ऑप्टिकल लेंस क्या है। लेंस। लेंस के लक्षण और प्रकार। पतला लेंस फॉर्मूला

हर कोई जानता है कि एक फोटोग्राफिक लेंस ऑप्टिकल तत्वों से बना होता है। अधिकांश फोटोग्राफिक लेंस ऐसे तत्वों के रूप में लेंस का उपयोग करते हैं। एक फोटो लेंस में लेंस मुख्य ऑप्टिकल अक्ष पर स्थित होते हैं, जो लेंस की ऑप्टिकल योजना बनाते हैं।

ऑप्टिकल गोलाकार लेंस - यह एक पारदर्शी सजातीय तत्व है, जो दो गोलाकार या एक गोलाकार और दूसरी सपाट सतहों तक सीमित है।

आधुनिक फोटोग्राफिक लेंस में, उनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, साथ ही, गोलाकारलेंस जिनकी सतह का आकार एक गोले से भिन्न होता है। इस मामले में, परवलयिक, बेलनाकार, टॉरिक, शंक्वाकार और अन्य घुमावदार सतहें हो सकती हैं, साथ ही समरूपता की धुरी के साथ क्रांति की सतहें भी हो सकती हैं।

लेंस से बनाया जा सकता है विभिन्न किस्मेंऑप्टिकल ग्लास, साथ ही पारदर्शी प्लास्टिक।

गोलाकार लेंस की पूरी विविधता को दो मुख्य प्रकारों में घटाया जा सकता है: सभा(या सकारात्मक, उत्तल) और बिखरने(या नकारात्मक, अवतल)। केंद्र में अभिसारी लेंस किनारों की तुलना में मोटे होते हैं, इसके विपरीत केंद्र में डिफ्यूजिंग लेंस किनारों की तुलना में पतले होते हैं।

अभिसारी लेंस में, इससे गुजरने वाली समानांतर किरणें लेंस के पीछे एक बिंदु पर केंद्रित होती हैं। अपसारी लेंसों में लेंस से गुजरने वाली किरणें भुजाओं तक बिखर जाती हैं।

बीमार। 1. लेंसों का संग्रह और अपसारण।

सिर्फ़ सकारात्मक लेंसवस्तुओं के चित्र दे सकते हैं। पर ऑप्टिकल सिस्टमएक वास्तविक छवि देने (विशेष रूप से लेंस में) अपसारी लेंस का उपयोग केवल सामूहिक के संयोजन में किया जा सकता है।

क्रॉस सेक्शन के आकार के अनुसार, छह मुख्य प्रकार के लेंस प्रतिष्ठित हैं:

1. उभयलिंगी अभिसारी लेंस;
2. प्लानो-उत्तल अभिसारी लेंस;
3. अवतल-उत्तल अभिसारी लेंस (मेनिससी);
4. उभयलिंगी डिफ्यूजिंग लेंस;
5. प्लेनो-अवतल डिफ्यूजिंग लेंस;
6. उत्तल-अवतल विसरित लेंस।

बीमार। 2. छह प्रकार के गोलाकार लेंस।

लेंस की गोलाकार सतह अलग हो सकती है वक्रता(उत्तलता / अवतलता की डिग्री) और भिन्न अक्षीय मोटाई.

आइए इन और कुछ अन्य अवधारणाओं को अधिक विस्तार से देखें।

बीमार। 3. एक उभयलिंगी लेंस के तत्व

चित्र 3 में, आप एक उभयलिंगी लेंस का निर्माण देख सकते हैं।

• C1 और C2 लेंस को घेरने वाली गोलाकार सतहों के केंद्र हैं, उन्हें कहा जाता है वक्रता केंद्र.
• R1 और R2 लेंस की गोलाकार सतहों की त्रिज्या हैं या वक्रता त्रिज्या.
• बिंदुओं C1 और C2 को जोड़ने वाली रेखा कहलाती है मुख्य ऑप्टिकल अक्षलेंस।
• लेंस (ए और बी) की सतहों के साथ मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के प्रतिच्छेदन बिंदु कहलाते हैं लेंस शिखर.
• बिंदु से दूरी एमुद्दे पर बीबुलाया अक्षीय लेंस मोटाई.

यदि प्रकाश किरणों का एक समानांतर पुंज मुख्य प्रकाशीय अक्ष पर स्थित एक बिंदु से लेंस की ओर निर्देशित होता है, तो इससे गुजरने के बाद, वे उस बिंदु पर एकत्रित होंगे एफ, जो मुख्य ऑप्टिकल अक्ष पर भी है। इस बिंदु को कहा जाता है मुख्य फोकसलेंस, और दूरी एफलेंस से इस बिंदु तक - मुख्य फोकल लंबाई।

बीमार। 4. मुख्य फोकस, मुख्य फोकल प्लेन और लेंस की फोकल लंबाई।

विमान एम.एन.मुख्य प्रकाशिक अक्ष के लंबवत और मुख्य फोकस से गुजरने को कहते हैं मुख्य फोकल विमान।यह वह जगह है जहां प्रकाश संवेदनशील मैट्रिक्स या प्रकाश संवेदनशील फिल्म स्थित है।

लेंस की फोकल लंबाई सीधे उसकी उत्तल सतहों की वक्रता पर निर्भर करती है: वक्रता की त्रिज्या जितनी छोटी होगी (यानी, उभार जितना अधिक होगा) - फोकल लंबाई उतनी ही कम होगी।

ऑप्टिकल डिवाइस- वे उपकरण जिनमें स्पेक्ट्रम के किसी भी क्षेत्र का विकिरण होता है(पराबैंगनी, दृश्यमान, अवरक्त) परिवर्तित(प्रेषित, परावर्तित, अपवर्तित, ध्रुवीकृत)।

ऐतिहासिक परंपरा को नमन करते हुए, ऑप्टिकल उपकरणों को आमतौर पर ऐसे उपकरण कहा जाता है जो दृश्य प्रकाश में काम करते हैं.

डिवाइस की गुणवत्ता के प्रारंभिक मूल्यांकन में, केवल मुख्यउसके विशेषताएँ:

• चमक- विकिरण को केंद्रित करने की क्षमता;
• सुलझाने की शक्ति- आसन्न छवि विवरण में अंतर करने की क्षमता;
• बढ़ोतरी- वस्तु के आकार और उसकी छवि का अनुपात।
• कई उपकरणों के लिए, परिभाषित विशेषता है नजर- वह कोण जिस पर कोई डिवाइस के केंद्र से देख सकता है चरम बिंदुविषय।

संकल्प शक्ति (क्षमता)- एक दूसरे के करीब किसी वस्तु के दो बिंदुओं की अलग-अलग छवियां देने के लिए ऑप्टिकल उपकरणों की क्षमता की विशेषता है.

दो बिंदुओं के बीच की सबसे छोटी रैखिक या कोणीय दूरी, जिससे उनके प्रतिबिंब विलीन हो जाते हैं, कहलाती हैरैखिक या कोणीय संकल्प सीमा.

दो निकट बिंदुओं या रेखाओं के बीच अंतर करने के लिए उपकरण की क्षमता प्रकाश की तरंग प्रकृति के कारण होती है। संकल्प शक्ति का संख्यात्मक मान, उदाहरण के लिए, एक लेंस प्रणाली का, लेंस विपथन से निपटने के लिए डिजाइनर की क्षमता पर निर्भर करता है और ध्यान से इन लेंसों को उसी ऑप्टिकल अक्ष पर केंद्रित करता है। दो आसन्न छवि बिंदुओं के संकल्प की सैद्धांतिक सीमा को उनके केंद्रों के बीच की दूरी की समानता के रूप में उनके विवर्तन पैटर्न के पहले अंधेरे वलय की त्रिज्या के रूप में परिभाषित किया गया है।

बढ़ोतरी।यदि लंबाई की कोई वस्तु प्रणाली के ऑप्टिकल अक्ष के लंबवत है, और इसकी छवि की लंबाई h है, तो आवर्धन m सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

एम = एच/एच .

वृद्धि फोकल लंबाई और लेंस की सापेक्ष स्थिति पर निर्भर करती है; इस निर्भरता को व्यक्त करने के लिए संबंधित सूत्र हैं।

दृश्य अवलोकन के लिए उपकरणों की एक महत्वपूर्ण विशेषता है स्पष्ट आवर्धन M. यह वस्तु के प्रत्यक्ष अवलोकन और डिवाइस के माध्यम से इसकी जांच के दौरान रेटिना पर बनने वाली वस्तु की छवियों के आकार के अनुपात से निर्धारित होता है। आम तौर पर, एम में स्पष्ट वृद्धि अनुपात द्वारा व्यक्त की जाती है एम = टीजीबी/टीजीए, जहां ए वह कोण है जिस पर पर्यवेक्षक वस्तु को नग्न आंखों से देखता है, और बी वह कोण है जिस पर पर्यवेक्षक की आंख वस्तु को डिवाइस के माध्यम से देखती है।

किसी भी प्रकाशिक तंत्र का मुख्य भाग लेंस होता है। लेंस लगभग सभी ऑप्टिकल उपकरणों का हिस्सा हैं।

लेंस – दो गोलाकार सतहों से घिरा एक वैकल्पिक रूप से पारदर्शी शरीर।

यदि गोलाकार सतहों की वक्रता त्रिज्या की तुलना में लेंस की मोटाई ही छोटी है, तो लेंस को पतला कहा जाता है।

लेंस हैं सभातथा बिखरने. अभिसारी लेंस किनारों की तुलना में बीच में मोटा होता है, जबकि अपसारी लेंस, इसके विपरीत, बीच में पतला होता है।

लेंस के प्रकार:

• उत्तल:
  • उभयलिंगी (1)
  • समतल-उत्तल (2)
  • अवतल उत्तल (3)

• अवतल:
  • उभयलिंगी (4)
  • समतल अवतल (5)
  • उत्तल अवतल (6)

लेंस में मूल पदनाम:

गोलाकार सतहों के वक्रता केंद्रों O1 और O2 से गुजरने वाली एक सीधी रेखा कहलाती है लेंस का मुख्य ऑप्टिकल अक्ष.

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 लेंस का ऑप्टिकल केंद्रओ प्रकाश की किरण लेंस के प्रकाशिक केंद्र से बिना उसकी मूल दिशा से विचलित हुए गुजरती है।

लेंस का ऑप्टिकल केंद्रवह बिंदु जहाँ से होकर प्रकाश की किरणें लेंस द्वारा अपवर्तित हुए बिना गुजरती हैं।

मुख्य ऑप्टिकल अक्ष- लेंस के ऑप्टिकल केंद्र से गुजरने वाली एक सीधी रेखा, लेंस के लंबवत।

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 F पर एकत्रित होंगी, जिसे कहा जाता है लेंस का मुख्य फोकस।पर पतला लेंसलेंस के संबंध में मुख्य ऑप्टिकल अक्ष पर सममित रूप से स्थित दो मुख्य फ़ॉसी हैं। अभिसारी लेंस में वास्तविक foci होता है, अपसारी लेंस में काल्पनिक foci होता है।

लेंस के माध्यम से गुजरने के बाद, ऑप्टिकल अक्षों में से एक के समानांतर किरणों के बीम, बिंदु F " पर भी केंद्रित होते हैं, जो कि फोकल प्लेन Ф के साथ साइड एक्सिस के चौराहे पर स्थित होता है, यानी विमान लंबवत होता है मुख्य ऑप्टिकल अक्ष और मुख्य फोकस से गुजर रहा है।

फोकल प्लेन- लेंस के मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के लंबवत और लेंस के फोकस से गुजरने वाली एक सीधी रेखा।

लेंस O के प्रकाशिक केंद्र और मुख्य फोकस F के बीच की दूरी को कहा जाता है फोकल लम्बाई. इसे उसी अक्षर F से दर्शाया जाता है।

अभिसारी लेंस में किरणों के समानांतर किरण का अपवर्तन।

अपसारी लेंस में किरणों के समानांतर किरण का अपवर्तन।

बिंदु ओ 1 और ओ 2 गोलाकार सतहों के केंद्र हैं, ओ 1 ओ 2 मुख्य ऑप्टिकल अक्ष है, ओ ऑप्टिकल केंद्र है, एफ मुख्य फोकस है, एफ "द्वितीयक फोकस है, ओएफ" माध्यमिक ऑप्टिकल अक्ष है, F फोकल प्लेन है।

चित्र में, पतले लेंसों को तीरों के साथ एक खंड के रूप में दर्शाया गया है:

एकत्रित करना: बिखरना:

लेंस की मुख्य संपत्ति– वस्तुओं की छवियां देने की क्षमता. छवियां हैं प्रत्यक्षतथा उल्टा, वैधतथा काल्पनिक, बढ़ेतथा 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 अक्षों में से एक के समानांतर किरणें हैं। एक लेंस में एक छवि बनाने के लिए, तीन में से किन्हीं दो किरणों का उपयोग किया जाता है:

अपवर्तन के बाद, ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर लेंस पर एक बीम घटना, लेंस के फोकस से होकर गुजरती है।

लेंस के प्रकाशिक केंद्र से गुजरने वाली किरण अपवर्तित नहीं होती है।

अपवर्तन के बाद लेंस के फोकस से गुजरने वाली किरण प्रकाशिक अक्ष के समानांतर जाती है।

छवि की स्थिति और उसकी प्रकृति (वास्तविक या काल्पनिक) की गणना पतले लेंस सूत्र का उपयोग करके भी की जा सकती है। यदि वस्तु से लेंस की दूरी को d से और लेंस से प्रतिबिम्ब की दूरी को f द्वारा दर्शाया जाता है, तो पतले लेंस के सूत्र को इस प्रकार लिखा जा सकता है:

मान D, फोकस दूरी का व्युत्क्रम कहलाता है लेंस की ऑप्टिकल शक्ति.

प्रकाशिक शक्ति की इकाई है डायोप्टर (डीपीटीआर). डायोप्टर - 1 मीटर: 1 डायोप्टर \u003d मीटर -1 . की फोकल लंबाई वाले लेंस की ऑप्टिकल शक्ति

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

मात्राएँ d और f भी मानती हैं निश्चित नियमसंकेत:
d > 0 और f > 0 - वास्तविक वस्तुओं के लिए (अर्थात, वास्तविक प्रकाश स्रोत, और लेंस के पीछे परिवर्तित होने वाली किरणों की निरंतरता नहीं) और छवियों;
डी< 0 и f < 0 – для мнимых источников и изображений.

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 गोलाकार और रंगीन विपथन हैं।

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।

रंग संबंधी असामान्यताइस तथ्य के कारण उत्पन्न होता है कि 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 में, पतले लेंस का उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन जटिल मल्टी-लेंस 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।

यदि आप एक उच्च-गुणवत्ता वाला ऑप्टिकल उपकरण बनाना चाहते हैं, तो आपको इसकी मुख्य विशेषताओं - चमक, रिज़ॉल्यूशन और आवर्धन के सेट को अनुकूलित करना चाहिए। आप एक अच्छा टेलीस्कोप नहीं बना सकते, उदाहरण के लिए, केवल महान प्राप्त करके दृश्यमान वृद्धिऔर एक छोटा एपर्चर (एपर्चर) छोड़कर। इसका रिज़ॉल्यूशन खराब होगा, क्योंकि यह सीधे एपर्चर पर निर्भर है। ऑप्टिकल उपकरणों के डिजाइन बहुत विविध हैं, और उनकी विशेषताएं विशिष्ट उपकरणों के उद्देश्य से निर्धारित होती हैं। लेकिन किसी भी डिज़ाइन किए गए ऑप्टिकल सिस्टम को एक तैयार ऑप्टिकल-मैकेनिकल डिवाइस में अनुवाद करते समय, सभी ऑप्टिकल तत्वों को स्वीकृत योजना के अनुसार सख्ती से रखना आवश्यक है, उन्हें सुरक्षित रूप से ठीक करना, चलती भागों की स्थिति का सटीक समायोजन सुनिश्चित करना, और डायफ्राम को खत्म करने के लिए रखना आवश्यक है। बिखरे हुए विकिरण की अवांछित पृष्ठभूमि। लैंप और अन्य सहायक विद्युत उपकरणों से गर्मी को हटाने को सुनिश्चित करने के लिए, कंपन को कम करने, वजन के वितरण को सामान्य करने के लिए, डिवाइस के अंदर तापमान और आर्द्रता के निर्धारित मूल्यों को बनाए रखना अक्सर आवश्यक होता है। मूल्य संलग्न दिखावटसाधन और उपयोग में आसानी।

माइक्रोस्कोप, लाउप, आवर्धक काँच।

यदि हम लेंस के पीछे स्थित किसी वस्तु पर एक सकारात्मक (संग्रहित) लेंस के माध्यम से देखते हैं, जो उसके केंद्र बिंदु से आगे नहीं है, तो एक बड़ा काल्पनिक छविविषय। ऐसा लेंस एक साधारण सूक्ष्मदर्शी होता है और इसे लाउप या आवर्धक काँच कहा जाता है।

ऑप्टिकल डिज़ाइन से, आप बढ़े हुए चित्र का आकार निर्धारित कर सकते हैं।

जब आंख को प्रकाश के समानांतर बीम से जोड़ा जाता है (वस्तु की छवि अनिश्चित दूरी पर होती है, जिसका अर्थ है कि वस्तु लेंस के फोकल तल में स्थित है), स्पष्ट आवर्धन एम को संबंध से निर्धारित किया जा सकता है: एम = टीजीबी/टीजीए = (एच/एफ)/(एच/वी) = वी/एफ, जहां एफ लेंस की फोकल लम्बाई है, वी दूरी है सबसे अच्छी दृष्टि, अर्थात। सबसे छोटी दूरीजिस पर सामान्य आवास के साथ आंख अच्छी तरह से देखती है। जब आँख को समायोजित किया जाता है तो M एक से बढ़ जाता है ताकि वस्तु की आभासी छवि सबसे अच्छी दृष्टि दूरी पर हो। सभी लोगों को समायोजित करने की क्षमता अलग-अलग होती है, उम्र के साथ वे बिगड़ते जाते हैं; 25 सेमी को सामान्य आंख की सबसे अच्छी दृष्टि की दूरी माना जाता है। एकल धनात्मक लेंस के देखने के क्षेत्र में, अपनी धुरी से दूरी के साथ, अनुप्रस्थ विपथन के कारण छवि की तीक्ष्णता तेजी से बिगड़ती है। यद्यपि 20 गुना के आवर्धन के साथ लाउप्स होते हैं, उनका विशिष्ट आवर्धन 5 से 10 तक होता है। एक यौगिक सूक्ष्मदर्शी का आवर्धन, जिसे आमतौर पर केवल एक माइक्रोस्कोप के रूप में संदर्भित किया जाता है, 2000 गुना तक पहुंचता है।

दूरबीन।

दूरबीन दूर की वस्तुओं के दृश्य आकार को बढ़ाती है। सबसे सरल दूरबीन की योजना में दो सकारात्मक लेंस शामिल हैं।

दूर की वस्तु से किरणें, दूरबीन की धुरी के समानांतर (आरेख में किरणें a और c), पहले लेंस (उद्देश्य) के पिछले फोकस में एकत्र की जाती हैं। दूसरा लेंस (आइपिस) लेंस के फोकल तल से इसकी फोकल लंबाई से हटा दिया जाता है, और किरणें a और c फिर से सिस्टम की धुरी के समानांतर निकलती हैं। कुछ किरण बी, जो उस वस्तु के बिंदुओं से नहीं आती है जहां से किरणें ए और सी आती हैं, कोण ए पर दूरबीन अक्ष पर गिरती है, उद्देश्य के सामने के फोकस से गुजरती है, और उसके बाद अक्ष के समानांतर जाती है प्रणाली में। ऐपिस कोण b पर इसे अपने पीछे के फ़ोकस में निर्देशित करता है। चूंकि लेंस के सामने के फोकस से प्रेक्षक की आंख तक की दूरी वस्तु की दूरी की तुलना में नगण्य है, तो आरेख से आप दूरबीन के स्पष्ट आवर्धन M के लिए एक व्यंजक प्राप्त कर सकते हैं: M = -tgb /tga = - F/f" (या F/f) ऋणात्मक चिन्ह दर्शाता है कि छवि उलटी हुई है। सिस्टम में अतिरिक्त लेंस या, जैसे कि दूरबीन, प्रिज्म शामिल हो सकते हैं।

दूरबीन.

एक दूरबीन दूरबीन, जिसे आमतौर पर दूरबीन कहा जाता है, एक ही समय में दोनों आंखों से देखने के लिए एक कॉम्पैक्ट उपकरण है; इसका आवर्धन आमतौर पर 6 से 10 गुना होता है। दूरबीन एक जोड़ी टर्निंग सिस्टम (सबसे अधिक बार - पोरो) का उपयोग करते हैं, जिनमें से प्रत्येक में दो आयताकार प्रिज्म (45 ° पर आधार के साथ) शामिल होते हैं, जो आयताकार चेहरों की ओर उन्मुख होते हैं।

लेंस विपथन से मुक्त व्यापक क्षेत्र में उच्च आवर्धन प्राप्त करने के लिए, और इसलिए देखने के एक महत्वपूर्ण क्षेत्र (6-9 °), दूरबीन को एक संकीर्ण क्षेत्र के साथ एक दूरबीन से बेहतर, बहुत उच्च गुणवत्ता वाले ऐपिस की आवश्यकता होती है। दूरबीन की ऐपिस छवि पर ध्यान केंद्रित करती है, और दृष्टि सुधार के साथ, - इसका पैमाना डायोप्टर में चिह्नित होता है। इसके अलावा, दूरबीन में, ऐपिस की स्थिति प्रेक्षक की आंखों के बीच की दूरी के अनुसार समायोजित हो जाती है। आमतौर पर, दूरबीन को उनके आवर्धन (गुणकों में) और लेंस व्यास (मिलीमीटर में) के अनुसार लेबल किया जाता है, जैसे कि 8*40 या 7*50।

ऑप्टिकल दृष्टि।

स्थलीय अवलोकन के लिए किसी भी दूरबीन का उपयोग ऑप्टिकल दृष्टि के रूप में किया जा सकता है, यदि दिए गए उद्देश्य के अनुरूप स्पष्ट निशान (ग्रिड, निशान) इसके छवि स्थान के किसी भी विमान में लागू होते हैं। कई सैन्य ऑप्टिकल प्रतिष्ठानों का विशिष्ट डिजाइन ऐसा है कि दूरबीन लेंस खुले तौर पर लक्ष्य को देख रहा है, और ऐपिस कवर में है। इस तरह की योजना के लिए दृष्टि के ऑप्टिकल अक्ष में एक विराम और इसे स्थानांतरित करने के लिए प्रिज्म के उपयोग की आवश्यकता होती है; वही प्रिज्म उलटी छवि को सीधे में बदल देते हैं। ऑप्टिकल अक्ष में बदलाव वाले सिस्टम को पेरिस्कोपिक कहा जाता है। आमतौर पर, एक ऑप्टिकल दृष्टि की गणना की जाती है ताकि गनर की आंख को दूरबीन के किनारे से टकराने से बचाने के लिए पर्याप्त दूरी पर ऐपिस की अंतिम सतह से इसके बाहर निकलने की पुतली को हटा दिया जाए।

रेंजफाइंडर।

ऑप्टिकल रेंजफाइंडर, जो वस्तुओं की दूरी को मापते हैं, दो प्रकार के होते हैं: एककोशिकीय और त्रिविम। यद्यपि वे संरचनात्मक विवरणों में भिन्न हैं, उनके लिए ऑप्टिकल योजना का मुख्य भाग समान है और संचालन का सिद्धांत समान है: त्रिभुज का अज्ञात पक्ष ज्ञात पक्ष (आधार) और त्रिभुज के दो ज्ञात कोणों से निर्धारित होता है। . समानांतर में उन्मुख दो दूरबीन, दूरी b (आधार) से अलग होकर, एक ही दूर की वस्तु की छवियों का निर्माण करते हैं ताकि ऐसा लगता है कि यह उनसे देखा जा रहा है अलग दिशा(लक्ष्य का आकार आधार के रूप में भी काम कर सकता है)। अगर कुछ स्वीकार्य के साथ ऑप्टिकल डिवाइसदोनों दूरबीनों के छवि क्षेत्रों को संयोजित करने के लिए ताकि उन्हें एक साथ देखा जा सके, यह पता चलता है कि वस्तु की संबंधित छवियों को स्थानिक रूप से अलग किया जाता है। रेंजफाइंडर न केवल पूर्ण क्षेत्र ओवरलैप के साथ, बल्कि आधे क्षेत्रों के साथ भी मौजूद हैं: एक दूरबीन के छवि स्थान के ऊपरी आधे हिस्से को दूसरे के छवि स्थान के निचले आधे हिस्से के साथ मिला दिया जाता है। ऐसे उपकरणों में, एक उपयुक्त ऑप्टिकल तत्व का उपयोग करके, स्थानिक रूप से अलग की गई छवियों को जोड़ दिया जाता है और मापा मूल्य छवियों के सापेक्ष बदलाव से निर्धारित होता है। अक्सर प्रिज्म या प्रिज्म का संयोजन कर्तन तत्व के रूप में कार्य करता है।

मोनोक्यूलर रेंजफाइंडर। ए - आयताकार प्रिज्म; बी - पेंटाप्रिज्म; सी - लेंस के उद्देश्य; डी - ऐपिस; ई - आंख; P1 और P2 - निश्चित प्रिज्म; P3 - चल प्रिज्म; I 1 और I 2 - देखने के क्षेत्र के हिस्सों की छवियां

आकृति में दिखाए गए एककोशिकीय रेंजफाइंडर सर्किट में, यह कार्य P3 प्रिज्म द्वारा किया जाता है; यह वस्तु से मापी गई दूरियों में अंशांकित पैमाने से जुड़ा होता है। Pentaprisms B का उपयोग समकोण पर प्रकाश परावर्तक के रूप में किया जाता है, क्योंकि ऐसे प्रिज्म हमेशा आपतित प्रकाश किरण को 90° से विक्षेपित करते हैं, भले ही वे उपकरण के क्षैतिज तल में कितनी सटीक रूप से स्थापित हों। स्टीरियोस्कोपिक रेंजफाइंडर में, पर्यवेक्षक दो दूरबीनों द्वारा बनाई गई छवियों को दोनों आंखों से एक साथ देखता है। इस तरह के रेंजफाइंडर का आधार पर्यवेक्षक को अंतरिक्ष में एक निश्चित गहराई पर वस्तु की स्थिति को मात्रा में समझने की अनुमति देता है। प्रत्येक टेलीस्कोप में एक ग्रिड होता है जिसमें रेंज वैल्यू के अनुरूप अंक होते हैं। पर्यवेक्षक दूरियों का एक पैमाना देखता है जो चित्रित स्थान में गहराई तक जाता है, और इसका उपयोग करके वस्तु की दूरदर्शिता को निर्धारित करता है।

प्रकाश और प्रक्षेपण उपकरण. सर्चलाइट्स।

स्पॉटलाइट के ऑप्टिकल डिज़ाइन में, प्रकाश स्रोत, जैसे कि इलेक्ट्रिक आर्क क्रेटर, एक परवलयिक परावर्तक के केंद्र में होता है। चाप के सभी बिंदुओं से निकलने वाली किरणें परवलयिक दर्पण द्वारा एक दूसरे के लगभग समानांतर परावर्तित होती हैं। किरणों का पुंज थोड़ा विचलन करता है क्योंकि स्रोत एक चमकदार बिंदु नहीं है, बल्कि परिमित आकार का आयतन है।

डायस्कोप।

पारदर्शिता और पारदर्शी रंग फ़्रेम देखने के लिए डिज़ाइन किए गए इस उपकरण की ऑप्टिकल योजना में दो लेंस सिस्टम शामिल हैं: एक कंडेनसर और एक प्रोजेक्शन लेंस। कंडेनसर समान रूप से पारदर्शी मूल को प्रकाशित करता है, किरणों को प्रोजेक्शन लेंस में निर्देशित करता है, जो स्क्रीन पर मूल की छवि बनाता है। प्रोजेक्शन लेंस इसके लेंस के फोकस और प्रतिस्थापन के लिए प्रदान करता है, जो आपको स्क्रीन की दूरी और उस पर छवि के आकार को बदलने की अनुमति देता है। फिल्म प्रोजेक्टर की ऑप्टिकल स्कीम समान है।

डायस्कोप योजना। ए - पारदर्शिता; बी - लेंस कंडेनसर; सी - प्रोजेक्शन लेंस के लेंस; डी - स्क्रीन; एस - प्रकाश स्रोत

वर्णक्रमीय यंत्र।

वर्णक्रमीय उपकरण का मुख्य तत्व एक फैलाव प्रिज्म या एक विवर्तन झंझरी हो सकता है। ऐसे उपकरण में सबसे पहले प्रकाश का संकरण होता है, अर्थात्। समानांतर किरणों के एक बीम में बनता है, फिर एक स्पेक्ट्रम में विघटित होता है, और अंत में, डिवाइस के इनपुट स्लिट की छवि स्पेक्ट्रम के प्रत्येक तरंग दैर्ध्य के लिए इसके आउटपुट स्लिट पर केंद्रित होती है।

स्पेक्ट्रोमीटर।

इस कमोबेश सार्वभौमिक प्रयोगशाला उपकरण में, तालिका के केंद्र के सापेक्ष कोलिमेटिंग और फ़ोकसिंग सिस्टम को घुमाया जा सकता है, जिस पर एक स्पेक्ट्रम में प्रकाश को विघटित करने वाला तत्व स्थित होता है। डिवाइस में रोटेशन के कोणों को पढ़ने के लिए तराजू हैं, उदाहरण के लिए, एक फैलाने वाले प्रिज्म के, और स्पेक्ट्रम के विभिन्न रंग घटकों के बाद विचलन के कोण। ऐसे रीडिंग के परिणामों के आधार पर, उदाहरण के लिए, पारदर्शी ठोस पदार्थों के अपवर्तनांक को मापा जाता है।

स्पेक्ट्रोग्राफ।

यह एक उपकरण का नाम है जिसमें परिणामी स्पेक्ट्रम या उसका हिस्सा फोटोग्राफिक सामग्री पर दर्ज किया जाता है। आप क्वार्ट्ज (रेंज 210-800 एनएम), ग्लास (360-2500 एनएम) या से बने प्रिज्म से एक स्पेक्ट्रम प्राप्त कर सकते हैं। सेंधा नमक(2500-16000 एनएम)। स्पेक्ट्रम की उन श्रेणियों में जहां प्रिज्म कमजोर रूप से प्रकाश को अवशोषित करते हैं, स्पेक्ट्रोग्राफ में वर्णक्रमीय रेखाओं की छवियां उज्ज्वल होती हैं। विवर्तन झंझरी वाले स्पेक्ट्रोग्राफ में, बाद वाले दो कार्य करते हैं: वे विकिरण को एक स्पेक्ट्रम में विघटित करते हैं और रंगीन घटकों को फोटोग्राफिक सामग्री पर केंद्रित करते हैं; ऐसे उपकरणों का उपयोग पराबैंगनी क्षेत्र में भी किया जाता है।

कैमराएक बंद प्रकाश-तंग कक्ष है। फोटोग्राफ की गई वस्तुओं की छवि लेंस की एक प्रणाली द्वारा फोटोग्राफिक फिल्म पर बनाई जाती है, जिसे लेंस कहा जाता है। 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। इन वृत्तों के आकार d को लेंस को रोक कर कम किया जा सकता है, अर्थात्। एपर्चर अनुपात a / F घट रहा है। इसके परिणामस्वरूप क्षेत्र की गहराई में वृद्धि होती है।

एक आधुनिक कैमरे के लेंस में ऑप्टिकल सिस्टम (उदाहरण के लिए, टेसर ऑप्टिकल स्कीम) में संयुक्त कई लेंस होते हैं। सबसे सरल कैमरों के लेंस में लेंस की संख्या एक से तीन तक होती है, और आधुनिक महंगे कैमरों में दस या अठारह तक होते हैं।

ऑप्टिकल डिजाइन टेस्सार

लेंस में ऑप्टिकल सिस्टम दो से पांच तक हो सकते हैं। लगभग सभी ऑप्टिकल सर्किटवे व्यवस्थित हैं और उसी तरह काम करते हैं - वे एक प्रकाश संश्लेषक मैट्रिक्स पर लेंस से गुजरने वाली प्रकाश की किरणों को केंद्रित करते हैं।

चित्र में छवि की गुणवत्ता केवल लेंस पर निर्भर करती है, क्या तस्वीर तेज होगी, क्या चित्र में आकृतियाँ और रेखाएँ विकृत नहीं होंगी, क्या यह रंगों को अच्छी तरह से व्यक्त करेगी - यह सब लेंस के गुणों पर निर्भर करता है , इसलिए लेंस सबसे अधिक में से एक है महत्वपूर्ण तत्वआधुनिक कैमरा।

ऑब्जेक्टिव लेंस ऑप्टिकल ग्लास या ऑप्टिकल प्लास्टिक के विशेष ग्रेड से बने होते हैं। लेंस बनाना सबसे अधिक में से एक है महंगा संचालनएक कैमरा बनाना। ग्लास और प्लास्टिक लेंस की तुलना में, यह ध्यान देने योग्य है कि प्लास्टिक लेंस सस्ते और हल्के होते हैं। आजकल, सबसे सस्ते शौकिया कॉम्पैक्ट कैमरा लेंस प्लास्टिक से बने होते हैं। लेकिन, ऐसे लेंस खरोंच के लिए प्रवण होते हैं और इतने टिकाऊ नहीं होते हैं, लगभग दो या तीन वर्षों के बाद वे बादल बन जाते हैं, और तस्वीरों की गुणवत्ता वांछित होने के लिए बहुत कुछ छोड़ देती है। कैमरा ऑप्टिक्स अधिक महंगे ऑप्टिकल ग्लास से बने होते हैं।

आज, अधिकांश कॉम्पैक्ट कैमरा लेंस प्लास्टिक से बने होते हैं।

आपस में, उद्देश्य के लेंस एक साथ चिपके हुए हैं या बहुत सटीक गणना किए गए धातु फ्रेम का उपयोग करके जुड़े हुए हैं। धातु के फ्रेम की तुलना में लेंस बॉन्डिंग बहुत अधिक सामान्य है।

प्रक्षेपण उपकरणबड़े पैमाने पर इमेजिंग के लिए डिज़ाइन किया गया। प्रोजेक्टर का लेंस O दूर की स्क्रीन E पर एक समतल वस्तु (स्लाइड D) की छवि को केंद्रित करता है। लेंस सिस्टम K, जिसे कंडेनसर कहा जाता है, को स्लाइड पर स्रोत S के प्रकाश को केंद्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। स्क्रीन ई वास्तव में एक बड़ी उलटी छवि बनाता है। प्रोजेक्शन उपकरण के आवर्धन को स्क्रीन E को ज़ूम इन या आउट करके पारदर्शिता D और लेंस O के बीच की दूरी को बदलते हुए बदला जा सकता है।

लेंसएक पारदर्शी शरीर कहा जाता है जो दो घुमावदार (अक्सर गोलाकार) या घुमावदार और सपाट सतहों से घिरा होता है। लेंस उत्तल और अवतल में विभाजित हैं।

लेंस जहाँ बीच का भाग किनारों से मोटा होता है उत्तल कहलाता है। लेंस जो किनारों से बीच में पतले होते हैं अवतल लेंस कहलाते हैं।

यदि लेंस का अपवर्तनांक अपवर्तनांक से अधिक है वातावरण, फिर उत्तल लेंस में, अपवर्तन के बाद किरणों का एक समानांतर बीम अवरोही बीम में परिवर्तित हो जाता है। ऐसे लेंस कहलाते हैं सभा(चित्र। 89, ए)। यदि एक लेंस में एक समानांतर किरण एक अपसारी किरण में बदल जाती है, तो ये लेंस बिखराव कहलाते हैं(चित्र। 89, बी)। अवतल लेंस, जिनमें बाहरी माध्यम वायु है, प्रकीर्णन कर रहे हैं।

ओ 1 , ओ 2 - लेंस को घेरने वाली गोलाकार सतहों के ज्यामितीय केंद्र। सीधा ओ 1 ओ 2इन गोलाकार सतहों के केंद्रों को जोड़ने वाला मुख्य प्रकाशीय अक्ष कहलाता है। हम आमतौर पर पतले लेंसों पर विचार करते हैं जिनकी मोटाई इसकी सतहों की वक्रता की त्रिज्या की तुलना में छोटी होती है, इसलिए बिंदु C 1 और C 2 (खंड कोने) एक दूसरे के करीब स्थित होते हैं, उन्हें एक बिंदु O से बदला जा सकता है, जिसे ऑप्टिकल केंद्र कहा जाता है। लेंस का (चित्र 89a देखें)। लेंस के प्रकाशिक केंद्र से मुख्य प्रकाशीय अक्ष के कोण पर खींची गई कोई भी सीधी रेखा कहलाती है माध्यमिक ऑप्टिकल अक्ष(ए 1 ए 2 बी 1 बी 2)।

यदि मुख्य प्रकाशिक अक्ष के समांतर किरणों का एक पुंज अभिसारी लेंस पर पड़ता है, तो लेंस में अपवर्तन के बाद वे एक बिंदु F पर एकत्रित हो जाते हैं, जिसे कहते हैं लेंस का मुख्य फोकस(चित्र। 90, ए)।

अपसारी लेंस के फोकस पर, किरणों की निरंतरता प्रतिच्छेद करती है, जो अपवर्तन से पहले अपने मुख्य ऑप्टिकल अक्ष (चित्र। 90, बी) के समानांतर थी। अपसारी लेंस का फोकस काल्पनिक होता है। दो मुख्य फोकस हैं; वे मुख्य ऑप्टिकल अक्ष पर विपरीत दिशा में लेंस के ऑप्टिकल केंद्र से समान दूरी पर स्थित होते हैं।

लेंस की फोकस दूरी के व्युत्क्रम को कहते हैं ऑप्टिकल पावर. ऑप्टिकल पावरलेंस डी.

SI में लेंस की प्रकाशिक शक्ति की इकाई डायोप्टर है। डायोप्टर 1 मीटर की फोकल लंबाई वाले लेंस की ऑप्टिकल शक्ति है।

अभिसारी लेंस की प्रकाशिक शक्ति धनात्मक होती है, अपसारी लेंस ऋणात्मक होती है।

मुख्य प्रकाशिक अक्ष के लंबवत लेंस के मुख्य फोकस से गुजरने वाले तल को कहा जाता है नाभीय(चित्र। 91)। कुछ माध्यमिक ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर लेंस पर आपतित किरणों का एक पुंज इस अक्ष के फोकल तल के साथ प्रतिच्छेदन बिंदु पर एकत्र किया जाता है।

एक अभिसारी लेंस में एक बिंदु और एक वस्तु की छवि का निर्माण।

एक लेंस में एक छवि बनाने के लिए, वस्तु के प्रत्येक बिंदु से दो किरणें लेना और लेंस में अपवर्तन के बाद उनके प्रतिच्छेदन बिंदु का पता लगाना पर्याप्त है। उन किरणों का उपयोग करना सुविधाजनक होता है जिनका लेंस में अपवर्तन के बाद का मार्ग ज्ञात होता है। तो, मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर लेंस पर एक बीम घटना, लेंस में अपवर्तन के बाद, मुख्य फोकस से गुजरती है; लेंस के प्रकाशिक केंद्र से गुजरने वाली किरण अपवर्तित नहीं होती है; अपवर्तन के बाद लेंस के मुख्य फोकस से गुजरने वाली किरण मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर जाती है; लेंस में अपवर्तन के बाद द्वितीयक ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर लेंस पर एक बीम घटना, फोकल विमान के साथ अक्ष के चौराहे के बिंदु से गुजरती है।

बता दें कि चमकदार बिंदु S मुख्य ऑप्टिकल अक्ष पर स्थित है।

हम एक मनमाना बीम चुनते हैं और इसके समानांतर एक पार्श्व ऑप्टिकल अक्ष खींचते हैं (चित्र। 92)। चयनित बीम लेंस में अपवर्तन के बाद फोकल विमान के साथ माध्यमिक ऑप्टिकल अक्ष के चौराहे के बिंदु से गुजरेगा। इस बीम का मुख्य ऑप्टिकल अक्ष (दूसरा बीम) के साथ प्रतिच्छेदन बिंदु बिंदु S - S` की वास्तविक छवि देगा।

उत्तल लेंस में किसी वस्तु की छवि के निर्माण पर विचार करें।

बिंदु को मुख्य प्रकाशीय अक्ष के बाहर स्थित होने दें, फिर छवि S` का निर्माण अंजीर में दिखाई गई किन्हीं दो किरणों का उपयोग करके किया जा सकता है। 93.

यदि वस्तु अनंत पर स्थित है, तो किरणें फोकस पर प्रतिच्छेद करेंगी (चित्र 94)।

यदि वस्तु दोहरे फोकस बिंदु के पीछे स्थित है, तो छवि वास्तविक, उलटा, कम (कैमरा, आंख) (चित्र। 95) होगी।

सादा लेंसदो अलग-अलग प्रकार हैं: सकारात्मक और नकारात्मक। इन दो प्रकारों को अभिसारी और अपसारी के रूप में भी जाना जाता है क्योंकि सकारात्मक लेंस प्रकाश एकत्र करते हैं और स्रोत की एक छवि बनाते हैं, जबकि नकारात्मक लेंस प्रकाश को बिखेरते हैं।

साधारण लेंस के लक्षण

रूपों के आधार पर, वहाँ हैं सभा(सकारात्मक) और बिखरने(नकारात्मक) लेंस। 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 सच है जब लेंस सामग्री का अपवर्तनांक पर्यावरण की तुलना में अधिक हो। 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 द्वारा होती है।

सही ऑप्टिकल विपथन के साथ ऑप्टिकल उपकरणों का निर्माण करने के लिए (मुख्य रूप से प्रकाश फैलाव, अक्रोमैट और एपोक्रोमैट के कारण रंगीन विपथन), लेंस और उनकी सामग्री के अन्य गुण भी महत्वपूर्ण हैं, उदाहरण के लिए, अपवर्तक सूचकांक, फैलाव गुणांक, और सामग्री का संप्रेषण चयनित ऑप्टिकल रेंज में।

कभी-कभी लेंस/लेंस ऑप्टिकल सिस्टम (अपवर्तक) को विशेष रूप से अपेक्षाकृत उच्च अपवर्तक सूचकांक (विसर्जन माइक्रोस्कोप, विसर्जन तरल पदार्थ देखें) के साथ मीडिया में उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है।

लेंस के प्रकार: सभा: 1 - उभयलिंगी 2 - समतल-उत्तल 3 - अवतल-उत्तल (धनात्मक (उत्तल) मेनिस्कस) बिखरने: 4 - उभयलिंगी 5 - समतल-अवतल 6 - उत्तल-अवतल (ऋणात्मक (अवतल) मेनिस्कस)

वेवफ्रंट के आकार को बदलने के लिए लेंस का उपयोग करना। यहाँ समतल तरंगाग्र लेंस से गुजरते ही गोलाकार हो जाता है

उत्तल-अवतल लेंस कहलाता है नवचंद्रकऔर सामूहिक हो सकता है (बीच की ओर मोटा होता है), बिखरना (किनारों की ओर मोटा होना) या दूरबीन (फोकल लंबाई अनंत है)। इसलिए, उदाहरण के लिए, निकट दृष्टि के लिए चश्मे के लेंस आमतौर पर नकारात्मक मेनिससी होते हैं।

लोकप्रिय गलत धारणा के विपरीत, समान त्रिज्या वाले मेनिस्कस की ऑप्टिकल शक्ति शून्य नहीं है, बल्कि सकारात्मक है, और यह कांच के अपवर्तनांक और लेंस की मोटाई पर निर्भर करती है। एक मेनिस्कस, जिसके वक्रता केंद्र एक बिंदु पर होते हैं, एक संकेंद्रित लेंस कहलाता है (ऑप्टिकल शक्ति हमेशा नकारात्मक होती है)।

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 - 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। टिप्पणी. मीडिया के बीच वास्तविक अंतरफलक पर अपवर्तन को इंगित किए बिना, किरणों का मार्ग एक आदर्शीकृत (पतले) लेंस के रूप में दिखाया गया है। इसके अतिरिक्त, एक उभयलिंगी लेंस की कुछ हद तक अतिरंजित छवि दिखाई जाती 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 फोकस कहा जाता है, या बस केंद्र.

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 ऑप्टिकल पर गति करेगा। लेंस के करीब अक्ष। इन परिस्थितियों में, लेंस से निकलने वाली किरणों के प्रतिच्छेदन बिंदु को कहा जाता है केंद्र F', और लेंस के केंद्र से फोकस तक की दूरी फोकल लंबाई 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 होगा केंद्रयह लेंस। यह होगा फोकस काल्पनिक.

अपसारी लेंस का स्पष्ट फोकस

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 लेंस के केंद्र से ऑप्टिकल अक्ष के कोण पर गुजरने वाली झुकाव रेखा पर होती है। प्रकाशिक अक्ष के लंबवत और लेंस के फोकस पर स्थित तल को कहा जाता है 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 - सामनेतथा पिछला. वे लेंस के दोनों किनारों पर लेंस के मुख्य बिंदुओं से फोकल लंबाई पर ऑप्टिकल अक्ष पर स्थित होते हैं।

ए) लेंस प्रकार.

ऑप्टिकल लेंस जो किनारे की तुलना में बीच में मोटे होते हैं, अभिसारी लेंस कहलाते हैं; इसके विपरीत, यदि किनारा बीच से मोटा हो, तो लेंस किस प्रकार कार्य करता है?

बिखरना क्रॉस सेक्शन के आकार के अनुसार, ये हैं: उभयलिंगी, समतल-उत्तल, अवतल-उत्तल अभिसारी लेंस; उभयलिंगी, समतल-अवतल, उत्तल-अवतल विसरित लेंस।

पहले सन्निकटन में पतले लेंसों को दो स्टैक्ड पतले प्रिज्म के रूप में माना जा सकता है (चित्र 217, 218)। गार्टल पक पर किरणों के मार्ग का पता लगाया जा सकता है।

अभिसारी लेंससमानांतर किरणों को लेंस के पीछे एक बिंदु पर फोकस पर केंद्रित करता है (चित्र 219)

अपसारी लेंसकिरणों की एक समानांतर किरण को एक अलग किरण में बदल देता है जो फोकस से बाहर जाती हुई प्रतीत होती है (चित्र 220)।

लेंस के प्रकार

प्रकाश के परावर्तन और अपवर्तन का उपयोग किरणों की दिशा बदलने के लिए या, जैसा कि वे कहते हैं, प्रकाश पुंजों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। यह विशेष ऑप्टिकल उपकरणों के निर्माण का आधार है, जैसे, उदाहरण के लिए, एक आवर्धक कांच, एक दूरबीन, एक माइक्रोस्कोप, एक कैमरा, और अन्य। मुख्य हिस्साउनमें से ज्यादातर एक लेंस है। उदाहरण के लिए, चश्मा एक फ्रेम में संलग्न लेंस होते हैं। यह उदाहरण पहले से ही दिखाता है कि किसी व्यक्ति के लिए लेंस का उपयोग कितना महत्वपूर्ण है।

उदाहरण के लिए, पहली तस्वीर में, फ्लास्क जिस तरह से हम इसे जीवन में देखते हैं,

और दूसरी तरफ, अगर हम इसे एक आवर्धक कांच (उसी लेंस) के माध्यम से देखते हैं।

प्रकाशिकी में, गोलाकार लेंस का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। ऐसे लेंस दो गोलाकार सतहों से घिरे ऑप्टिकल या कार्बनिक ग्लास से बने निकाय होते हैं।

लेंस पारदर्शी पिंड होते हैं जो दोनों तरफ घुमावदार सतहों (उत्तल या अवतल) से बंधे होते हैं। लेंस को घेरने वाली गोलाकार सतहों के केंद्रों C1 और C2 से गुजरने वाली सीधी रेखा AB को ऑप्टिकल अक्ष कहा जाता है।

यह चित्र दो लेंसों के वर्गों को दर्शाता है जिनके केंद्र बिंदु O पर हैं। चित्र में दिखाया गया पहला लेंस उत्तल कहलाता है, दूसरा अवतल कहलाता है। इन लेंसों के केंद्र में प्रकाशिक अक्ष पर स्थित बिंदु O लेंस का प्रकाशिक केंद्र कहलाता है।

दो बाउंडिंग सतहों में से एक समतल हो सकती है।

सही - अवतल।

हम केवल गोलाकार लेंस, यानी दो गोलाकार (गोलाकार) सतहों से घिरे लेंस पर विचार करेंगे।
दो उत्तल सतहों से घिरे लेंस को उभयलिंगी कहा जाता है; दो अवतल सतहों से घिरे लेंस को उभयलिंगी कहा जाता है।

लेंस के मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर किरणों के एक बीम को उत्तल लेंस की ओर निर्देशित करके, हम देखेंगे कि लेंस में अपवर्तन के बाद, ये किरणें लेंस के मुख्य फोकस नामक बिंदु पर एकत्रित हो जाती हैं।

चित्र 63 अभिसारी और अपसारी लेंसों की क्रिया की व्याख्या करता है। लेंस को बड़ी संख्या में प्रिज्म के रूप में दर्शाया जा सकता है। चूंकि प्रिज्म किरणों को विक्षेपित करता है, जैसा कि आंकड़ों में दिखाया गया है, यह स्पष्ट है कि बीच में उभार वाले लेंस किरणों को इकट्ठा करते हैं, और किनारों पर उभार वाले लेंस उन्हें बिखेरते हैं। लेंस का मध्य एक समतल-समानांतर प्लेट की तरह कार्य करता है: यह किरणों को अभिसारी या अपसारी लेंस में विक्षेपित नहीं करता है

चित्र में, अभिसारी लेंस को बाईं ओर की आकृति में दिखाया गया है, और भिन्न - दाईं ओर की आकृति में।

प्रकाश विद्युत चुम्बकीय विकिरण है जिसे दृश्य संवेदना के माध्यम से आंख द्वारा माना जाता है।

• प्रकाश के सीधा प्रसार का नियम: एक सजातीय माध्यम में प्रकाश एक सीधी रेखा में फैलता है
• एक प्रकाश स्रोत जिसका आयाम स्क्रीन की दूरी की तुलना में छोटा होता है, बिंदु प्रकाश स्रोत कहलाता है।

• आपतित बीम और परावर्तित बीम एक ही तल में स्थित होते हैं और आपतन बिंदु पर परावर्तक सतह पर लंब को बहाल किया जाता है। घटना का कोण कोण के बराबरप्रतिबिंब
• यदि किसी बिंदु वस्तु और उसके प्रतिबिंब को आपस में बदल दिया जाए, तो किरणों का मार्ग नहीं बदलेगा, केवल उनकी दिशा बदल जाएगी।

जम्हाई परावर्तक सतह समतल दर्पण कहलाती है यदि उस पर पड़ने वाली समानांतर किरणों का पुंज परावर्तन के बाद समानांतर रहता है।

• वह लेंस जिसकी मोटाई उसकी सतहों की वक्रता त्रिज्या से बहुत कम होती है, पतला लेंस कहलाता है।
• एक लेंस जो समानांतर किरणों के बीम को एक अभिसारी में परिवर्तित करता है और इसे एक बिंदु में एकत्रित करता है, अभिसारी लेंस कहलाता है।
• एक लेंस जो समानांतर किरणों की किरण को अपसारी - अपसारी में परिवर्तित करता है।

अभिसारी लेंस के लिए

अपसारी लेंस के लिए:

वस्तु की सभी स्थितियों में, लेंस एक कम, काल्पनिक, सीधी छवि देता है जो लेंस के एक ही तरफ वस्तु के रूप में होती है।

नेत्र गुण:

• आवास (लेंस के आकार को बदलकर हासिल किया गया);
• अनुकूलन (अनुकूलन करने के लिए अलग-अलग स्थितियांरोशनी);
• दृश्य तीक्ष्णता (दो करीबी बिंदुओं के बीच अलग-अलग अंतर करने की क्षमता);
• देखने का क्षेत्र (आंखों के हिलने पर देखा जाने वाला स्थान लेकिन सिर स्थिर है)

दृष्टि दोष

मायोपिया (सुधार - अपसारी लेंस);

दूरदर्शिता (सुधार - अभिसारी लेंस)।

एक पतला लेंस सबसे सरल ऑप्टिकल सिस्टम है। साधारण पतले लेंसों का प्रयोग मुख्यतः चश्मे के लिए चश्मे के रूप में किया जाता है। इसके अलावा, एक लेंस का उपयोग एक आवर्धक कांच के रूप में अच्छी तरह से जाना जाता है।

कई ऑप्टिकल उपकरणों की क्रिया - एक प्रोजेक्शन लैंप, एक कैमरा और अन्य उपकरण - को पतले लेंस की क्रिया के लिए योजनाबद्ध रूप से तुलना की जा सकती है। हालाँकि, एक पतला लेंस केवल उसी में एक अच्छी छवि देता है एक दुर्लभ मामलाजब स्वयं को मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के साथ स्रोत से आने वाली एक संकीर्ण एकल-रंग बीम तक सीमित करना संभव हो या एक बड़े कोण पर। अधिकांश व्यावहारिक समस्याओं में, जहां इन शर्तों को पूरा नहीं किया जाता है, एक पतले लेंस द्वारा निर्मित छवि बल्कि अपूर्ण होती है।
इसलिए, ज्यादातर मामलों में, वे अधिक जटिल ऑप्टिकल सिस्टम के निर्माण का सहारा लेते हैं बड़ी संख्याअपवर्तक सतहें और इन सतहों की निकटता की आवश्यकता द्वारा सीमित नहीं (एक आवश्यकता जो एक पतली लेंस संतुष्ट करती है)। [ चार ]

4.2 फोटोग्राफिक उपकरण। ऑप्टिकल डिवाइस।

सभी ऑप्टिकल उपकरणदो समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

1) वे उपकरण जिनकी सहायता से स्क्रीन पर प्रकाशिक चित्र प्राप्त होते हैं। इनमें प्रोजेक्शन डिवाइस, कैमरा, मूवी कैमरा आदि शामिल हैं।

2) ऐसे उपकरण जो केवल मानव आंखों के संयोजन में काम करते हैं और स्क्रीन पर चित्र नहीं बनाते हैं। इनमें एक आवर्धक कांच, एक सूक्ष्मदर्शी और एक दूरबीन प्रणाली के विभिन्न उपकरण शामिल हैं। ऐसे उपकरणों को दृश्य कहा जाता है।

कैमरा।