क्या उत्तल लेंस विभिन्न तरंग दैर्ध्य की समानांतर प्रकाश किरणों को विभिन्न बिंदुओं में परिवर्तित करते हैं?

Question

मैं कैमरे और लेंस का अध्ययन करना शुरू कर रहा हूं। उत्तल लेंस पर स्पष्टीकरण पढ़ने और वीडियो देखने से , मुझे पता चला कि वे समानांतर प्रकाश किरणों को एकल बिंदु में परिवर्तित करते हैं जिसे केंद्रबिंदु कहा जाता है।

अब, स्नेल के नियम के अनुसार, विभिन्न तरंग दैर्ध्य (जैसे अलग-अलग रंग) का प्रकाश विभिन्न कोणों द्वारा अपवर्तित होता है। तो मुझे ऐसा लगता है कि विभिन्न रंगों के अलग-अलग केंद्र बिंदु हैं।

Comments

संबंधित: वर्णिक विपथन क्या है? और कुछ और वर्णिक-विपथन के साथ टैग किया गया । एक बार जब आप जानते हैं कि यह क्या कहा जाता है, तो बहुत आसान है यदि आप नहीं करते हैं!

— फिलिप केंडल

यह इंगित करने के लिए धन्यवाद। मैं एक अलग बनाने के लिए अपने प्रश्न को संपादित करूंगा। लेकिन मैं पहले सवाल को एक अनुस्मारक के रूप में अंत में छोड़ना चाहूंगा और आपकी टिप्पणी भी। यह दूसरों के लिए उपयोगी हो सकता है।

— गैब्रिएल स्कारलेट्टी

Answer 1

क्या उत्तल लेंस विभिन्न तरंग दैर्ध्य की समानांतर प्रकाश किरणों को विभिन्न बिंदुओं में परिवर्तित करते हैं?

हाँ। प्रकाश के विभिन्न तरंग दैर्ध्य के पृथक्करण को फैलाव कहा जाता है । प्रकाश के विभिन्न तरंग दैर्ध्य विभिन्न कोणों पर अपवर्तित होते हैं क्योंकि एक पारदर्शी माध्यम का अपवर्तनांक आवृत्ति पर निर्भर होता है । हम अक्सर विभिन्न सामग्रियों का वर्णन करते हैं, जैसे कि क्राउन ग्लास, फ्लिंट ग्लास, हीरा, पानी, आदि, जैसा कि "अपवर्तन का सूचकांक" है, लेकिन यह एकल सूचकांक केवल एक तरंग दैर्ध्य पर अपवर्तन का प्रतिनिधि है। उदाहरण के लिए, विकिपीडिया की अपवर्तक सूचकांकों की सूची में , कई सामग्रियों के सूचकांक 589.29 एनएम के तरंग दैर्ध्य पर निर्दिष्ट हैं।

^{विभिन्न चश्मे के अपवर्तक सूचकांक बनाम तरंगदैर्ध्य का प्लॉट। एक सामग्री का फैलाव मोटे तौर पर किसी विशेष सामग्री के लिए छायांकित क्षेत्र (ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य) की सीमा पर अपवर्तक सूचक के माध्यम से रेखा का ढलान है। ड्रोबोब के द्वारा , विकिमीडिया कॉमन्स से । सीसी बाय-एसए 3.0}

में से एक मात्रा राशि एक विशेष अपवर्तक मध्यम में फैलाव के कहा जाता है अब्बे संख्या कि सामग्री के। मोटे तौर पर एबे संख्या विशेष रूप से नीले और लाल तरंग दैर्ध्य पर अपवर्तक सूचक के बीच अंतर करने के लिए एक विशेष पीले तरंग दैर्ध्य में सामग्री के अपवर्तक सूचकांक का अनुपात है। एब्बे संख्या जितनी अधिक होगी, उतनी कम फैलाव एक सामग्री प्रदर्शित करती है।

फैलाव वह है जो लेंस में अनुदैर्ध्य क्रोमैटिक विपथन का कारण बनता है (यह भी देखें, क्रोमेटिक एबरडीन क्या है? ), जैसे कि प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य को विभिन्न फोकल लंबाई पर ध्यान केंद्रित करने के लिए लाया जाता है।

^{विकिमीडिया कॉमन्स से डॉकोब द्वारा अनुदैर्ध्य अनुदैर्ध्य विपथन का चित्रण । सीसी बाय-एसए 3.0}

यह ग्लास के दो (या अधिक) टुकड़ों को अलग-अलग एबे संख्याओं के साथ शादी करके सही किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक अक्रोमेटिक डबलट ऑप्टिकल लाइट वेवलेंथ की फोकल लंबाई में भिन्नता को कम करने के लिए फ्लिंट ग्लास अवतल तत्व के साथ एक क्राउन ग्लास उत्तल तत्व का उपयोग करता है।

^{विकिमीडिया कॉमन्स से ड्रोबोब द्वारा अक्रोमैटिक डबलट सहीिंग क्रोमैटिक एबेरेशन । सीसी बाय-एसए 3.0}

अन्य सुधारात्मक तत्वों जैसे, मौजूद apochromats और superachromats ।

Comments

और, ज़ाहिर है, एक और रणनीति पूरी तरह से लेंस के साथ फैलाने के लिए है; यह एक कारण है कि हाई-एंड टेलिस्कोप दर्पण का उपयोग करते हैं।

— 18

@ सनकी दरअसल। लेकिन अच्छी सेल्फी लेने के लिए स्मार्टफोन जितना छोटा पैकेज में चिंतनशील प्रकाशिकी प्राप्त करना वास्तव में कठिन है।

— 18

@scottbb हालांकि, एक एसएलआर लेंस में, परावर्तक प्रकाशिकी अपने अपवर्तक समकक्षों की तुलना में छोटे और हल्के लेंस बनाते हैं। वे 70 के दशक में और 80 के दशक में काफी लोकप्रिय थे, लेकिन आम तौर पर निश्चित एपर्चर (कोई डीओएफ नियंत्रण नहीं) और, यकीनन, बेखबर को छोड़ना ... जब तक आप अपनी पृष्ठभूमि पर पूरी तरह से डोनट-मेस-मेस प्रकार के लुक से पीड़ित नहीं होते। ।

— J ...

@ संचय अगर "उच्च अंत" से आपका मतलब है कि पेशेवर खगोलविद क्या उपयोग करते हैं, तो मुख्य सीमा विपथन नहीं है, बल्कि एपर्चर है। एक ग्लास लेंस को बड़ा बनाना कठिन है, और यह अपने वजन के नीचे झुक जाएगा। (निश्चित रूप से, कुछ अपवाद हैं )। खगोलीय विपथन खगोल विज्ञान में इतनी बड़ी समस्या नहीं है क्योंकि अधिकांश छवियों को फिल्टर के साथ लिया जाता है। सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला, ब्रॉड बैंड लगभग 100 एनएम चौड़ा है।

— डेविडम्म

Answer 2

दूर की वस्तु से प्रकाश, एक तारे की तरह, लेंस पर पहुंचता है, समानांतर किरणों के रूप में। जैसे ही वे लेंस को पार करते हैं, उन्हें अपनी दिशा बदलने के लिए मजबूर किया जाता है। वे अंदर की ओर झुकते हैं, हम लैटिन से इस अपवर्तन को पीछे की ओर मोड़ते हैं। हम इन किरणों का पता लगा सकते हैं; वे एक शंकु के आकार का पता लगाते हैं। जो हम पाते हैं वह है, प्रकाश के वायलेट शंकु का शीर्ष लेंस के करीब तो हरे, पीले, नारंगी, लाल आदि, दूसरे शब्दों में छवियों का निर्माण नीचे की ओर होता है, लेकिन प्रत्येक रंग एक अलग दूरी पर होता है। सबसे खराब, लाल प्रक्षेपण दूरी सबसे बड़ी है जो नीले रंग की छवि से बड़ी है। हम एक बार में एक रंग पर ध्यान केंद्रित नहीं कर सकते। अन्य रंग फोकस से बाहर हैं। हम इसे रंगीन विपथन (रंग त्रुटि) कहते हैं।

मैंने अभी-अभी जो वर्णन किया है, उसे अनुदैर्ध्य वर्णिक विपथन कहा जाता है। हम एक विपरीत क्रोमैटिक विपथन के साथ दो लेंस को एक साथ सैंडविच करके एक लेंस का निर्माण करके इसे कम कर सकते हैं। हम एक achromatic doublet (रंग त्रुटि के बिना अंग्रेजी) का उपयोग करते हैं। कमजोर नकारात्मक (अवतल) के साथ एक मजबूत उत्तल (सकारात्मक शक्ति) लेंस। इसके अतिरिक्त उपयोग किया जाने वाला ग्लास प्रत्येक के लिए भिन्न होगा। इस तरह की व्यवस्था लाल और वायलेट एपेक्स को एक साथ लाती है। हम खत्म नहीं हुए हैं।

हम लाल और बैंगनी को एक साथ लाते हैं, लेकिन लेंस प्रणाली के माध्यम से उनके पथ अभी भी अलग-अलग लंबाई के हैं, इसलिए प्रत्येक की फोकल लंबाई एक शून्य से अलग (अलग) है। इसे अनुप्रस्थ वर्णिक विपथन कहा जाता है। इस फोकल लम्बाई के अंतर का परिणाम, जब हम एक तारे को देखते हैं तो हम वस्तुओं को रंगों के इंद्रधनुष से भरते हुए देखते हैं।

अब हम कई और लेंसों का उपयोग करते हुए काम पर जाते हैं और हम सभी क्रोमैटिक अपघटन को कम नहीं कर सकते, लेकिन इसे कम कर सकते हैं। हालांकि, एक दर्पण लेंस, कांच के बाहर पर इसकी चांदी है। प्रकाश को कभी भी शक्तिशाली उद्देश्य (मुख्य लेंस) के गिलास को पार करने की आवश्यकता नहीं होती है। इस प्रकार वे रंगीन विपत्तियों से मुक्त हैं।

ऐसा मत सोचो। सभी और सभी के साथ निपटने के लिए पांच और मोनोक्रोमिक विपथन हैं।

Answer 3

हाँ, वो करते हैं। यह गुणात्मक विपथन का कारण है । यह वास्तव में दो तरह से होता है। अक्षीय वर्णनात्मक विपथन (जिसे अनुदैर्ध्य सीए के रूप में भी जाना जाता है) होता है क्योंकि विभिन्न तरंग दैर्ध्य अलग-अलग दूरी पर केंद्रित होते हैं। अनुप्रस्थ क्रोमेटिक एब्रेशन (या पार्श्व सीए) होता है क्योंकि विभिन्न तरंग दैर्ध्य अलग-अलग बढ़े और विकृत होते हैं।

लेकिन, कैमरा लेंस सरल लेंस नहीं हैं - वे विशेष रूप से इसे और अन्य विपथन को कम करने के लिए डिज़ाइन किए गए विभिन्न तत्वों के जटिल संयोजन हैं (देखें कि क्या छवि-गुणवत्ता की विशेषताएं एक लेंस को अच्छा या बुरा बनाती हैं? कुछ अन्य उदाहरणों के लिए)।

के रूप में नामित लेंस के लिए देखो अवर्णी या apochromatic लेंस "एपीओ" जैसी चीजों युक्त नाम के साथ कभी कभी - एक संकेतक है कि डिजाइन विशेष रूप से रंगीन विपथन को कम करने पर केंद्रित है के रूप में।