होकर गुजरती हैं - वैध मुख्य फोकसअभिसारी लेंस।दाईं ओर, एक अपसारी लेंस के माध्यम से प्रकाश किरणों का मार्ग इसके मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर दिखाया गया है। लेंस के बाद की किरणें "अपसारी" होती हैं और बिंदु F ' से आती हुई प्रतीत होती हैं, जिन्हें कहा जाता है काल्पनिक मुख्य फोकसविचलन लेंस।यह वास्तविक नहीं है, बल्कि काल्पनिक है क्योंकि प्रकाश की किरणें इससे नहीं गुजरती हैं: केवल उनके काल्पनिक (काल्पनिक) विस्तार वहां प्रतिच्छेद करते हैं।

स्कूल भौतिकी में, केवल तथाकथित पतले लेंस,जो, उनकी "अनुभागीय" समरूपता की परवाह किए बिना, हमेशा होता है लेंस से समान दूरी पर स्थित दो मुख्य फोकस।यदि किरणों को मुख्य प्रकाशीय अक्ष के कोण पर निर्देशित किया जाता है, तो हम अभिसारी और / या अपसारी लेंस में कई अन्य फ़ॉसी पाएंगे। इन, साइड ट्रिक्स, मुख्य ऑप्टिकल अक्ष से दूर स्थित होगा, लेकिन फिर भी लेंस से समान दूरी पर जोड़े में होगा।

एक लेंस न केवल किरणों को एकत्र या बिखेर सकता है। लेंस का उपयोग करके, आप वस्तुओं के बढ़े हुए और कम किए गए चित्र प्राप्त कर सकते हैं।उदाहरण के लिए, एक अभिसारी लेंस के लिए धन्यवाद, स्क्रीन पर एक सुनहरी मूर्ति का एक बड़ा और उल्टा प्रतिबिंब प्राप्त होता है (आकृति देखें)।

प्रयोग दिखाते हैं: एक अलग छवि दिखाई देती है, यदि वस्तु, लेंस और स्क्रीन एक दूसरे से निश्चित दूरी पर स्थित हैं।उनके आधार पर, प्रतिबिम्ब उल्टा या सीधा, बड़ा या छोटा, वास्तविक या काल्पनिक हो सकता है।

वह स्थिति जब वस्तु से लेंस की दूरी d उसकी फोकल लंबाई F से अधिक होती है, लेकिन दोहरी फोकल लंबाई 2F से कम होती है, तालिका की दूसरी पंक्ति में वर्णित है। यह वही है जो हम मूर्ति के साथ देखते हैं: इसकी छवि वास्तविक, उलटी और बढ़ी हुई है।

यदि प्रतिबिम्ब वास्तविक है, तो इसे पर्दे पर प्रक्षेपित किया जा सकता है।इस मामले में, छवि उस कमरे के किसी भी स्थान से दिखाई देगी जहां से स्क्रीन दिखाई दे रही है। यदि छवि काल्पनिक है, तो इसे स्क्रीन पर प्रक्षेपित नहीं किया जा सकता है, लेकिन केवल आंखों से देखा जा सकता है, इसे लेंस के संबंध में एक निश्चित तरीके से स्थिति में रखा जा सकता है (आपको "इसमें" देखने की आवश्यकता है)।

अनुभव बताते हैं कि अपसारी लेंस एक कम प्रत्यक्ष आभासी छवि देते हैंवस्तु से लेंस तक किसी भी दूरी पर।

एक लेंस दो अपवर्तक सतहों से घिरा एक ऑप्टिकल हिस्सा है, जो क्रांति के निकायों की सतह हैं, जिनमें से एक फ्लैट हो सकता है। लेंस आमतौर पर होते हैं गोल आकार, लेकिन इसमें एक आयताकार, वर्गाकार या कोई अन्य कॉन्फ़िगरेशन भी हो सकता है। एक नियम के रूप में, लेंस की अपवर्तक सतह गोलाकार होती है। गोलाकार सतहों का भी उपयोग किया जाता है, जो एक दीर्घवृत्त, अतिपरवलय, परवलय और वक्रों की क्रांति की सतहों के रूप में हो सकता है। उच्च आदेश. इसके अलावा, ऐसे लेंस होते हैं जिनकी सतह सिलेंडर की पार्श्व सतह का हिस्सा होती है, जिसे बेलनाकार कहा जाता है। दो परस्पर लंबवत दिशाओं में भिन्न वक्रता वाली सतहों के साथ टोरिक लेंस का भी उपयोग किया जाता है।

अलग-अलग ऑप्टिकल भागों के रूप में, साधारण मैग्निफायर और फील्ड लेंस (सामूहिक) के अपवाद के साथ, ऑप्टिकल सिस्टम में लेंस का उपयोग लगभग कभी नहीं किया जाता है। वे आम तौर पर विभिन्न जटिल संयोजनों में उपयोग किए जाते हैं, जैसे चिपके हुए दो या तीन लेंस और कई एकल और चिपके लेंस के सेट।

आकार के आधार पर, सामूहिक (सकारात्मक) और अपसारी (नकारात्मक) लेंस होते हैं। अभिसारी लेंसों के समूह में आमतौर पर लेंस शामिल होते हैं, जिनमें मध्य उनके किनारों से अधिक मोटा होता है, और अपसारी लेंसों का समूह लेंस होता है, जिसके किनारे बीच से अधिक मोटे होते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह केवल तभी सत्य है जब लेंस सामग्री का अपवर्तनांक से अधिक हो वातावरण. यदि लेंस का अपवर्तनांक कम है, तो स्थिति उलट जाएगी। उदाहरण के लिए, पानी में एक हवा का बुलबुला एक उभयलिंगी डिफ्यूजिंग लेंस है।

लेंस की विशेषता, एक नियम के रूप में, उनकी ऑप्टिकल शक्ति (डायोप्टर में मापी गई), या फोकल लंबाई, साथ ही एपर्चर द्वारा होती है। सही ऑप्टिकल विपथन के साथ ऑप्टिकल उपकरणों के निर्माण के लिए (मुख्य रूप से प्रकाश फैलाव, अक्रोमैट और एपोक्रोमैट्स के कारण रंगीन विपथन), लेंस के अन्य गुण / उनकी सामग्री भी महत्वपूर्ण हैं, उदाहरण के लिए, अपवर्तक सूचकांक, फैलाव गुणांक, का संप्रेषण चयनित ऑप्टिकल रेंज में सामग्री।

कभी-कभी लेंस/लेंस ऑप्टिकल सिस्टम(अपवर्तक) विशेष रूप से अपेक्षाकृत उच्च अपवर्तक सूचकांक वाले मीडिया में उपयोग के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

लेंस के प्रकार

सामूहिक:

1 -- उभयलिंगी

2 -- समतल उत्तल

3 -- अवतल उत्तल (सकारात्मक मेनिस्कस)

बिखराव:

4 -- उभयलिंगी

5 -- समतल अवतल

6 -- उत्तल अवतल (ऋणात्मक मेनिस्कस)

उत्तल-अवतल लेंस को मेनिस्कस कहा जाता है और यह अभिसरण (बीच की ओर मोटा) या अपसारी (किनारों की ओर मोटा) हो सकता है। मेनिस्कस, जिसकी सतह की त्रिज्या समान है, में ऑप्टिकल शक्ति है, शून्य(फैलाव सुधार के लिए या कवर लेंस के रूप में प्रयुक्त)। तो, मायोपिक चश्मे के लेंस आमतौर पर नकारात्मक मेनिससी होते हैं। अभिसारी लेंस का एक विशिष्ट गुण लेंस के दूसरी ओर स्थित एक बिंदु पर इसकी सतह पर आपतित किरणों को एकत्र करने की क्षमता है।

लेंस के मुख्य तत्व

एनएन - मुख्य ऑप्टिकल अक्ष - लेंस को सीमित करने वाली गोलाकार सतहों के केंद्रों से गुजरने वाली एक सीधी रेखा; ओ - ऑप्टिकल केंद्र - एक बिंदु जो, उभयलिंगी या उभयलिंगी (समान सतह त्रिज्या के साथ) लेंस के लिए, लेंस के अंदर (इसके केंद्र में) ऑप्टिकल अक्ष पर स्थित होता है।

यदि एक चमकदार बिंदु S को अभिसारी लेंस के सामने कुछ दूरी पर रखा जाता है, तो अक्ष के साथ निर्देशित प्रकाश की किरण बिना अपवर्तित हुए लेंस से होकर गुजरेगी, और जो किरणें केंद्र से नहीं गुजरती हैं, वे ऑप्टिकल की ओर अपवर्तित हो जाएंगी। अक्ष और उस पर किसी बिंदु F पर प्रतिच्छेद करते हैं, जो और बिंदु S का प्रतिबिम्ब होगा। इस बिंदु को संयुग्म फ़ोकस या केवल फ़ोकस कहा जाता है।

यदि बहुत दूर के स्रोत से प्रकाश लेंस पर पड़ता है, जिसकी किरणों को समानांतर बीम में यात्रा के रूप में दर्शाया जा सकता है, तो लेंस से बाहर निकलने पर, किरणें एक बड़े कोण पर अपवर्तित हो जाएंगी और बिंदु F लेंस के करीब आ जाएगा। ऑप्टिकल अक्ष पर लेंस। इन परिस्थितियों में, लेंस से निकलने वाली किरणों के प्रतिच्छेदन बिंदु को मुख्य फ़ोकस F कहा जाता है, और लेंस के केंद्र से मुख्य फ़ोकस तक की दूरी को मुख्य फ़ोकस दूरी कहा जाता है।

अपसारी लेंस पर आपतित किरणें, इससे बाहर निकलने पर, लेंस के किनारों की ओर अपवर्तित हो जाएँगी, अर्थात् वे बिखर जाएँगी। यदि ये किरणें विपरीत दिशा में जारी रहती हैं जैसा कि बिंदीदार रेखा द्वारा चित्र में दिखाया गया है, तो वे एक बिंदु F पर अभिसरण करेंगी, जो इस लेंस का फोकस होगा। यह फोकस काल्पनिक होगा।

मुख्य ऑप्टिकल अक्ष पर फोकस के बारे में जो कहा गया है वह उन मामलों पर समान रूप से लागू होता है जब एक बिंदु की छवि एक माध्यमिक या झुकाव वाले ऑप्टिकल अक्ष पर स्थित होती है, यानी लेंस के केंद्र से मुख्य कोण पर गुजरने वाली रेखा ऑप्टिकल अक्ष। लेंस के मुख्य फोकस पर स्थित मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के लंबवत विमान को मुख्य फोकल प्लेन कहा जाता है, और संयुग्म फोकस पर, केवल फोकल प्लेन।

एकत्रित लेंस को किसी भी तरफ से वस्तु की ओर निर्देशित किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप लेंस से गुजरने वाली किरणों को इसके एक या दूसरी तरफ से एकत्र किया जा सकता है। इस प्रकार, लेंस के दो फोकस होते हैं - आगे और पीछे। वे लेंस के दोनों ओर ऑप्टिकल अक्ष पर स्थित होते हैं।

लेंस एक ऑप्टिकल भाग है जो से बना होता है पारदर्शी सामग्री(ऑप्टिकल ग्लास या प्लास्टिक) और इसमें दो अपवर्तक पॉलिश सतहें (फ्लैट या गोलाकार) होती हैं। निमरुद में पुरातत्वविदों द्वारा पाया गया सबसे पुराना लेंस लगभग 3,000 वर्ष पुराना है।

इससे पता चलता है कि बहुत प्राचीन काल से लोग प्रकाशिकी में रुचि रखते थे और इसका उपयोग विभिन्न उपकरणों को बनाने के लिए करने की कोशिश की जो इसमें मदद करते हैं रोजमर्रा की जिंदगी. रोमन सेना ने आग लगाने के लिए लेंस का इस्तेमाल किया क्षेत्र की स्थिति, और सम्राट नीरो ने अपने निकट दृष्टि दोष के उपाय के रूप में अवतल पन्ना का उपयोग किया।

समय के साथ, प्रकाशिकी चिकित्सा में घनिष्ठ रूप से एकीकृत हो गई, जिससे दृष्टि सुधार के लिए उपकरण बनाना संभव हो गया जैसे कि ऐपिस, चश्मा और कॉन्टेक्ट लेंस. इसके अलावा, लेंस स्वयं व्यापक रूप से विभिन्न उच्च-सटीक तकनीक में उपयोग किए जाते हैं, जिसने किसी व्यक्ति के विचारों को उसके आसपास की दुनिया के बारे में मौलिक रूप से बदलना संभव बना दिया है।

लेंस क्या है, इसमें क्या गुण और विशेषताएं हैं?

एक खंड में किसी भी लेंस को एक दूसरे के ऊपर रखे गए दो प्रिज्मों के रूप में दर्शाया जा सकता है। वे किस तरफ एक दूसरे के संपर्क में हैं, इस पर निर्भर करते हुए, लेंस का ऑप्टिकल प्रभाव भी भिन्न होगा, साथ ही इसकी उपस्थिति (उत्तल या अवतल) भी होगी।

अधिक विस्तार से विचार करें कि लेंस क्या है। उदाहरण के लिए, यदि हम साधारण खिड़की के शीशे का एक टुकड़ा लेते हैं, जिसके किनारे समानांतर हैं, तो हमें पूरी तरह से नगण्य विकृति मिलेगी। दृश्यमान छवि. यानी कांच में प्रवेश करने वाली प्रकाश की एक किरण अपवर्तित हो जाएगी, और दूसरे चेहरे से गुजरने और हवा में प्रवेश करने के बाद, यह कोण के पिछले मान को एक मामूली बदलाव के साथ वापस कर देगी, जो कांच की मोटाई पर निर्भर करता है। लेकिन अगर कांच के विमान एक दूसरे के सापेक्ष कोण पर हैं (उदाहरण के लिए, एक प्रिज्म में), तो बीम, इसके कोण की परवाह किए बिना, दिए गए कांच के शरीर से टकराने के बाद, अपवर्तित हो जाएगा और इसके आधार पर बाहर निकल जाएगा। यह नियम, जो आपको चमकदार प्रवाह को नियंत्रित करने की अनुमति देता है, सभी लेंसों का आधार है। यह ध्यान देने योग्य है कि लेंस और ऑप्टिकल उपकरणों की सभी विशेषताएं उनके आधार पर हैं।

भौतिकी में लेंस कितने प्रकार के होते हैं?

केवल दो मुख्य प्रकार के लेंस होते हैं: अवतल और उत्तल, जिन्हें अपसारी और अभिसारी भी कहा जाता है। वे आपको एक निश्चित फोकल लंबाई पर एक बिंदु पर ध्यान केंद्रित करने के लिए प्रकाश की किरण को विभाजित करने या इसके विपरीत करने की अनुमति देते हैं।

उत्तल लेंस में पतले किनारे और एक मोटा केंद्र होता है, जिससे इसे देखना आसान हो जाता है
आधारों से जुड़े दो प्रिज्मों के रूप में प्रतिनिधित्व करते हैं। इसकी यह विशेषता आपको केंद्र में एक बिंदु पर विभिन्न कोणों पर पड़ने वाली प्रकाश की सभी किरणों को एकत्रित करने की अनुमति देती है। यह वे उपकरण थे जिनका उपयोग रोमन आग जलाने के लिए करते थे, क्योंकि केंद्रित बीम सूरज की रोशनीअत्यधिक ज्वलनशील वस्तु के एक छोटे से क्षेत्र पर बहुत अधिक तापमान बनाने की अनुमति दी।

लेंस का उपयोग किन उपकरणों में और किसके लिए किया जाता है?

प्राचीन काल से, लोग जानते हैं कि लेंस क्या है। इस विवरण का उपयोग पहले चश्मे में किया गया था, जो 1280 के दशक में इटली में दिखाई दिया था। बाद में, स्पाईग्लास, टेलीस्कोप, दूरबीन और कई अन्य उपकरण बनाए गए, जिसमें कई अलग-अलग लेंस शामिल थे और इसने संभावनाओं का काफी विस्तार करना संभव बना दिया। मनुष्य की आंख. सूक्ष्मदर्शी उन्हीं सिद्धांतों पर बनाए गए, जिनका समग्र रूप से विज्ञान के विकास पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा।

पहले टीवी बड़े लेंस से लैस थे जो छवि को बड़ा करते थे।
लघु स्क्रीन से और चित्र की अधिक विस्तार से जांच करना संभव बना दिया। पहले उपकरणों से शुरू होने वाले सभी वीडियो और फोटोग्राफिक उपकरण लेंस से लैस हैं। वे लेंस में स्थापित होते हैं ताकि ऑपरेटर या फोटोग्राफर फ्रेम में छवि को फोकस या ज़ूम इन / आउट कर सकें।

अत्याधुनिक मोबाइल फोनऑटोफोकस कैमरे हैं जो लघु लेंस का उपयोग करते हैं जो आपको उन वस्तुओं की तेज तस्वीरें लेने की अनुमति देते हैं जो डिवाइस के लेंस से कुछ सेंटीमीटर या कई किलोमीटर दूर हैं।

आधुनिक अंतरिक्ष दूरबीनों (जैसे हबल) और प्रयोगशाला सूक्ष्मदर्शी के बारे में मत भूलना, जिनमें उच्च-परिशुद्धता लेंस भी होते हैं। ये उपकरण मानवता को यह देखने का अवसर देते हैं कि पहले हमारी दृष्टि के लिए क्या दुर्गम था। उनके लिए धन्यवाद, हम अपने आसपास की दुनिया का अधिक विस्तार से अध्ययन कर सकते हैं।

कॉन्टैक्ट लेंस क्या है और इसकी आवश्यकता क्यों है?

कॉन्टैक्ट लेंस छोटे, स्पष्ट लेंस होते हैं जो सॉफ्ट या से बने होते हैं
कठोर सामग्री जो दृष्टि को सही करने के लिए सीधे आंख पर पहनने के लिए अभिप्रेत है। वे 1508 में लियोनार्डो दा विंची द्वारा डिजाइन किए गए थे, लेकिन केवल 1888 में बनाए गए थे। लेंस मूल रूप से से बने थे कठोर सामग्री, लेकिन समय के साथ, नए पॉलिमर संश्लेषित किए गए, जिससे बनाना संभव हो गया नरम लेंसदैनिक उपयोग के साथ लगभग अगोचर।

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