ગોળાકાર વિકૃતિ. મૂળભૂત સંશોધન

ત્યાં કોઈ આદર્શ વસ્તુઓ નથી... કોઈ આદર્શ લેન્સ નથી - એક લેન્સ જે અનંત બિંદુના સ્વરૂપમાં અનંત બિંદુની છબી બનાવવા માટે સક્ષમ છે. આનું કારણ છે - ગોળાકાર વિકૃતિ .

ગોળાકાર વિકૃતિ- ઓપ્ટિકલ અક્ષથી અલગ-અલગ અંતરે પસાર થતા કિરણોના ફોકસમાં તફાવતને કારણે વિકૃતિ ઊભી થાય છે. અગાઉ વર્ણવેલ કોમા અને અસ્પષ્ટતાથી વિપરીત, આ વિકૃતિ અસમપ્રમાણ નથી અને તે બિંદુ પ્રકાશ સ્ત્રોતમાંથી કિરણોના સમાન વિચલનમાં પરિણમે છે.

ગોળાકાર વિકૃતિ સહજ છે વિવિધ ડિગ્રીબધા લેન્સ, થોડા અપવાદો સાથે (એક હું જાણું છું કે એરા-12 છે, તેની તીક્ષ્ણતા મોટે ભાગે ક્રોમેટિકિઝમ દ્વારા મર્યાદિત છે), તે આ વિકૃતિ છે જે ખુલ્લા છિદ્ર પર લેન્સની તીક્ષ્ણતાને મર્યાદિત કરે છે.

સ્કીમ 1 (વિકિપીડિયા). ગોળાકાર વિકૃતિનો દેખાવ

ગોળાકાર વિકૃતિના ઘણા ચહેરાઓ છે - કેટલીકવાર તેને ઉમદા "સોફ્ટવેર" કહેવામાં આવે છે, કેટલીકવાર - નીચા-ગ્રેડનો "સાબુ", તે મોટા ભાગે લેન્સના બોકેહને આકાર આપે છે. તેના માટે આભાર, ટ્રિઓપ્લાન 100/2.8 એ બબલ જનરેટર છે, અને લોમોગ્રાફિક સોસાયટીના નવા પેટ્ઝવાલ પાસે અસ્પષ્ટ નિયંત્રણ છે... જો કે, પ્રથમ વસ્તુઓ પ્રથમ.

ચિત્રમાં ગોળાકાર વિકૃતિ કેવી રીતે દેખાય છે?

સૌથી સ્પષ્ટ અભિવ્યક્તિ એ તીક્ષ્ણતા ઝોન ("રૂપરેખાનો ગ્લો", "સોફ્ટ ઇફેક્ટ"), નાની વિગતો છુપાવવી, ડિફોકસિંગની લાગણી ("સાબુ" - ગંભીર કિસ્સાઓમાં) માં ઑબ્જેક્ટના રૂપરેખાનું અસ્પષ્ટતા છે;

FED, F/2.8 માંથી Industar-26M પર લીધેલી ઈમેજમાં ગોળાકાર વિકૃતિ (સોફ્ટવેર)નું ઉદાહરણ

લેન્સના બોકેહમાં ગોળાકાર વિકૃતિનું અભિવ્યક્તિ ઘણું ઓછું સ્પષ્ટ છે. ચિહ્ન, સુધારણાની ડિગ્રી, વગેરેના આધારે, ગોળાકાર વિકૃતિ મૂંઝવણના વિવિધ વર્તુળો બનાવી શકે છે.

ટ્રિપલેટ 78/2.8 (F/2.8) સાથે લેવામાં આવેલા ફોટોગ્રાફનું ઉદાહરણ - મૂંઝવણના વર્તુળોમાં તેજસ્વી સરહદ અને પ્રકાશ કેન્દ્ર હોય છે - લેન્સમાં ગોળાકાર વિકૃતિની મોટી માત્રા હોય છે

એપ્લાનાટ KO-120M 120/1.8 (F/1.8) પર લેવામાં આવેલા ફોટોગ્રાફનું ઉદાહરણ - મૂંઝવણના વર્તુળમાં નબળી રીતે વ્યાખ્યાયિત સરહદ છે, પરંતુ તે હજી પણ છે. પરીક્ષણો દ્વારા અભિપ્રાય આપતા (મારા દ્વારા અગાઉ બીજા લેખમાં પ્રકાશિત), લેન્સમાં થોડો ગોળાકાર વિકૃતિ છે

અને, લેન્સના ઉદાહરણ તરીકે જેમાં ગોળાકાર વિકૃતિનું પ્રમાણ અતિ નાનું છે - એરા-12 125/4 (F/4) પર લેવાયેલ ફોટોગ્રાફ. વર્તુળની કોઈ સરહદ નથી, અને તેજ વિતરણ ખૂબ સમાન છે. આ ઉત્તમ લેન્સ કરેક્શન સૂચવે છે (જે ખરેખર સાચું છે).

ગોળાકાર વિકૃતિ નાબૂદી

મુખ્ય પદ્ધતિ છિદ્ર છે. "અતિરિક્ત" બીમને કાપીને તમને તીક્ષ્ણતા સારી રીતે સુધારવા માટે પરવાનગી આપે છે.

સ્કીમ 2 (વિકિપીડિયા) - ડાયાફ્રેમ (1 ફિગ.) નો ઉપયોગ કરીને અને ડિફોકસિંગ (2 ફિગ.) નો ઉપયોગ કરીને ગોળાકાર વિકૃતિ ઘટાડવી. ડિફોકસ પદ્ધતિ સામાન્ય રીતે ફોટોગ્રાફી માટે યોગ્ય નથી.

ઇન્ડસ્ટાર-61 લેન્સ (પ્રારંભિક, FED) નો ઉપયોગ કરીને લેવામાં આવેલા વિવિધ છિદ્રો - 2.8, 4, 5.6 અને 8 પર વિશ્વના ફોટોગ્રાફ્સના ઉદાહરણો (મધ્યમાં કાપવામાં આવે છે).

F/2.8 - તદ્દન મજબૂત સોફ્ટવેર અસ્પષ્ટ

F/4 - સૉફ્ટવેરમાં ઘટાડો થયો, છબીની વિગતોમાં સુધારો થયો

F/5.6 - સોફ્ટવેર વ્યવહારીક રીતે ગેરહાજર છે

F/8 - કોઈ સૉફ્ટવેર નથી, નાની વિગતો સ્પષ્ટપણે દૃશ્યમાન છે

ગ્રાફિક સંપાદકોમાં, તમે શાર્પનિંગ અને બ્લર દૂર કરવાના કાર્યોનો ઉપયોગ કરી શકો છો, જે તમને ગોળાકાર વિકૃતિની નકારાત્મક અસરને કંઈક અંશે ઘટાડવાની મંજૂરી આપે છે.

ક્યારેક લેન્સની ખામીને કારણે ગોળાકાર વિકૃતિ થાય છે. સામાન્ય રીતે - લેન્સ વચ્ચેની જગ્યાઓનું ઉલ્લંઘન. ગોઠવણ મદદ કરે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, એવી શંકા છે કે ગુરુ-9 ને LZOS માં રૂપાંતરિત કરતી વખતે કંઈક ખોટું થયું છે: KMZ દ્વારા ઉત્પાદિત ગુરુ-9 ની તુલનામાં, વિશાળ ગોળાકાર વિકૃતિને કારણે LZOS માં તીક્ષ્ણતાનો અભાવ છે. હકીકતમાં, લેન્સ 85/2 નંબરો સિવાય સંપૂર્ણપણે દરેક બાબતમાં અલગ પડે છે. સફેદ કેનન 85/1.8 યુએસએમ સાથે લડી શકે છે, અને કાળો ફક્ત ટ્રિપ્લેટ 78/2.8 અને સોફ્ટ લેન્સ સાથે લડી શકે છે.

80 ના દાયકાના કાળા ગુરુ-9 સાથે લેવાયેલ ફોટો, LZOS (F/2)

સફેદ ગુરુ-9 1959, KMZ (F/2) પર શૂટ

ગોળાકાર વિકૃતિ પ્રત્યે ફોટોગ્રાફરનું વલણ

ગોળાકાર વિકૃતિ છબીની તીક્ષ્ણતા ઘટાડે છે અને કેટલીકવાર અપ્રિય હોય છે - એવું લાગે છે કે ઑબ્જેક્ટ ધ્યાન બહાર છે. તમારે સામાન્ય શૂટિંગમાં વધેલા સ્ફ્રિક એબરેશન સાથે ઓપ્ટિક્સનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ નહીં.

જો કે, ગોળાકાર વિકૃતિ એ લેન્સ પેટર્નનો અભિન્ન ભાગ છે. તેના વિના, Tair-11 પર કોઈ સુંદર નરમ પોટ્રેટ, ક્રેઝી ફેબ્યુલસ મોનોકલ લેન્ડસ્કેપ્સ, પ્રખ્યાત મેયર ટ્રાયોપ્લાનના બબલ બોકેહ, ઈન્ડસ્ટાર-26Mના "વટાણા" અને ફોર્મમાં "દળદાર" વર્તુળો નહીં હોય. બિલાડીની આંખ Zeiss Planar 50/1.7 પર. તમારે લેન્સમાં ગોળાકાર વિકૃતિથી છુટકારો મેળવવાનો પ્રયાસ કરવો જોઈએ નહીં - તમારે તેનો ઉપયોગ શોધવાનો પ્રયાસ કરવો જોઈએ. જો કે, અલબત્ત, મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં વધારાનું ગોળાકાર વિકૃતિ કંઈપણ સારું લાવતું નથી.

તારણો

લેખમાં, અમે ફોટોગ્રાફી પર ગોળાકાર વિકૃતિના પ્રભાવની વિગતવાર તપાસ કરી: તીક્ષ્ણતા, બોકેહ, સૌંદર્ય શાસ્ત્ર વગેરે પર.

તે સામાન્ય રીતે ઓપ્ટિકલ અક્ષ પર સ્થિત ઑબ્જેક્ટ પરના બિંદુમાંથી બહાર આવતા કિરણોના બીમ માટે ગણવામાં આવે છે. જો કે, ઓપ્ટિકલ અક્ષથી દૂર રહેલા પદાર્થના બિંદુઓમાંથી નીકળતા કિરણોના અન્ય કિરણો માટે પણ ગોળાકાર વિકૃતિ થાય છે, પરંતુ આવા કિસ્સાઓમાં તેને ગણવામાં આવે છે ઘટકકિરણોના સમગ્ર વલણવાળા બીમનું વિક્ષેપ. તદુપરાંત, જો કે આ વિકૃતિ કહેવામાં આવે છે ગોળાકાર, તે માત્ર ગોળાકાર સપાટીઓની લાક્ષણિકતા છે.

ગોળાકાર વિકૃતિના પરિણામે, કિરણોનો નળાકાર કિરણ, લેન્સ દ્વારા વક્રીભવન પછી (ઇમેજ સ્પેસમાં), શંકુનો નહીં, પરંતુ કેટલાક ફનલ-આકારની આકૃતિનો દેખાવ લે છે, બહારની સપાટીજે અવરોધની નજીક છે, તેને કોસ્ટિક સપાટી કહેવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, બિંદુની છબી બિન-સમાન પ્રકાશ વિતરણ સાથે ડિસ્કનું સ્વરૂપ ધરાવે છે, અને કોસ્ટિક વળાંકનો આકાર અમને પ્રકાશ વિતરણની પ્રકૃતિનો નિર્ણય કરવાની મંજૂરી આપે છે. IN સામાન્ય કેસ, સ્કેટરિંગ આકૃતિ, ગોળાકાર વિકૃતિની હાજરીમાં, પ્રવેશદ્વાર (અથવા બહાર નીકળો) વિદ્યાર્થી પરના કોઓર્ડિનેટ્સની ત્રીજી શક્તિના ત્રિજ્યાના પ્રમાણસર સાથે કેન્દ્રિત વર્તુળોની સિસ્ટમ છે.

ગણતરી કરેલ મૂલ્યો

અંતર δs"શૂન્ય અને આત્યંતિક કિરણોના અદ્રશ્ય બિંદુઓ વચ્ચેના ઓપ્ટિકલ અક્ષને કહેવાય છે રેખાંશ ગોળાકાર વિકૃતિ.

વ્યાસ δ" સ્કેટરિંગ સર્કલ (ડિસ્ક) ફોર્મ્યુલા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે

• 2h 1 - સિસ્ટમ છિદ્રનો વ્યાસ;
• a"- સિસ્ટમથી ઇમેજ પોઇન્ટ સુધીનું અંતર;
• δs"- રેખાંશ વિકૃતિ.

અનંત પર સ્થિત વસ્તુઓ માટે

આવા સંયોજન સરળ લેન્સ, ગોળાકાર વિકૃતિ નોંધપાત્ર રીતે સુધારી શકાય છે.

ઘટાડો અને કરેક્શન

કેટલાક કિસ્સાઓમાં, લેન્સને સહેજ ડિફોકસ કરીને ત્રીજા ક્રમના ગોળાકાર વિકૃતિની થોડી માત્રાને સુધારી શકાય છે. આ કિસ્સામાં, ઇમેજ પ્લેન કહેવાતા તરફ વળે છે "વિમાન વધુ સારું સ્થાપન» , એક નિયમ તરીકે, અક્ષીય અને આત્યંતિક કિરણોના આંતરછેદની વચ્ચે, મધ્યમાં સ્થિત છે, અને વિશાળ બીમ (ઓછામાં ઓછા છૂટાછવાયાની ડિસ્ક) ના તમામ કિરણોના આંતરછેદના સાંકડા બિંદુ સાથે સુસંગત નથી. આ વિસંગતતા ઓછામાં ઓછા છૂટાછવાયા ડિસ્કમાં પ્રકાશ ઊર્જાના વિતરણ દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે, જે માત્ર કેન્દ્રમાં જ નહીં, પણ કિનારે પણ પ્રકાશ મેક્સિમા બનાવે છે. એટલે કે, આપણે કહી શકીએ કે "ડિસ્ક" એ કેન્દ્રિય બિંદુ સાથેની તેજસ્વી રિંગ છે. તેથી, ટ્રાંસવર્સ ગોળાકાર વિક્ષેપના નીચા મૂલ્ય હોવા છતાં, ઓછામાં ઓછા સ્કેટરિંગની ડિસ્ક સાથે સુસંગત પ્લેનમાં ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમનું રિઝોલ્યુશન ઓછું હશે. આ પદ્ધતિની યોગ્યતા ગોળાકાર વિકૃતિની તીવ્રતા અને સ્કેટરિંગ ડિસ્કમાં પ્રકાશ વિતરણની પ્રકૃતિ પર આધારિત છે.

કડક શબ્દોમાં કહીએ તો, ગોળાકાર વિક્ષેપને ફક્ત સાંકડા ઝોનની કેટલીક જોડી માટે જ સંપૂર્ણપણે સુધારી શકાય છે, અને વધુમાં, માત્ર ચોક્કસ બે સંયોજક બિંદુઓ માટે. જો કે, વ્યવહારમાં બે-લેન્સ સિસ્ટમ માટે પણ કરેક્શન તદ્દન સંતોષકારક હોઈ શકે છે.

સામાન્ય રીતે, એક ઊંચાઈના મૂલ્ય માટે ગોળાકાર વિકૃતિ દૂર કરવામાં આવે છે h 0 સિસ્ટમના વિદ્યાર્થીની ધારને અનુરૂપ. જેમાં ઉચ્ચતમ મૂલ્યઉંચાઈ પર અવશેષ ગોળાકાર વિકૃતિ અપેક્ષિત છે h e એક સરળ સૂત્ર દ્વારા નિર્ધારિત

અવશેષ ગોળાકાર વિકૃતિ એ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે બિંદુની છબી ક્યારેય બિંદુ બની શકતી નથી. તે ડિસ્ક રહેશે, જો કે તે અસુધારિત ગોળાકાર વિકૃતિના કિસ્સામાં કરતાં ઘણી નાની કદની છે.

શેષ ગોળાકાર વિક્ષેપને ઘટાડવા માટે, ગણતરી કરેલ "ઓવર કરેક્શન" નો ઉપયોગ ઘણીવાર સિસ્ટમના વિદ્યાર્થીની ધાર પર થાય છે, જે ધાર ઝોનના ગોળાકાર વિકૃતિને હકારાત્મક મૂલ્ય આપે છે ( δs"> 0). તે જ સમયે, કિરણો ઊંચાઈએ વિદ્યાર્થીને પાર કરે છે h e, કેન્દ્રબિંદુની નજીકથી પણ છેદે છે, અને કિનારી કિરણો, જો કે તેઓ કેન્દ્રબિંદુની પાછળ ભેગા થાય છે, સ્કેટરિંગ ડિસ્કની સીમાઓથી આગળ વધતા નથી. આમ, સ્કેટરિંગ ડિસ્કનું કદ ઘટે છે અને તેની તેજસ્વીતા વધે છે. એટલે કે, ઇમેજની વિગત અને કોન્ટ્રાસ્ટ બંને સુધરે છે. જો કે, સ્કેટરિંગ ડિસ્કમાં લાઇટિંગ ડિસ્ટ્રિબ્યુશનની વિશિષ્ટતાને લીધે, "ઓવરકોરેકટેડ" ગોળાકાર વિકૃતિ સાથેના લેન્સમાં ફોકસ એરિયાની બહાર ઘણીવાર "ડબલ" બ્લર હોય છે.

કેટલાક કિસ્સાઓમાં, નોંધપાત્ર "પુનઃ-સુધારણા" ની મંજૂરી છે. ઉદાહરણ તરીકે, કાર્લ ઝેઇસ જેનાના પ્રારંભિક "પ્લાનર્સ" પાસે હકારાત્મક ગોળાકાર વિકૃતિ મૂલ્ય હતું ( δs"> 0), વિદ્યાર્થીના સીમાંત અને મધ્યમ ઝોન બંને માટે. આ સોલ્યુશન સંપૂર્ણ બાકોરું પર વિપરીતતામાં થોડો ઘટાડો કરે છે, પરંતુ નાના છિદ્રો પર રિઝોલ્યુશનમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.

નોંધો

સાહિત્ય

• બેગુનોવ બી.એન. ભૌમિતિક ઓપ્ટિક્સ, મોસ્કો સ્ટેટ યુનિવર્સિટી પબ્લિશિંગ હાઉસ, 1966.
• વોલોસોવ ડી.એસ., ફોટોગ્રાફિક ઓપ્ટિક્સ. એમ., "ઇસ્કુસ્સ્ટવો", 1971.
• ઝાકાઝનોવ એન.પી. એટ અલ., ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમનો સિદ્ધાંત, એમ., "મશીન બિલ્ડીંગ", 1992.
• લેન્ડ્સબર્ગ જી.એસ. ઓપ્ટિક્સ. એમ., ફિઝમેટલીટ, 2003.
• ચુરિલોવ્સ્કી વી.એન. થિયરી ઓપ્ટિકલ સાધનો, એલ., “મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગ”, 1966.
• સ્મિથ, વોરેન જે. મોડર્ન ઓપ્ટિકલ એન્જિનિયરિંગ, મેકગ્રો-હિલ, 2000.

વિકિમીડિયા ફાઉન્ડેશન. 2010.

ભૌતિક જ્ઞાનકોશ

ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ્સના વિચલનોના પ્રકારોમાંથી એક (ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ્સના વિચલનો જુઓ); અક્ષ-સપ્રમાણ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ (લેન્સ (લેન્સ જુઓ), લેન્સ) થી અલગ-અલગ અંતરે પસાર થતા પ્રકાશ કિરણો માટેના ફોકસની અસંગતતામાં પોતાને પ્રગટ કરે છે. ગ્રેટ સોવિયેત જ્ઞાનકોશ

ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ્સમાં ઇમેજ વિકૃતિ એ હકીકતને કારણે છે કે ઓપ્ટિકલ અક્ષ પર સ્થિત બિંદુ સ્ત્રોતમાંથી પ્રકાશ કિરણો અક્ષથી દૂરસ્થ સિસ્ટમના ભાગોમાંથી પસાર થતા કિરણો સાથે એક બિંદુએ એકત્રિત થતા નથી. * * * ગોળાકાર…… જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ

ગોળાકાર વિકૃતિ- sferinė aberacija statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. ગોળાકાર વિચલન વોક. sphärische Aberration, f rus. ગોળાકાર વિકૃતિ, f pranc. aberration de spéricité, f; વિચલન ગોળાકાર, f … Fizikos terminų žodynas

ગોળાકાર વિકૃતિ- વિકૃતિ, ગોળાકાર જુઓ... શબ્દકોશમનોવિજ્ઞાન માં

ગોળાકાર વિકૃતિ- સિસ્ટમના ઓપ્ટિકલ અક્ષથી જુદા જુદા અંતરે પસાર થતા પ્રકાશ કિરણોના ફોસીના અસંગતતાને કારણે, વિવિધ પ્રકાશના વર્તુળના સ્વરૂપમાં બિંદુની છબી તરફ દોરી જાય છે. આ પણ જુઓ: Aberration chromatic aberration ... ધાતુશાસ્ત્રનો જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ

ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ્સના વિક્ષેપમાંથી એક, જે અક્ષીય સપ્રમાણ ઓપ્ટિકલ લેન્સમાંથી પસાર થતા પ્રકાશ કિરણો માટે ફોકસની મેળ ખાતી નથી. સિસ્ટમ (લેન્સ, ઉદ્દેશ્ય) આ સિસ્ટમના ઓપ્ટિકલ અક્ષથી અલગ અંતરે. તે હકીકતમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે કે છબી ... ... બિગ એનસાયક્લોપેડિક પોલિટેકનિક ડિક્શનરી

ઓપ્ટિકલ માં છબી વિકૃતિ સિસ્ટમો, એ હકીકતને કારણે કે ઓપ્ટિકલ પર સ્થિત બિંદુ સ્ત્રોતમાંથી પ્રકાશ કિરણો અક્ષમાંથી દૂરસ્થ સિસ્ટમના ભાગોમાંથી પસાર થતા કિરણો સાથે અક્ષો એક બિંદુએ ભેગા થતા નથી... કુદરતી વિજ્ઞાન. જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ

→ ખગોળશાસ્ત્રમાં વિકૃતિ

વિક્ષેપ શબ્દ અવલોકન દરમિયાન ઑબ્જેક્ટના વિકૃતિ સાથે સંકળાયેલી ઘણી ઓપ્ટિકલ અસરોનો સંદર્ભ આપે છે. આ લેખમાં આપણે ખગોળશાસ્ત્રીય અવલોકનો માટે સૌથી વધુ સુસંગત એવા અનેક પ્રકારના વિકૃતિઓ વિશે વાત કરીશું.

પ્રકાશનું વિચલનખગોળશાસ્ત્રમાં, તે અવલોકન કરેલ પદાર્થ અને નિરીક્ષકની હિલચાલ સાથે મળીને પ્રકાશની મર્યાદિત ગતિને કારણે અવકાશી પદાર્થનું દેખીતું વિસ્થાપન છે. વિક્ષેપની અસર એ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે ઑબ્જેક્ટની દેખીતી દિશા સમયની એક જ ક્ષણે તેની ભૌમિતિક દિશા સાથે સુસંગત નથી.

અસર એ છે કે, સૂર્યની આસપાસ પૃથ્વીની હિલચાલ અને પ્રકાશને મુસાફરી કરવામાં જે સમય લાગે છે તેના કારણે, નિરીક્ષક તારાને જ્યાં છે તેના કરતાં અલગ જગ્યાએ જુએ છે. જો પૃથ્વી સ્થિર હોત, અથવા જો પ્રકાશ તરત જ પ્રસારિત થાય, તો પ્રકાશમાં કોઈ વિકૃતિ ન હોત. તેથી, ટેલિસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને આકાશમાં તારાની સ્થિતિ નક્કી કરતી વખતે, આપણે તે કોણને માપવું જોઈએ નહીં કે જેના પર તારો નમ્યો છે, પરંતુ તેને પૃથ્વીની ગતિની દિશામાં સહેજ વધારવો જોઈએ.

વિકૃતિ અસર મહાન નથી. તેનું સૌથી મોટું મૂલ્ય એ શરત હેઠળ પ્રાપ્ત થાય છે કે પૃથ્વી બીમની દિશામાં કાટખૂણે ખસે છે. આ કિસ્સામાં, તારાની સ્થિતિનું વિચલન માત્ર 20.4 સેકન્ડ છે, કારણ કે પૃથ્વી 1 સેકન્ડમાં માત્ર 30 કિમીની મુસાફરી કરે છે, અને પ્રકાશ કિરણ 300,000 કિમીની મુસાફરી કરે છે.

તેના પણ અનેક પ્રકાર છે ભૌમિતિક વિકૃતિ. ગોળાકાર વિકૃતિ- લેન્સ અથવા ઉદ્દેશ્યનું વિક્ષેપ, જેમાં એ હકીકતનો સમાવેશ થાય છે કે લેન્સના મુખ્ય ઓપ્ટિકલ અક્ષ પર પડેલા બિંદુમાંથી નીકળતી મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશનો વિશાળ બીમ, જ્યારે લેન્સમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે એક સાથે નહીં, પરંતુ ઘણા બધા બિંદુઓ પર છેદે છે. પર ઓપ્ટિકલ ધરી પર સ્થિત છે વિવિધ અંતરેલેન્સમાંથી, જેના પરિણામે ઇમેજ ઝાંખી થાય છે. પરિણામે, તારા જેવા બિંદુ પદાર્થને નાના દડા તરીકે જોઈ શકાય છે, આ બોલનું કદ તારાના કદ જેટલું લે છે.

છબી ક્ષેત્ર વક્રતા- વિક્ષેપ, જેના પરિણામે લેન્સના ઓપ્ટિકલ અક્ષને લંબરૂપ સપાટ પદાર્થની છબી સપાટીના અંતર્મુખ અથવા લેન્સના બહિર્મુખ પર રહે છે. આ વિકૃતિ સમગ્ર ઇમેજ ફીલ્ડમાં અસમાન તીક્ષ્ણતાનું કારણ બને છે. તેથી જ જ્યારે મધ્ય ભાગજો ઈમેજ તીવ્રપણે ફોકસ કરેલ હોય, તો તેની કિનારીઓ ફોકસની બહાર રહેશે અને ઈમેજ ઝાંખી હશે. જો તમે ઇમેજની કિનારીઓ સાથે તીક્ષ્ણતાને સમાયોજિત કરો છો, તો તેનો મધ્ય ભાગ અસ્પષ્ટ થઈ જશે. ખગોળશાસ્ત્ર માટે આ પ્રકારનું વિચલન નોંધપાત્ર નથી.

અહીં વિકૃતિના કેટલાક વધુ પ્રકારો છે:

ફોટોગ્રાફિક લેન્સના ડાયાફ્રેમ અને ફ્રેમ પર પ્રકાશના વિવર્તનને કારણે વિવર્તન વિચલન થાય છે. વિવર્તન વિચલન ફોટોગ્રાફિક લેન્સની ઉકેલવાની શક્તિને મર્યાદિત કરે છે. આ વિચલનને કારણે, લેન્સ દ્વારા ઉકેલાયેલા બિંદુઓ વચ્ચેનું લઘુત્તમ કોણીય અંતર લેમ્બડા/ડી રેડિયન સુધી મર્યાદિત છે, જ્યાં લેમ્બડા એ વપરાયેલ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે (ઓપ્ટિકલ શ્રેણીને સામાન્ય રીતે કહેવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો 400 nm થી 700 nm સુધીની લંબાઈ સાથે), D એ લેન્સનો વ્યાસ છે. આ સૂત્રને જોતા, તે સ્પષ્ટ થાય છે કે લેન્સનો વ્યાસ કેટલો મહત્વપૂર્ણ છે. આ પરિમાણ સૌથી મોટા અને સૌથી મોંઘા ટેલીસ્કોપ માટે ચાવીરૂપ છે. તે પણ સ્પષ્ટ છે કે એક્સ-રેમાં જોવા માટે સક્ષમ ટેલિસ્કોપ પરંપરાગત ઓપ્ટિકલ ટેલિસ્કોપ સાથે અનુકૂળ રીતે સરખાવે છે. હકીકત એ છે કે એક્સ-રેની તરંગલંબાઇ ઓપ્ટિકલ શ્રેણીમાં પ્રકાશની તરંગલંબાઇ કરતાં 100 ગણી ઓછી છે. તેથી, આવા ટેલિસ્કોપ માટે લઘુત્તમ સ્પષ્ટ કોણીય અંતર પરંપરાગત ટેલિસ્કોપ કરતાં 100 ગણું ઓછું હોય છે. ઓપ્ટિકલ ટેલિસ્કોપ્સસમાન લેન્સ વ્યાસ સાથે.

વિકૃતિના અભ્યાસથી ખગોળશાસ્ત્રીય સાધનોમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરવાનું શક્ય બન્યું છે. આધુનિક ટેલિસ્કોપમાં, વિક્ષેપની અસરો ઓછી કરવામાં આવે છે, પરંતુ તે વિક્ષેપ છે જે ઓપ્ટિકલ સાધનોની ક્ષમતાઓને મર્યાદિત કરે છે.

1

તમામ પ્રકારના વિક્ષેપોમાંથી, ગોળાકાર વિક્ષેપ એ સૌથી નોંધપાત્ર છે અને મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં આંખની ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ માટે વ્યવહારિક રીતે નોંધપાત્ર છે. કારણ કે સામાન્ય આંખહંમેશા તેની નજર તેમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ શું છે તેના પર સ્થિર કરે છે આ ક્ષણપદાર્થ, પછી પ્રકાશ કિરણો (કોમા, અસ્પષ્ટતા) ની ત્રાંસી ઘટનાઓને કારણે થતા વિકૃતિઓ દૂર કરવામાં આવે છે. આ રીતે ગોળાકાર વિકૃતિને દૂર કરવી અશક્ય છે. જો આંખની ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમની રીફ્રેક્ટિવ સપાટીઓ ગોળાકાર હોય, તો કોઈપણ રીતે ગોળાકાર વિકૃતિને દૂર કરવી અશક્ય છે. વિદ્યાર્થીના વ્યાસમાં ઘટાડો થતાં તેની વિકૃત અસર ઘટે છે, તેથી, તેજસ્વી પ્રકાશમાં, આંખનું રીઝોલ્યુશન ઓછા પ્રકાશ કરતાં વધારે હોય છે, જ્યારે વિદ્યાર્થીનો વ્યાસ વધે છે અને સ્થળનું કદ વધે છે, જે એક છબી છે. બિંદુ પ્રકાશ સ્ત્રોત, ગોળાકાર વિકૃતિને કારણે પણ વધે છે. આંખની ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમના ગોળાકાર વિક્ષેપને અસરકારક રીતે પ્રભાવિત કરવાનો એક જ રસ્તો છે - રીફ્રેક્ટિવ સપાટીના આકારને બદલીને. આ શક્યતા સૈદ્ધાંતિક રીતે અસ્તિત્વમાં છે જ્યારે સર્જિકલ કરેક્શનકોર્નિયાની વક્રતા અને કુદરતી લેન્સને બદલતી વખતે જેણે તેની ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો ગુમાવી દીધી છે, ઉદાહરણ તરીકે, મોતિયાને કારણે, કૃત્રિમ સાથે. કૃત્રિમ લેન્સમાં સુલભ કોઈપણ પ્રકારની રીફ્રેક્ટિવ સપાટી હોઈ શકે છે આધુનિક તકનીકોસ્વરૂપો ગોળાકાર વિક્ષેપ પર રીફ્રેક્ટિવ સપાટીઓના આકારના પ્રભાવનો અભ્યાસ કમ્પ્યુટર મોડેલિંગનો ઉપયોગ કરીને સૌથી અસરકારક અને સચોટ રીતે કરી શકાય છે. અહીં અમે એકદમ સરળ કમ્પ્યુટર મોડેલિંગ અલ્ગોરિધમની ચર્ચા કરીએ છીએ જે આવા અભ્યાસને હાથ ધરવા માટે પરવાનગી આપે છે, તેમજ આ અલ્ગોરિધમનો ઉપયોગ કરીને મેળવેલા મુખ્ય પરિણામો.

બે પારદર્શક માધ્યમોને અલગ-અલગ રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો સાથે અલગ કરતી એક ગોળાકાર રીફ્રેક્ટિવ સપાટી દ્વારા પ્રકાશ બીમના માર્ગની ગણતરી કરવાની સૌથી સરળ રીત. ગોળાકાર વિકૃતિની ઘટના દર્શાવવા માટે, દ્વિ-પરિમાણીય અંદાજમાં આવી ગણતરી કરવા માટે તે પૂરતું છે. પ્રકાશ બીમ મુખ્ય સમતલમાં સ્થિત છે અને મુખ્ય ઓપ્ટિકલ અક્ષની સમાંતર રીફ્રેક્ટિવ સપાટી પર નિર્દેશિત છે. રીફ્રેક્શન પછીના આ કિરણનો કોર્સ વર્તુળના સમીકરણ, રીફ્રેક્શનના નિયમ અને સ્પષ્ટ ભૌમિતિક અને ત્રિકોણમિતિ સંબંધો દ્વારા વર્ણવી શકાય છે. સમીકરણોની અનુરૂપ પ્રણાલીને ઉકેલવાના પરિણામે, મુખ્ય ઓપ્ટિકલ અક્ષ સાથે આ કિરણના આંતરછેદના બિંદુના સંકલન માટે એક અભિવ્યક્તિ મેળવી શકાય છે, એટલે કે. રીફ્રેક્ટિવ સપાટીના ફોકસના કોઓર્ડિનેટ્સ. આ અભિવ્યક્તિમાં સપાટીના પરિમાણો (ત્રિજ્યા), પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકો અને મુખ્ય ઓપ્ટિકલ અક્ષ અને સપાટી પરના બીમની ઘટનાના બિંદુ વચ્ચેનું અંતર છે. ઓપ્ટિકલ અક્ષ અને બીમની ઘટનાના બિંદુ વચ્ચેના અંતર પર ફોકલ કોઓર્ડિનેટની અવલંબન ગોળાકાર વિકૃતિ છે. આ સંબંધની ગણતરી કરવી અને ગ્રાફિકલી ચિત્રિત કરવું સરળ છે. મુખ્ય ઓપ્ટિકલ અક્ષ તરફ કિરણોને વિચલિત કરતી એક ગોળાકાર સપાટી માટે, કેન્દ્રીય સંકલન હંમેશા ઘટે છે કારણ કે ઓપ્ટિકલ અક્ષ અને ઘટના કિરણ વચ્ચેનું અંતર વધે છે. અક્ષથી જેટલું દૂર કિરણ વક્રીભવન કરતી સપાટી પર પડે છે, તેટલી આ સપાટીની નજીક તે વક્રીભવન પછી ધરીને છેદે છે. આ સકારાત્મક ગોળાકાર વિકૃતિ છે. પરિણામે, મુખ્ય ઓપ્ટિકલ અક્ષની સમાંતર સપાટી પરના કિરણો ઇમેજ પ્લેનમાં એક બિંદુએ એકત્ર થતા નથી, પરંતુ આ પ્લેનમાં મર્યાદિત વ્યાસનું એક છૂટાછવાયા સ્થળ બનાવે છે, જે ઇમેજ કોન્ટ્રાસ્ટમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે, એટલે કે. તેની ગુણવત્તાના બગાડ માટે. માત્ર તે કિરણો જે સપાટી પર મુખ્ય ઓપ્ટિકલ અક્ષ (પેરાક્સિયલ કિરણો) ની ખૂબ નજીક પડે છે તે એક બિંદુ પર છેદે છે.

જો બે ગોળાકાર સપાટીઓ દ્વારા રચાયેલ એકત્રીકરણ લેન્સ બીમના માર્ગમાં મૂકવામાં આવે છે, તો ઉપર વર્ણવેલ ગણતરીઓનો ઉપયોગ કરીને, તે બતાવી શકાય છે કે આવા લેન્સમાં હકારાત્મક ગોળાકાર વિકૃતિ પણ છે, એટલે કે. મુખ્ય ઓપ્ટિકલ અક્ષની સમાંતર ઘટના કિરણો તેમાંથી આગળ આ અક્ષને લેન્સની નજીક છેદે છે તેના કરતા કિરણો ધરીની નજીક જાય છે. ગોળાકાર વિકૃતિ માત્ર પેરાક્સિયલ કિરણો માટે પણ વ્યવહારીક રીતે ગેરહાજર છે. જો લેન્સની બંને સપાટીઓ બહિર્મુખ (લેન્સની જેમ) હોય, તો ગોળાકાર વિક્ષેપ લેન્સની બીજી પ્રત્યાવર્તન સપાટી અંતર્મુખ (કોર્નિયાની જેમ) હોય તેના કરતા વધારે હોય છે.

સકારાત્મક ગોળાકાર વિકૃતિ પ્રત્યાવર્તન સપાટીની વધુ પડતી વક્રતાને કારણે થાય છે. જેમ જેમ કોઈ વ્યક્તિ ઓપ્ટિકલ અક્ષથી દૂર જાય છે, તેમ તેમ સપાટીથી સ્પર્શક અને કાટખૂણે ઓપ્ટિકલ અક્ષ વચ્ચેનો ખૂણો પ્રત્યાવર્તન બીમને પેરાક્સિયલ ફોકસ તરફ દિશામાન કરવા માટે જરૂરી કરતાં વધુ ઝડપથી વધે છે. આ અસરને ઘટાડવા માટે, સ્પર્શકના કાટખૂણેથી અક્ષ સુધીની સપાટી પરના વિચલનને ધીમું કરવું જરૂરી છે કારણ કે તે તેનાથી દૂર જાય છે. આ કરવા માટે, સપાટીની વક્રતા ઓપ્ટિકલ અક્ષથી અંતર સાથે ઘટવી આવશ્યક છે, એટલે કે. સપાટી ગોળાકાર ન હોવી જોઈએ, જેમાં તેના તમામ બિંદુઓ પર વક્રતા સમાન હોય. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ગોળાકાર વિક્ષેપમાં ઘટાડો માત્ર એસ્ફેરિકલ રીફ્રેક્ટિવ સપાટીવાળા લેન્સનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. આ, ઉદાહરણ તરીકે, લંબગોળ, પેરાબોલોઇડ અને હાઇપરબોલોઇડની સપાટીઓ હોઈ શકે છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, સપાટીના અન્ય સ્વરૂપોનો ઉપયોગ કરવો શક્ય છે. લંબગોળ, પેરાબોલિક અને હાયપરબોલિક આકારોનું આકર્ષણ માત્ર એટલું જ છે કે તેઓ, ગોળાકાર સપાટીની જેમ, એકદમ સરળ વિશ્લેષણાત્મક સૂત્રો દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે અને ઉપર વર્ણવેલ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને આ સપાટીઓ સાથેના લેન્સના ગોળાકાર વિકૃતિનો સૈદ્ધાંતિક રીતે અભ્યાસ કરી શકાય છે.

ગોળાકાર, લંબગોળ, પેરાબોલિક અને હાઇપરબોલિક સપાટીઓના પરિમાણોને પસંદ કરવાનું હંમેશા શક્ય છે જેથી લેન્સના કેન્દ્રમાં તેમની વક્રતા સમાન હોય. આ કિસ્સામાં, પેરાક્સિયલ કિરણો માટે આવા લેન્સ એકબીજાથી અસ્પષ્ટ હશે, પેરાક્સિયલ ફોકસની સ્થિતિ આ લેન્સ માટે સમાન હશે. પરંતુ જેમ જેમ તમે મુખ્ય ધરીથી દૂર જશો તેમ, આ લેન્સની સપાટીઓ કાટખૂણેથી અક્ષ તરફ જુદી જુદી રીતે વિચલિત થશે. ગોળાકાર સપાટી સૌથી ઝડપી, લંબગોળ એક ધીમી, પેરાબોલિક એક વધુ ધીમી અને અતિશય (આ ચારમાંથી) સૌથી ધીમી ગતિથી વિચલિત થશે. એ જ ક્રમમાં, આ લેન્સની ગોળાકાર વિકૃતિ વધુ ને વધુ નોંધપાત્ર રીતે ઘટશે. હાઇપરબોલિક લેન્સ માટે, ગોળાકાર વિક્ષેપ સાઇન પણ બદલી શકે છે - નકારાત્મક બની જાય છે, એટલે કે. ઓપ્ટિકલ ધરીથી વધુ દૂર લેન્સ પર કિરણોની ઘટના ઓપ્ટિકલ ધરીની નજીકના લેન્સ પર કિરણોની ઘટના કરતાં તેને લેન્સથી વધુ છેદશે. હાયપરબોલિક લેન્સ માટે, તમે રિફ્રેક્ટિવ સપાટીના પરિમાણો પણ પસંદ કરી શકો છો જે પ્રદાન કરશે સંપૂર્ણ ગેરહાજરીગોળાકાર વિચલન - મુખ્ય ઓપ્ટિકલ અક્ષની સમાંતર લેન્સ પરના તમામ કિરણો તેનાથી કોઈપણ અંતરે, વક્રીભવન પછી, ધરી પર એક બિંદુએ એકત્રિત કરવામાં આવશે - એક આદર્શ લેન્સ. આ કરવા માટે, પ્રથમ રીફ્રેક્ટિવ સપાટી સપાટ હોવી જોઈએ, અને બીજી બહિર્મુખ હાઇપરબોલિક હોવી જોઈએ, જેના પરિમાણો અને રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો ચોક્કસ સંબંધો દ્વારા સંબંધિત હોવા જોઈએ.

આમ, ગોળાકાર સપાટી સાથે લેન્સનો ઉપયોગ કરીને, ગોળાકાર વિકૃતિ નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકાય છે અને સંપૂર્ણપણે દૂર પણ કરી શકાય છે. બે ભૌમિતિક પરિમાણો, બે અર્ધ-અક્ષોના પરિભ્રમણની અસ્ફેરિકલ સપાટીઓની હાજરીને કારણે રીફ્રેક્ટિવ ફોર્સ (પેરાક્સિયલ ફોકસની સ્થિતિ) અને ગોળાકાર વિચલન પર અલગ પ્રભાવની શક્યતા છે, જેની પસંદગી ગોળાકાર વિક્ષેપમાં ઘટાડો સુનિશ્ચિત કરી શકે છે. રીફ્રેક્ટિવ ફોર્સને બદલ્યા વિના. ગોળાકાર સપાટીમાં આ શક્યતા હોતી નથી; તેની પાસે માત્ર એક જ પરિમાણ છે - ત્રિજ્યા, અને આ પરિમાણને બદલીને પ્રત્યાવર્તન શક્તિને બદલ્યા વિના ગોળાકાર વિકૃતિને બદલવું અશક્ય છે. ક્રાંતિના પેરાબોલોઇડ માટે પણ આવી કોઈ શક્યતા નથી, કારણ કે ક્રાંતિના પેરાબોલોઇડમાં પણ માત્ર એક જ પરિમાણ હોય છે - ફોકલ પેરામીટર. આમ, ઉલ્લેખિત ત્રણ ગોળાકાર સપાટીઓમાંથી, માત્ર બે જ ગોળાકાર વિકૃતિ પર નિયંત્રિત સ્વતંત્ર પ્રભાવ માટે યોગ્ય છે - હાયપરબોલિક અને લંબગોળ.

સ્વીકાર્ય ગોળાકાર વિક્ષેપ પ્રદાન કરતા પરિમાણો સાથે એકલ લેન્સ પસંદ કરવાનું મુશ્કેલ નથી. પરંતુ શું આવા લેન્સ આંખની ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમના ભાગ રૂપે ગોળાકાર વિકૃતિમાં જરૂરી ઘટાડો પ્રદાન કરશે? આ પ્રશ્નનો જવાબ આપવા માટે, બે લેન્સ - કોર્નિયા અને લેન્સ દ્વારા પ્રકાશ કિરણોના પેસેજની ગણતરી કરવી જરૂરી છે. આવી ગણતરીનું પરિણામ, પહેલાની જેમ, ઘટના બીમ અને આ અક્ષ વચ્ચેના અંતર પર મુખ્ય ઓપ્ટિકલ અક્ષ (ફોકસ કોઓર્ડિનેટ્સ) સાથે બીમના આંતરછેદના બિંદુના કોઓર્ડિનેટ્સની અવલંબનનો ગ્રાફ હશે. ચારેય રીફ્રેક્ટિવ સપાટીઓના ભૌમિતિક પરિમાણોમાં ફેરફાર કરીને, તમે આ ગ્રાફનો ઉપયોગ આંખની સમગ્ર ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમના ગોળાકાર વિક્ષેપ પરના તેમના પ્રભાવનો અભ્યાસ કરવા માટે કરી શકો છો અને તેને ઘટાડવાનો પ્રયાસ કરી શકો છો. ઉદાહરણ તરીકે, કોઈ વ્યક્તિ સરળતાથી ચકાસી શકે છે કે કુદરતી લેન્સ વડે આંખની સમગ્ર ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમનું વિક્ષેપ, જો કે ચારેય પ્રત્યાવર્તન સપાટીઓ ગોળાકાર હોય, તે એકલા લેન્સના વિક્ષેપ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછી અને વિકૃતિ કરતાં થોડી વધારે હોય. એકલા કોર્નિયાના. 5 મીમીના વિદ્યાર્થી વ્યાસ સાથે, અક્ષથી સૌથી દૂરના કિરણો આ અક્ષને લગભગ 8% નજીક છેદે છે જ્યારે એકલા લેન્સ દ્વારા પ્રત્યાવર્તન કરવામાં આવે છે. જ્યારે એકલા કોર્નિયા દ્વારા પ્રત્યાવર્તન કરવામાં આવે છે, ત્યારે સમાન વિદ્યાર્થી વ્યાસ સાથે, દૂરના કિરણો માટેનું ધ્યાન પેરાક્સિયલ કિરણો કરતાં લગભગ 3% નજીક હોય છે. આ લેન્સ અને આ કોર્નિયા વડે આંખની સમગ્ર ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ પેરાક્સિયલ કિરણો કરતાં લગભગ 4% નજીકના કિરણોને એકત્રિત કરે છે. આપણે કહી શકીએ કે કોર્નિયા લેન્સના ગોળાકાર વિકૃતિ માટે આંશિક રીતે વળતર આપે છે.

તે પણ જોઈ શકાય છે કે આંખની ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ, જેમાં કોર્નિયા અને શૂન્ય વિક્ષેપ સાથે આદર્શ હાઇપરબોલિક લેન્સનો સમાવેશ થાય છે, જે લેન્સ તરીકે સ્થાપિત થાય છે, લગભગ એકલા કોર્નિયાની જેમ જ ગોળાકાર વિકૃતિ આપે છે, એટલે કે. આંખની સમગ્ર ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમને ઘટાડવા માટે માત્ર લેન્સના ગોળાકાર વિક્ષેપને ઓછો કરવો પૂરતો નથી.

આમ, માત્ર લેન્સની ભૂમિતિ પસંદ કરીને આંખની સમગ્ર ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમના ગોળાકાર વિક્ષેપને ઘટાડવા માટે, ન્યૂનતમ ગોળાકાર વિક્ષેપ ધરાવતા લેન્સને નહીં, પરંતુ કોર્નિયા સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં વિક્ષેપ ઓછો કરે તેવા લેન્સને પસંદ કરવા જરૂરી છે. જો કોર્નિયાની પ્રત્યાવર્તન સપાટીઓને ગોળાકાર માનવામાં આવે છે, તો પછી આંખની સમગ્ર ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમના ગોળાકાર વિકૃતિને લગભગ સંપૂર્ણપણે દૂર કરવા માટે, હાયપરબોલિક રીફ્રેક્ટિવ સપાટીઓ સાથે લેન્સ પસંદ કરવો જરૂરી છે, જે, એક લેન્સ તરીકે, ધ્યાનપાત્ર આપે છે. (આંખના પ્રવાહી માધ્યમમાં લગભગ 17% અને હવામાં લગભગ 12%) નકારાત્મક વિકૃતિ. આંખની સમગ્ર ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમનું ગોળાકાર વિક્ષેપ કોઈપણ વિદ્યાર્થીના વ્યાસ માટે 0.2% કરતા વધુ નથી. આંખની ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ (લગભગ 0.3% સુધી) ના ગોળાકાર વિકૃતિનું લગભગ સમાન તટસ્થીકરણ લેન્સની મદદથી પણ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે જેમાં પ્રથમ રીફ્રેક્ટિવ સપાટી ગોળાકાર હોય છે અને બીજી હાઇપરબોલિક હોય છે.

તેથી, એસ્ફેરિકલવાળા કૃત્રિમ લેન્સનો ઉપયોગ, ખાસ કરીને, હાયપરબોલિક રીફ્રેક્ટિવ સપાટીઓ સાથે, આંખની ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમના ગોળાકાર વિક્ષેપને લગભગ સંપૂર્ણપણે દૂર કરવાનું શક્ય બનાવે છે અને ત્યાં આ સિસ્ટમ દ્વારા ઉત્પાદિત છબીની ગુણવત્તામાં નોંધપાત્ર સુધારો થાય છે. રેટિના આ એકદમ સરળ દ્વિ-પરિમાણીય મોડેલના માળખામાં સિસ્ટમ દ્વારા કિરણોના પેસેજના કમ્પ્યુટર સિમ્યુલેશનના પરિણામો દ્વારા બતાવવામાં આવે છે.

રેટિના ઇમેજની ગુણવત્તા પર આંખની ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમના પરિમાણોનો પ્રભાવ પણ વધુ જટિલ ત્રિ-પરિમાણીય કમ્પ્યુટર મોડલનો ઉપયોગ કરીને દર્શાવી શકાય છે જે ખૂબ મોટી સંખ્યામાં કિરણોને શોધી કાઢે છે (કેટલાક સો કિરણોથી લઈને કેટલાંક હજાર સુધી. કિરણો) તમામ ભૌમિતિક વિકૃતિઓના સંપર્કમાં આવવાના પરિણામે અને સિસ્ટમના અચોક્કસ ફોકસિંગના પરિણામે એક સ્ત્રોત બિંદુમાંથી નીકળે છે અને રેટિનાના વિવિધ બિંદુઓ પર પહોંચે છે. રેટિનાના તમામ બિંદુઓ પરના તમામ કિરણોને ઉમેરીને, જે તમામ સ્રોત બિંદુઓથી ત્યાં પહોંચે છે, આવા મોડેલ વ્યક્તિને વિસ્તૃત સ્રોતોની છબીઓ મેળવવાની મંજૂરી આપે છે - વિવિધ પરીક્ષણ પદાર્થો, રંગ અને કાળા અને સફેદ બંને. અમારી પાસે આવા ત્રિ-પરિમાણીય કોમ્પ્યુટર મોડેલ છે અને તે ગોળાકાર વિક્ષેપમાં નોંધપાત્ર ઘટાડાને કારણે એસ્ફેરિકલ રીફ્રેક્ટિવ સપાટીઓ સાથે ઇન્ટ્રાઓક્યુલર લેન્સનો ઉપયોગ કરતી વખતે રેટિના ઇમેજની ગુણવત્તામાં નોંધપાત્ર સુધારો દર્શાવે છે અને તેના કારણે સ્કેટરિંગનું કદ ઘટાડે છે. રેટિના પર સ્પોટ. સૈદ્ધાંતિક રીતે, ગોળાકાર વિકૃતિ લગભગ સંપૂર્ણપણે દૂર કરી શકાય છે અને, એવું લાગે છે કે, સ્કેટરિંગ સ્પોટનું કદ લગભગ શૂન્ય સુધી ઘટાડી શકાય છે, જેનાથી એક આદર્શ છબી પ્રાપ્ત થાય છે.

પરંતુ કોઈએ એ હકીકતને ગુમાવવી જોઈએ નહીં કે કોઈપણ રીતે આદર્શ છબી પ્રાપ્ત કરવી અશક્ય છે, ભલે આપણે ધારીએ કે તમામ ભૌમિતિક વિકૃતિઓ સંપૂર્ણપણે દૂર થઈ ગઈ છે. સ્કેટરિંગ સ્પોટનું કદ ઘટાડવા માટે મૂળભૂત મર્યાદા છે. આ મર્યાદા પ્રકાશની તરંગ પ્રકૃતિ દ્વારા સેટ કરવામાં આવી છે. વિવર્તન સિદ્ધાંત અનુસાર, તરંગ ખ્યાલો પર આધારિત, ગોળાકાર છિદ્ર પર પ્રકાશના વિવર્તનને કારણે, છબીના સમતલમાં પ્રકાશ સ્થાનનો લઘુત્તમ વ્યાસ, તેના ઉત્પાદનના પ્રમાણસર (2.44 ના પ્રમાણસરતા ગુણાંક સાથે) છે. કેન્દ્રીય લંબાઈ અને પ્રકાશની તરંગલંબાઈ અને છિદ્રના વ્યાસના વિપરીત પ્રમાણસર. આંખની ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ માટેનો અંદાજ 4 મીમીના વિદ્યાર્થી વ્યાસ સાથે લગભગ 6.5 µm સ્કેટરિંગ સ્પોટ વ્યાસ આપે છે.

ભૌમિતિક ઓપ્ટિક્સના નિયમો બધા કિરણોને એક બિંદુ પર લાવે તો પણ વિવર્તન મર્યાદાથી નીચે પ્રકાશ સ્થાનનો વ્યાસ ઘટાડવો અશક્ય છે. વિવર્તન કોઈપણ રીફ્રેક્ટિવ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવેલ છબી ગુણવત્તા સુધારણાની મર્યાદાને મર્યાદિત કરે છે, એક આદર્શ પણ. તે જ સમયે, પ્રકાશ વિવર્તન, જે વક્રીભવન કરતાં વધુ ખરાબ નથી, તેનો ઉપયોગ છબી મેળવવા માટે થઈ શકે છે, જેનો સફળતાપૂર્વક વિવર્તન-પ્રત્યાવર્તન IOL માં ઉપયોગ થાય છે. પરંતુ તે અન્ય વિષય છે.

ગ્રંથસૂચિ લિંક

ચેરેડનિક વી.આઈ., ટ્રુશ્નિકોવ વી.એમ. ગોળાકાર વિકૃતિ અને એસ્પેરીયલ ઇન્ટ્રાઓક્યુલર લેન્સ // મૂળભૂત સંશોધન. – 2007. – નંબર 8. – પી. 38-41;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3359 (એક્સેસ તારીખ: 03/23/2020). અમે તમારા ધ્યાન પર પબ્લિશિંગ હાઉસ "એકેડેમી ઑફ નેચરલ સાયન્સ" દ્વારા પ્રકાશિત સામયિકો લાવીએ છીએ.

ફિગ.1અન્ડરકેક્ટેડ ગોળાકાર વિકૃતિનું ચિત્રણ. લેન્સની પરિઘ પરની સપાટી કેન્દ્રની તુલનામાં ટૂંકી કેન્દ્રીય લંબાઈ ધરાવે છે.

મોટાભાગના ફોટોગ્રાફિક લેન્સમાં ગોળાકાર સપાટીવાળા તત્વો હોય છે. આવા તત્વો ઉત્પાદન માટે પ્રમાણમાં સરળ છે, પરંતુ તેમનો આકાર ઇમેજ નિર્માણ માટે આદર્શ નથી.

ગોળાકાર વિકૃતિ- લેન્સના ગોળાકાર આકારને કારણે ઇમેજ નિર્માણમાં આ એક ખામી છે. ચોખા. આકૃતિ 1 હકારાત્મક લેન્સ માટે ગોળાકાર વિકૃતિ દર્શાવે છે.

કિરણો જે ઓપ્ટિકલ અક્ષથી આગળ લેન્સમાંથી પસાર થાય છે તે સ્થિતિ પર કેન્દ્રિત છે સાથે. કિરણો જે ઓપ્ટિકલ અક્ષની નજીકથી પસાર થાય છે તે સ્થિતિ પર કેન્દ્રિત છે a, તેઓ લેન્સની સપાટીની નજીક છે. આમ, ફોકસની સ્થિતિ એ સ્થાન પર આધાર રાખે છે કે જ્યાં કિરણો લેન્સમાંથી પસાર થાય છે.

જો ધારનું ફોકસ અક્ષીય ફોકસ કરતાં લેન્સની નજીક હોય, જેમ કે પોઝિટિવ લેન્સ ફિગ સાથે થાય છે. 1, પછી તેઓ કહે છે કે ગોળાકાર વિકૃતિ અસુધારિત. તેનાથી વિપરિત, જો ધાર ફોકસ અક્ષીય ફોકસની પાછળ હોય, તો ગોળાકાર વિકૃતિ કહેવાય છે ફરીથી સુધારેલ.

ગોળાકાર વિકૃતિઓ સાથે લેન્સ દ્વારા બનાવેલ બિંદુની છબી સામાન્ય રીતે પ્રકાશના પ્રભામંડળથી ઘેરાયેલા બિંદુઓ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. ગોળાકાર વિકૃતિ સામાન્ય રીતે ફોટોગ્રાફ્સમાં કોન્ટ્રાસ્ટને નરમ કરીને અને સુંદર વિગતોને અસ્પષ્ટ કરીને દેખાય છે.

ગોળાકાર વિચલન સમગ્ર ક્ષેત્રમાં એકસમાન છે, જેનો અર્થ છે કે લેન્સની કિનારીઓ અને કેન્દ્ર વચ્ચેનું રેખાંશ ધ્યાન કિરણોના ઝોક પર આધારિત નથી.

ફિગ. 1 થી એવું લાગે છે કે ગોળાકાર વિકૃતિ સાથે લેન્સ પર સારી તીક્ષ્ણતા પ્રાપ્ત કરવી અશક્ય છે. પ્રકાશસંવેદનશીલ તત્વ (ફિલ્મ અથવા સેન્સર) પર લેન્સની પાછળની કોઈપણ સ્થિતિમાં, સ્પષ્ટ બિંદુને બદલે, બ્લર ડિસ્ક પ્રક્ષેપિત કરવામાં આવશે.

જો કે, ત્યાં ભૌમિતિક રીતે "શ્રેષ્ઠ" ફોકસ છે જે ઓછામાં ઓછી અસ્પષ્ટતાની ડિસ્કને અનુરૂપ છે. પ્રકાશ શંકુના આ અનોખા જોડાણમાં પોઝીશનમાં ન્યૂનતમ ક્રોસ-સેક્શન છે b.

ફોકસ શિફ્ટ

જ્યારે ડાયાફ્રેમ લેન્સની પાછળ હોય છે, ત્યારે એક રસપ્રદ ઘટના થાય છે. જો ડાયાફ્રેમ એવી રીતે બંધ હોય કે તે લેન્સની પરિઘ પરના કિરણોને કાપી નાખે, તો ધ્યાન જમણી તરફ જાય છે. ખૂબ જ બંધ છિદ્ર સાથે, સ્થિતિ પર શ્રેષ્ઠ ધ્યાન જોવામાં આવશે c, એટલે કે, જ્યારે બાકોરું બંધ હોય અને જ્યારે બાકોરું ખુલ્લું હોય ત્યારે ઓછામાં ઓછી અસ્પષ્ટતાવાળી ડિસ્કની સ્થિતિ અલગ પડે છે.

બંધ બાકોરું પર શ્રેષ્ઠ તીક્ષ્ણતા મેળવવા માટે, મેટ્રિક્સ (ફિલ્મ)ને સ્થિતિમાં મૂકવો જોઈએ c. આ ઉદાહરણ સ્પષ્ટપણે દર્શાવે છે કે શ્રેષ્ઠ તીક્ષ્ણતા પ્રાપ્ત નહીં થાય તેવી શક્યતા છે, કારણ કે મોટાભાગની ફોટોગ્રાફિક સિસ્ટમ્સ વિશાળ છિદ્ર સાથે કામ કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે.

ફોટોગ્રાફર છિદ્રને સંપૂર્ણ રીતે ખુલ્લું રાખીને ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, અને સેન્સર પરની સ્થિતિ પર ઓછામાં ઓછી અસ્પષ્ટતાવાળી ડિસ્કને પ્રોજેક્ટ કરે છે. b, પછી શૂટિંગ કરતી વખતે, બાકોરું આપમેળે સેટ મૂલ્ય પર બંધ થઈ જાય છે, અને આ ક્ષણે શું થાય છે તેના વિશે તેને શંકા નથી ફોકસ શિફ્ટ, જે તેને શ્રેષ્ઠ તીક્ષ્ણતા હાંસલ કરવાથી અટકાવે છે.

અલબત્ત, બંધ બાકોરું બિંદુ પર ગોળાકાર વિકૃતિઓ પણ ઘટાડે છે b, પરંતુ હજુ પણ તે શ્રેષ્ઠ તીક્ષ્ણતા ધરાવશે નહીં.

DSLR વપરાશકર્તાઓ વાસ્તવિક છિદ્ર પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવા માટે પૂર્વાવલોકન છિદ્રને બંધ કરી શકે છે.

નોર્મન ગોલ્ડબર્ગે ફોકસ શિફ્ટ માટે સ્વચાલિત વળતરની દરખાસ્ત કરી. Zeiss એ Zeiss Ikon કેમેરા માટે રેન્જફાઇન્ડર લેન્સની એક લાઇન લોન્ચ કરી છે જે બદલાતા છિદ્ર મૂલ્યો સાથે ફોકસ શિફ્ટને ઘટાડવા માટે ખાસ ડિઝાઇન કરેલી ડિઝાઇન દર્શાવે છે. તે જ સમયે, રેન્જફાઇન્ડર કેમેરા માટે લેન્સમાં ગોળાકાર વિકૃતિઓ નોંધપાત્ર રીતે ઓછી થઈ છે. રેન્જફાઇન્ડર કેમેરા લેન્સ માટે ફોકસ શિફ્ટ કેટલું મહત્વનું છે, તમે પૂછો છો? LEICA NOCTILUX-M 50mm f/1 લેન્સના ઉત્પાદક અનુસાર, આ મૂલ્ય લગભગ 100 માઇક્રોન છે.

આઉટ-ઓફ-ફોકસ બ્લર પેટર્ન

ઇન-ફોકસ ઇમેજ પર ગોળાકાર વિકૃતિઓની અસરને ઓળખવી મુશ્કેલ છે, પરંતુ તે ઇમેજમાં સ્પષ્ટપણે જોઈ શકાય છે જે ધ્યાનથી સહેજ બહાર છે. ગોળાકાર વિકૃતિ ધ્યાન બહારના વિસ્તારમાં દૃશ્યમાન ટ્રેસ છોડી દે છે.

ફિગ. 1 પર પાછા ફરતા, તે નોંધી શકાય છે કે ગોળાકાર વિકૃતિની હાજરીમાં બ્લર ડિસ્કમાં પ્રકાશની તીવ્રતાનું વિતરણ એકસરખું નથી.

ગર્ભવતી cએક અસ્પષ્ટ ડિસ્ક એક ઝાંખા પ્રભામંડળ દ્વારા ઘેરાયેલા તેજસ્વી કોર દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. જ્યારે બ્લર ડાયલ સ્થિતિમાં છે aપ્રકાશની તેજસ્વી રિંગથી ઘેરાયેલો ઘાટો કોર છે. આવા વિસંગત પ્રકાશ વિતરણ છબીના ધ્યાન બહારના વિસ્તારમાં દેખાઈ શકે છે.

ચોખા. 2 ફોકસના બિંદુની આગળ અને પાછળ અસ્પષ્ટતામાં ફેરફાર

ફિગમાં ઉદાહરણ. 2 એ ફ્રેમની મધ્યમાં એક બિંદુ બતાવે છે, મેક્રો બેલો લેન્સ પર માઉન્ટ થયેલ 85/1.4 લેન્સ સાથે 1:1 મેક્રો મોડમાં શૉટ કરવામાં આવે છે. જ્યારે સેન્સર શ્રેષ્ઠ ફોકસ (મધ્યમ બિંદુ) થી 5mm પાછળ હોય, ત્યારે બ્લર ડાયલ તેજસ્વી રિંગ અસર દર્શાવે છે ( ડાબી જગ્યા), સમાન બ્લર ડિસ્ક મેનિસ્કસ મિરર લેન્સ સાથે મેળવવામાં આવે છે.

અને જ્યારે સેન્સર શ્રેષ્ઠ ફોકસ કરતા 5 મીમી આગળ હોય (એટલે ​​​​કે લેન્સની નજીક), ત્યારે અસ્પષ્ટતાની પ્રકૃતિ ઝાંખા પ્રભામંડળથી ઘેરાયેલા તેજસ્વી કેન્દ્ર તરફ બદલાઈ ગઈ છે. જેમ તમે જોઈ શકો છો, લેન્સે ગોળાકાર વિક્ષેપને વધારે પડતો સુધાર્યો છે, કારણ કે તે ફિગમાંના ઉદાહરણની વિરુદ્ધ વર્તે છે. 1.

નીચેનું ઉદાહરણ ધ્યાન બહારની છબીઓ પર બે વિકૃતિઓની અસરને દર્શાવે છે.

ફિગ માં. 3 એ ક્રોસ બતાવે છે, જે સમાન 85/1.4 લેન્સનો ઉપયોગ કરીને ફ્રેમની મધ્યમાં ફોટોગ્રાફ કરવામાં આવ્યો હતો. મેક્રોફર લગભગ 85 મીમી દ્વારા વિસ્તૃત છે, જે આશરે 1:1 નો વધારો આપે છે. કૅમેરા (મેટ્રિક્સ) મહત્તમ ફોકસથી બંને દિશામાં 1 mm ના વધારામાં ખસેડવામાં આવ્યો હતો. ક્રોસ એ બિંદુ કરતાં વધુ જટિલ છબી છે, અને રંગ સૂચક તેના અસ્પષ્ટતાના દ્રશ્ય ચિત્રો પ્રદાન કરે છે.

ચોખા. 3 ચિત્રોમાંની સંખ્યાઓ લેન્સથી મેટ્રિક્સ સુધીના અંતરમાં ફેરફાર સૂચવે છે, આ મિલીમીટર છે. શ્રેષ્ઠ ફોકસ પોઝિશન (0) થી 1 મીમી ઇન્ક્રીમેન્ટમાં કેમેરા -4 થી +4 મીમી સુધી ખસે છે

ગોળાકાર વિકૃતિ નકારાત્મક અંતર પર અસ્પષ્ટતાની સખત પ્રકૃતિ માટે અને સકારાત્મક અંતર પર નરમ અસ્પષ્ટતામાં સંક્રમણ માટે જવાબદાર છે. રંગની અસરો પણ રસપ્રદ છે જે રેખાંશ રંગીન વિકૃતિ (અક્ષીય રંગ) માંથી ઉદ્ભવે છે. જો લેન્સ નબળી રીતે એસેમ્બલ થયેલ હોય, તો ગોળાકાર વિકૃતિ અને અક્ષીય રંગ એ એકમાત્ર વિકૃતિઓ છે જે છબીની મધ્યમાં દેખાય છે.

મોટેભાગે, ગોળાકાર વિકૃતિની શક્તિ અને કેટલીકવાર પ્રકૃતિ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ પર આધારિત છે. આ કિસ્સામાં, ગોળાકાર વિકૃતિ અને અક્ષીય રંગની સંયુક્ત અસર કહેવામાં આવે છે. આના પરથી તે સ્પષ્ટ થાય છે કે ફિગમાં દર્શાવેલ ઘટના. 3 બતાવે છે કે આ લેન્સનો ઉપયોગ મેક્રો લેન્સ તરીકે કરવાનો નથી. મોટા ભાગના લેન્સ નજીકના ક્ષેત્ર પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવા અને અનંત ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવા માટે ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવે છે, પરંતુ 1:1 મેક્રો માટે નહીં. આવા અભિગમ પર, નિયમિત લેન્સ મેક્રો લેન્સ કરતાં વધુ ખરાબ વર્તન કરશે, જેનો ઉપયોગ ખાસ કરીને નજીકના અંતરે થાય છે.

જો કે, જો લેન્સનો ઉપયોગ પ્રમાણભૂત એપ્લિકેશનો માટે કરવામાં આવે તો પણ, સામાન્ય શૂટિંગ દરમિયાન ગોળાકારતા ધ્યાન બહારના વિસ્તારમાં દેખાઈ શકે છે અને ગુણવત્તાને અસર કરી શકે છે.

તારણો
અલબત્ત, ફિગ માં ચિત્ર. 1 અતિશયોક્તિ છે. વાસ્તવમાં, ફોટોગ્રાફિક લેન્સમાં શેષ ગોળાકાર વિકૃતિઓનું પ્રમાણ ઓછું છે. વિરોધી ગોળાકાર વિકૃતિઓના સરવાળાની ભરપાઈ કરવા, ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા કાચનો ઉપયોગ, કાળજીપૂર્વક ડિઝાઇન કરેલ લેન્સની ભૂમિતિ અને એસ્ફેરિકલ તત્વોના ઉપયોગથી લેન્સ તત્વોના સંયોજન દ્વારા આ અસર નોંધપાત્ર રીતે ઓછી થાય છે. વધુમાં, ફ્લોટિંગ તત્વોનો ઉપયોગ કાર્યકારી અંતરની ચોક્કસ શ્રેણીમાં ગોળાકાર વિકૃતિઓ ઘટાડવા માટે થઈ શકે છે.

અન્ડરકેક્ટેડ ગોળાકાર વિકૃતિ સાથે લેન્સના કિસ્સામાં અસરકારક પદ્ધતિછબીની ગુણવત્તા સુધારવા માટે, છિદ્ર બંધ કરો. ફિગમાં અન્ડરકેક્ટેડ તત્વ માટે. 1 બ્લર ડિસ્કનો વ્યાસ છિદ્ર વ્યાસના ક્યુબના પ્રમાણમાં ઘટે છે.

જટિલ લેન્સ ડિઝાઇનમાં અવશેષ ગોળાકાર વિકૃતિઓ માટે આ અવલંબન અલગ હોઈ શકે છે, પરંતુ, એક નિયમ તરીકે, એક સ્ટોપ દ્વારા બાકોરું બંધ કરવાથી ઇમેજમાં પહેલેથી જ નોંધપાત્ર સુધારો થાય છે.

વૈકલ્પિક રીતે, ગોળાકાર વિકૃતિ સામે લડવાને બદલે, ફોટોગ્રાફર ઇરાદાપૂર્વક તેનું શોષણ કરી શકે છે. Zeiss સોફ્ટનિંગ ફિલ્ટર્સ, તેમની સપાટ સપાટી હોવા છતાં, ઇમેજમાં ગોળાકાર વિકૃતિઓ ઉમેરે છે. તેઓ નરમ અસર અને પ્રભાવશાળી છબી પ્રાપ્ત કરવા માટે પોટ્રેટ ફોટોગ્રાફરોમાં લોકપ્રિય છે.

© પોલ વાન વાલ્રી 2004–2015
અનુવાદ: ઇવાન કોસારેકોવ