लेंस का गोलाकार विपथन इस तथ्य के कारण है। विपथन - वे क्या हैं? विपथन क्या हैं? चिंता किस बात की

और दृष्टिवैषम्य)। तीसरे, पांचवें और उच्चतर क्रम के गोलाकार विपथन हैं।

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  दूरी δs"शून्य और चरम किरणों के लुप्त बिंदुओं के बीच ऑप्टिकल अक्ष को कहा जाता है अनुदैर्ध्य गोलाकार विपथन.

  व्यास δ" प्रकीर्णन वृत्त (डिस्क) सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

  δ ′ = 2 h 1 δ s ′ a ′ (\displaystyle (\delta ")=(\frac (2h_(1)\delta s")(a"))),

  • 2एच 1 - सिस्टम छेद का व्यास;
  • ए"- सिस्टम से छवि बिंदु तक की दूरी;
  • δs"- अनुदैर्ध्य विपथन.

  अनंत पर स्थित वस्तुओं के लिए

  ए ′ = एफ ′ (\displaystyle (ए")=(एफ")),

  अनुदैर्ध्य गोलाकार विपथन का एक विशिष्ट वक्र बनाने के लिए, अनुदैर्ध्य गोलाकार विपथन को भुज अक्ष के साथ आलेखित किया जाता है। δs",और कोर्डिनेट अक्ष के साथ - प्रवेश पुतली पर किरणों की ऊंचाई एच. अनुप्रस्थ विपथन के लिए एक समान वक्र का निर्माण करने के लिए, छवि स्थान में एपर्चर कोणों के स्पर्शरेखा को एक्स-अक्ष के साथ प्लॉट किया जाता है, और प्रकीर्णन वृत्तों की त्रिज्या को ऑर्डिनेट अक्ष के साथ प्लॉट किया जाता है। δg"

  ऐसे मिलाना साधारण लेंस, गोलाकार विपथन को महत्वपूर्ण रूप से ठीक किया जा सकता है।

  कमी और सुधार

  कुछ मामलों में, लेंस को थोड़ा डिफोकस करके तीसरे क्रम के गोलाकार विपथन की थोड़ी मात्रा को ठीक किया जा सकता है। इस मामले में, छवि तल तथाकथित में स्थानांतरित हो जाता है "विमान बेहतर स्थापना» , एक नियम के रूप में, मध्य में, अक्षीय और चरम किरणों के प्रतिच्छेदन के बीच स्थित है, और एक विस्तृत किरण (कम से कम बिखरने वाली डिस्क) की सभी किरणों के प्रतिच्छेदन के सबसे संकीर्ण बिंदु के साथ मेल नहीं खाता है। इस विसंगति को कम से कम बिखरने वाली डिस्क में प्रकाश ऊर्जा के वितरण द्वारा समझाया गया है, जिससे न केवल केंद्र में, बल्कि किनारे पर भी रोशनी मैक्सिमा बनती है। अर्थात्, हम कह सकते हैं कि "डिस्क" एक केंद्रीय बिंदु वाला एक चमकीला वलय है। इसलिए, अनुप्रस्थ गोलाकार विपथन के कम मूल्य के बावजूद, कम से कम बिखरने वाली डिस्क के साथ मेल खाने वाले विमान में ऑप्टिकल सिस्टम का रिज़ॉल्यूशन कम होगा। इस विधि की उपयुक्तता गोलाकार विपथन के परिमाण और प्रकीर्णन डिस्क में रोशनी वितरण की प्रकृति पर निर्भर करती है।

  गोलाकार विपथन को सकारात्मक और नकारात्मक लेंस के संयोजन का उपयोग करके काफी सफलतापूर्वक ठीक किया जा सकता है। इसके अलावा, यदि लेंस एक साथ चिपकते नहीं हैं, तो, घटकों की सतहों की वक्रता के अलावा, गोलाकार विपथन का परिमाण भी वायु अंतराल के आकार से प्रभावित होगा (भले ही सतहें इस वायु अंतराल को सीमित कर रही हों) समान वक्रता है)। इस सुधार विधि के साथ, रंगीन विपथन को आमतौर पर ठीक किया जाता है।

  कड़ाई से बोलते हुए, गोलाकार विपथन को केवल कुछ संकीर्ण क्षेत्रों के लिए और इसके अलावा, केवल कुछ दो संयुग्म बिंदुओं के लिए पूरी तरह से ठीक किया जा सकता है। हालाँकि, व्यवहार में सुधार दो-लेंस प्रणालियों के लिए भी काफी संतोषजनक हो सकता है।

  आमतौर पर, गोलाकार विपथन को एक ऊंचाई मान के लिए समाप्त कर दिया जाता है एच 0 सिस्टम की पुतली के किनारे के अनुरूप। जिसमें उच्चतम मूल्यऊंचाई पर अवशिष्ट गोलाकार विपथन अपेक्षित है एचई एक सरल सूत्र द्वारा निर्धारित किया गया है
  h e h 0 = 0.707 (\displaystyle (\frac (h_(e))(h_(0)))=(0.707))

  विपथन एक बहुअर्थी शब्द है जिसका उपयोग ज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों में किया जाता है: खगोल विज्ञान, प्रकाशिकी, जीव विज्ञान, फोटोग्राफी, चिकित्सा और अन्य। विपथन क्या हैं और किस प्रकार के विपथन मौजूद हैं, इस लेख में चर्चा की जाएगी।

  शब्द का अर्थ

  "विपथन" शब्द कहाँ से आया है? लैटिन भाषाऔर इसका शाब्दिक अनुवाद "विचलन, विकृति, निष्कासन" है। इस प्रकार, विपथन एक निश्चित मूल्य से विचलन की घटना है।

  विपथन की घटना किन वैज्ञानिक क्षेत्रों में देखी जा सकती है?

  खगोल विज्ञान में विपथन

  खगोल विज्ञान में प्रकाश विपथन की अवधारणा का उपयोग किया जाता है। इसे दृश्य विस्थापन के रूप में समझा जाता है खगोलीय पिंडया आपत्ति. यह प्रेक्षित वस्तु और प्रेक्षक के सापेक्ष प्रकाश प्रसार की गति के कारण होता है। दूसरे शब्दों में, एक गतिमान पर्यवेक्षक किसी वस्तु को एक अलग स्थान पर देखता है, जहाँ से वह आराम की स्थिति में उसे देखता। यह इस तथ्य के कारण है कि हमारा ग्रह अंदर है निरंतर गति, इसलिए पर्यवेक्षक की आराम की स्थिति शारीरिक रूप से असंभव है।

  चूँकि विपथन की घटना पृथ्वी की गति के कारण होती है, यह दो प्रकार की होती है:

  • दैनिक विपथन: विचलन पृथ्वी के अपनी धुरी के चारों ओर दैनिक घूर्णन के कारण होता है;
  • वार्षिक विपथन: सूर्य के चारों ओर ग्रह की परिक्रमा के कारण होता है।

  इस घटना की खोज 1727 में हुई थी, और तब से कई वैज्ञानिकों ने प्रकाश के विपथन पर ध्यान दिया है: थॉमस यंग, ​​एरी, आइंस्टीन और अन्य।

  ऑप्टिकल सिस्टम विपथन

  एक ऑप्टिकल सिस्टम ऑप्टिकल तत्वों का एक सेट है जो प्रकाश किरणों को परिवर्तित करता है। मनुष्य के लिए इस प्रकार की सबसे महत्वपूर्ण प्रणाली आँख है। ऐसी प्रणालियों का उपयोग ऑप्टिकल उपकरणों - कैमरा, टेलीस्कोप, माइक्रोस्कोप, प्रोजेक्टर आदि को डिजाइन करने के लिए भी किया जाता है।

  ऑप्टिकल विपथन छवियों की विभिन्न विकृतियाँ हैं ऑप्टिकल सिस्टमआह, अंतिम परिणाम में परिलक्षित हुआ।

  जब कोई वस्तु तथाकथित ऑप्टिकल अक्ष से दूर जाती है, तो किरणों का प्रकीर्णन होता है, अंतिम छवि अस्पष्ट, फोकसहीन, धुंधली होती है, या मूल से अलग रंग की होती है। यह एक विपथन है. विपथन की डिग्री निर्धारित करते समय, इसकी गणना के लिए विशेष सूत्रों का उपयोग किया जा सकता है।

  लेंस विपथन को कई प्रकारों में विभाजित किया गया है।

  मोनोक्रोमैटिक विपथन

  एक आदर्श ऑप्टिकल प्रणाली में, वस्तु पर प्रत्येक बिंदु से किरण भी आउटपुट पर एक बिंदु पर केंद्रित होती है। व्यवहार में, यह परिणाम प्राप्त करना असंभव है: किरण, सतह तक पहुंचकर, विभिन्न बिंदुओं पर केंद्रित होती है। यह विपथन की घटना है जिसके कारण अंतिम छवि धुंधली हो जाती है। ये विकृतियाँ किसी भी वास्तविक ऑप्टिकल सिस्टम में मौजूद होती हैं और इनसे छुटकारा पाना असंभव है।

  रंगीन पथांतरण

  इस प्रकार का विपथन प्रकीर्णन - प्रकाश प्रकीर्णन की घटना के कारण होता है। अलग - अलग रंगस्पेक्ट्रम है अलग गतिवितरण और अपवर्तन की डिग्री। इस प्रकार, प्रत्येक रंग के लिए फोकल लंबाई अलग-अलग हो जाती है। इससे छवि में रंगीन रूपरेखाएँ या अलग-अलग रंग के क्षेत्र दिखाई देने लगते हैं।

  

  ऑप्टिकल उपकरणों में विशेष अक्रोमैटिक लेंस का उपयोग करके रंगीन विपथन की घटना को कम किया जा सकता है।

  गोलाकार विपथन

  प्रकाश की एक आदर्श किरण जिसमें सभी किरणें केवल एक बिंदु से होकर गुजरती हैं, समकेंद्रिक कहलाती है।

  गोलाकार विपथन की घटना के साथ, ऑप्टिकल अक्ष से विभिन्न दूरी पर गुजरने वाली प्रकाश किरणें समकेंद्रित होना बंद कर देती हैं। यह घटना तब भी घटित होती है जब प्रस्थान बिंदूसीधे ऑप्टिकल अक्ष पर स्थित है। इस तथ्य के बावजूद कि किरणें सममित रूप से यात्रा करती हैं, दूर की किरणें मजबूत अपवर्तन के अधीन होती हैं, और अंतिम बिंदु गैर-समान रोशनी प्राप्त करता है।

  

  बढ़ी हुई सतह त्रिज्या वाले लेंस का उपयोग करके गोलाकार विपथन की घटना को कम किया जा सकता है।

  विरूपण

  विकृति (वक्रता) की घटना मूल वस्तु के आकार और उसकी छवि के बीच विसंगति में प्रकट होती है। परिणामस्वरूप, छवि में वस्तु की विकृत आकृतियाँ दिखाई देती हैं। दो प्रकार के हो सकते हैं: आकृतियों की अवतलता या उनकी उत्तलता। संयुक्त विरूपण की घटना के साथ, छवि में एक जटिल विरूपण पैटर्न हो सकता है। इस प्रकार का विपथन ऑप्टिकल अक्ष और स्रोत के बीच की दूरी के कारण होता है।

  ऑप्टिकल सिस्टम में लेंस के विशेष चयन द्वारा विरूपण की घटना को ठीक किया जा सकता है। तस्वीरों को सही करने के लिए ग्राफिक संपादकों का उपयोग किया जा सकता है।

  

  प्रगाढ़ बेहोशी

  यदि प्रकाश किरण ऑप्टिकल अक्ष के सापेक्ष कोण पर गुजरती है, तो कोमा की घटना देखी जाती है। इस मामले में बिंदु की छवि धूमकेतु की याद दिलाते हुए एक बिखरे हुए स्थान की तरह दिखती है, जो इस प्रकार के विपथन के नाम की व्याख्या करती है। फोटो खींचते समय, खुले एपर्चर पर शूटिंग करते समय अक्सर कोमा दिखाई देता है।

  इस घटना को ठीक किया जा सकता है, जैसे गोलाकार विपथन या विरूपण के मामले में, लेंस का चयन करके, साथ ही एपर्चर द्वारा - डायाफ्राम का उपयोग करके प्रकाश किरण के क्रॉस-सेक्शन को कम करके।

  दृष्टिवैषम्य

  इस प्रकार के विपथन के साथ, ऑप्टिकल अक्ष पर स्थित नहीं एक बिंदु छवि में एक अंडाकार या रेखा का रूप ले सकता है। यह विपथन ऑप्टिकल सतह की विभिन्न वक्रता के कारण होता है।

  इस घटना को एक विशेष सतह वक्रता और लेंस की मोटाई का चयन करके ठीक किया जाता है।

  ये ऑप्टिकल सिस्टम की मुख्य विपथन विशेषताएँ हैं।

  गुणसूत्र विपथन

  इस प्रकार का विपथन गुणसूत्रों की संरचना में उत्परिवर्तन और पुनर्व्यवस्था द्वारा प्रकट होता है।

  गुणसूत्र कोशिका केंद्रक में एक संरचना है जो वंशानुगत जानकारी प्रसारित करने के लिए जिम्मेदार है।

  गुणसूत्र विपथन आमतौर पर कोशिका विभाजन के दौरान होता है। वे इंट्राक्रोमोसोमल और इंटरक्रोमोसोमल हैं।

  विपथन के प्रकार:

  
  

  गुणसूत्र विपथन के कारण इस प्रकार हैं:

  • रोगजनक सूक्ष्मजीवों के संपर्क में - बैक्टीरिया और वायरस जो डीएनए संरचना में प्रवेश करते हैं;
  • भौतिक कारक: विकिरण, पराबैंगनी, अत्यधिक तापमान, दबाव, विद्युत चुम्बकीय विकिरण, आदि;
  • रासायनिक यौगिककृत्रिम उत्पत्ति: विलायक, कीटनाशक, लवण हैवी मेटल्स, नाइट्रिक ऑक्साइड, आदि।

  क्रोमोसोमल असामान्यताओं के कारण स्वास्थ्य पर गंभीर परिणाम होते हैं। वे जिन बीमारियों का कारण बनते हैं, उनमें आमतौर पर उन विशेषज्ञों के नाम होते हैं जिन्होंने उनका वर्णन किया है: डाउन सिंड्रोम, शेरशेव्स्की-टर्नर सिंड्रोम, एडवर्ड्स सिंड्रोम, क्लाइनफेल्टर सिंड्रोम, वुल्फ-हिर्शहॉर्न सिंड्रोम और अन्य।

  अक्सर, इस प्रकार के विपथन से उत्पन्न बीमारियाँ मानसिक गतिविधि, कंकाल संरचना, हृदय, पाचन आदि को प्रभावित करती हैं तंत्रिका तंत्र, प्रजनन कार्यशरीर।

  इन बीमारियों के होने की संभावना का हमेशा अनुमान नहीं लगाया जा सकता है। हालाँकि, पहले से ही बच्चे के प्रसवकालीन विकास के चरण में, विशेष अध्ययनों की मदद से मौजूदा विकृति को देखा जा सकता है।

  कीट विज्ञान में विपथन

  एंटोमोलॉजी प्राणीशास्त्र की एक शाखा है जो कीड़ों का अध्ययन करती है।

  इस प्रकार का विपथन अनायास ही प्रकट हो जाता है। आमतौर पर यह कीड़ों के शरीर की संरचना या रंग में मामूली बदलाव में व्यक्त होता है। अधिकतर, विपथन लेपिडोप्टेरा और कोलोप्टेरा में देखा जाता है।

  इसके होने का कारण क्रोमोसोमल या कीड़ों पर प्रभाव है भौतिक कारकइमागो (वयस्क) से पहले के चरण में।

  

  इस प्रकार, विपथन विचलन, विकृति की एक घटना है। यह शब्द कई वैज्ञानिक क्षेत्रों में दिखाई देता है। इसका उपयोग अक्सर ऑप्टिकल सिस्टम, चिकित्सा, खगोल विज्ञान और प्राणीशास्त्र के संबंध में किया जाता है।

  आसानी से सुलभ प्रयोगों का उपयोग करके इस त्रुटि की घटना का पता लगाया जा सकता है। आइए एक साधारण अभिसारी लेंस 1 लें (उदाहरण के लिए, एक समतल-उत्तल लेंस) जिसका व्यास यथासंभव बड़ा और फोकल लंबाई यथासंभव छोटी हो। के व्यास वाली बड़ी स्क्रीन 2 में एक छेद करके और उसके सामने फ्रॉस्टेड ग्लास 3 का एक टुकड़ा जोड़कर, एक छोटे से मजबूत लैंप द्वारा रोशन करके एक छोटा और साथ ही काफी उज्ज्वल प्रकाश स्रोत प्राप्त किया जा सकता है। दूरी। आर्क टॉर्च से प्रकाश को फ्रॉस्टेड ग्लास पर केंद्रित करना और भी बेहतर है। यह "चमकदार बिंदु" लेंस के मुख्य ऑप्टिकल अक्ष पर स्थित होना चाहिए (चित्र 228, ए)।

  

  चावल। 228. गोलाकार विपथन का प्रायोगिक अध्ययन: ए) एक लेंस जिस पर एक विस्तृत किरण गिरती है वह धुंधली छवि देता है; बी) लेंस का केंद्रीय क्षेत्र एक अच्छी स्पष्ट छवि देता है

  इस लेंस की सहायता से, जिस पर प्रकाश की चौड़ी किरणें पड़ती हैं, स्रोत की तीव्र छवि प्राप्त करना संभव नहीं है। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि हम स्क्रीन 4 को कैसे भी घुमाते हैं, यह एक धुंधली छवि बनाता है। लेकिन यदि आप केंद्रीय भाग (चित्र 228, बी) के विपरीत एक छोटे छेद के साथ उसके सामने कार्डबोर्ड 5 का एक टुकड़ा रखकर लेंस पर गिरने वाली किरणों को सीमित करते हैं, तो छवि में काफी सुधार होगा: आप ऐसी स्थिति पा सकते हैं स्क्रीन 4 के लिए उस पर स्रोत की छवि काफी स्पष्ट होगी। यह अवलोकन संकीर्ण पैराक्सियल बीम (सीएफ. §89) का उपयोग करके लेंस में प्राप्त छवि के बारे में हम जो जानते हैं, उससे काफी सुसंगत है।

  

  चावल। 229. गोलाकार विपथन का अध्ययन करने के लिए छेद वाली स्क्रीन

  आइए अब कार्डबोर्ड के केंद्रीय छेद को लेंस के व्यास के साथ स्थित छोटे छेद वाले कार्डबोर्ड के एक टुकड़े से बदलें (चित्र 229)। यदि लेंस के पीछे की हवा थोड़ी धुँआदार हो तो इन छिद्रों से गुजरने वाली किरणों के मार्ग का पता लगाया जा सकता है। हम पाएंगे कि लेंस के केंद्र से अलग-अलग दूरी पर स्थित छिद्रों से गुजरने वाली किरणें अलग-अलग बिंदुओं पर प्रतिच्छेद करती हैं: किरण लेंस की धुरी से जितनी दूर निकलती है, उतना ही अधिक अपवर्तित होती है और बिंदु लेंस के जितना करीब होता है अक्ष के साथ इसके प्रतिच्छेदन का।

  इस प्रकार, हमारे प्रयोगों से पता चलता है कि अक्ष से अलग-अलग दूरी पर स्थित लेंस के अलग-अलग क्षेत्रों से गुजरने वाली किरणें लेंस से अलग-अलग दूरी पर स्थित स्रोत की छवियां देती हैं। स्क्रीन की दी गई स्थिति में, लेंस के विभिन्न क्षेत्र उस पर दिखाई देंगे: कुछ अधिक तीव्र हैं, अन्य स्रोत की अधिक धुंधली छवियां हैं, जो एक प्रकाश वृत्त में विलीन हो जाएंगी। परिणामस्वरूप, एक बड़े व्यास वाला लेंस एक बिंदु स्रोत की छवि को बिंदु के रूप में नहीं, बल्कि धुंधले प्रकाश धब्बे के रूप में बनाता है।

  इसलिए, विस्तृत प्रकाश किरणों का उपयोग करते समय, स्रोत मुख्य अक्ष पर स्थित होने पर भी हमें एक बिंदु छवि नहीं मिलती है। ऑप्टिकल सिस्टम में इस त्रुटि को गोलाकार विपथन कहा जाता है।

  

  चावल। 230. गोलाकार विपथन का उद्भव। अक्ष के ऊपर अलग-अलग ऊंचाई पर लेंस से निकलने वाली किरणें अलग-अलग बिंदुओं पर एक बिंदु की छवियां देती हैं

  साधारण नकारात्मक लेंस के लिए, गोलाकार विपथन के कारण, लेंस के केंद्रीय क्षेत्र से गुजरने वाली किरणों की फोकल लंबाई भी परिधीय क्षेत्र से गुजरने वाली किरणों की तुलना में अधिक होगी। दूसरे शब्दों में, अपसारी लेंस के केंद्रीय क्षेत्र से गुजरने वाली एक समानांतर किरण बाहरी क्षेत्र से गुजरने वाली किरण की तुलना में कम अपसारी हो जाती है। अभिसारी लेंस के बाद प्रकाश को अपसारी लेंस से गुजरने के लिए मजबूर करके, हम फोकल लंबाई बढ़ाते हैं। हालाँकि, यह वृद्धि परिधीय किरणों की तुलना में केंद्रीय किरणों के लिए कम महत्वपूर्ण होगी (चित्र 231)।

  

  चावल। 231. गोलाकार विपथन: ए) एक एकत्रित लेंस में; b) अपसारी लेंस में

  इस प्रकार, केंद्रीय किरणों के अनुरूप अभिसरण लेंस की लंबी फोकल लंबाई परिधीय किरणों की छोटी फोकल लंबाई से कम बढ़ जाएगी। नतीजतन, अपसारी लेंस, अपने गोलाकार विपथन के कारण, एकत्रित लेंस के गोलाकार विपथन के कारण केंद्रीय और परिधीय किरणों की फोकल लंबाई में अंतर को बराबर कर देता है। अभिसरण और अपसारी लेंस के संयोजन की सही गणना करके, हम इस संरेखण को इतनी पूरी तरह से पूरा कर सकते हैं कि दो लेंसों की प्रणाली का गोलाकार विपथन व्यावहारिक रूप से शून्य हो जाएगा (चित्र 232)। आमतौर पर दोनों साधारण लेंस एक साथ चिपके होते हैं (चित्र 233)।

  

  चावल। 232. अभिसारी और अपसारी लेंस के संयोजन से गोलाकार विपथन का सुधार

  

  चावल। 233. चिपका हुआ खगोलीय लेंस, गोलाकार विपथन के लिए ठीक किया गया

  ऊपर से यह स्पष्ट है कि गोलाकार विपथन का विनाश प्रणाली के दो भागों के संयोजन से होता है, जिसके गोलाकार विपथन परस्पर एक दूसरे की क्षतिपूर्ति करते हैं। हम अन्य सिस्टम कमियों को ठीक करते समय भी ऐसा ही करते हैं।

  गोलाकार विपथन को समाप्त करने वाली ऑप्टिकल प्रणाली का एक उदाहरण खगोलीय लेंस है। यदि तारा लेंस की धुरी पर स्थित है, तो इसकी छवि व्यावहारिक रूप से विपथन से विकृत नहीं होती है, हालांकि लेंस का व्यास कई दसियों सेंटीमीटर तक पहुंच सकता है।

  गोलाकार विपथन ()

  यदि बी को छोड़कर सभी गुणांक शून्य के बराबर हैं, तो (8) का रूप लेता है

  इस मामले में विपथन वक्र संकेंद्रित वृत्तों के रूप में होते हैं, जिनके केंद्र पैराक्सियल छवि के बिंदु पर स्थित होते हैं, और त्रिज्या क्षेत्र त्रिज्या की तीसरी शक्ति के समानुपाती होते हैं, लेकिन स्थिति () पर निर्भर नहीं होते हैं दृश्य क्षेत्र में वस्तु. इस छवि दोष को गोलाकार विपथन कहा जाता है।

  गोलाकार विपथन, स्वतंत्र होने के कारण, छवि के ऑन-एक्सिस और ऑफ-एक्सिस दोनों बिंदुओं को विकृत कर देता है। किसी वस्तु के अक्षीय बिंदु से निकलने वाली और अक्ष के साथ महत्वपूर्ण कोण बनाने वाली किरणें इसे पैराएक्सियल फोकस के सामने या पीछे स्थित बिंदुओं पर काटती हैं (चित्र 5.4)। वह बिंदु जिस पर डायाफ्राम के किनारे से किरणें धुरी के साथ प्रतिच्छेद करती हैं, किनारे का फोकस कहलाता है। यदि छवि क्षेत्र में स्क्रीन को अक्ष के समकोण पर रखा गया है, तो स्क्रीन की एक स्थिति होती है जिस पर छवि का गोल स्थान न्यूनतम होता है; इस न्यूनतम "छवि" को प्रकीर्णन का सबसे छोटा वृत्त कहा जाता है।

  प्रगाढ़ बेहोशी()

  गैर-शून्य एफ गुणांक द्वारा विशेषता विपथन को कोमा कहा जाता है। इस मामले में विकिरण विपथन के घटक (8) के अनुसार हैं। देखना

  

  जैसा कि हम देखते हैं, एक निश्चित क्षेत्र त्रिज्या के साथ, एक बिंदु (चित्र 2.1 देखें) जब 0 से दो बार बदलता है तो छवि तल में एक वृत्त का वर्णन करता है। वृत्त की त्रिज्या बराबर है, और इसका केंद्र पैराएक्सियल फोकस से नकारात्मक मानों की दूरी पर है पर. नतीजतन, यह वृत्त पैराएक्सियल छवि और अक्ष के साथ घटकों से गुजरने वाली दो सीधी रेखाओं को छूता है पर 30° का कोण. अगर सब लोग दौड़ते हुए आयें संभावित मान, तो समान वृत्तों का संग्रह इन सीधी रेखाओं के खंडों और सबसे बड़े विपथन वृत्त के चाप द्वारा सीमित क्षेत्र बनाता है (चित्र 3.3)। परिणामी क्षेत्र के आयाम सिस्टम अक्ष से वस्तु बिंदु की बढ़ती दूरी के साथ रैखिक रूप से बढ़ते हैं। जब एब्बे साइन्स की स्थिति पूरी हो जाती है, तो सिस्टम अक्ष के निकट स्थित वस्तु तल के एक तत्व की एक तेज छवि प्रदान करता है। नतीजतन, इस मामले में, विपथन फ़ंक्शन के विस्तार में ऐसे शब्द शामिल नहीं हो सकते हैं जो रैखिक रूप से निर्भर करते हैं। इसका तात्पर्य यह है कि यदि साइनस की स्थिति पूरी हो जाती है, तो कोई प्राथमिक कोमा नहीं होता है।

  दृष्टिवैषम्य () और क्षेत्र वक्रता ()

  गुणांक सी और डी द्वारा विशेषता विपथन पर एक साथ विचार करना अधिक सुविधाजनक है। यदि (8) में अन्य सभी गुणांक शून्य के बराबर हैं, तो

  ऐसे विपथन के महत्व को प्रदर्शित करने के लिए, आइए पहले मान लें कि इमेजिंग बीम बहुत संकीर्ण है। § 4.6 के अनुसार, ऐसी किरण की किरणें वक्रों के दो छोटे खंडों को काटती हैं, जिनमें से एक (स्पर्शरेखा फोकल रेखा) मेरिडियनल विमान के लिए ऑर्थोगोनल है, और दूसरा (धनु फोकल रेखा) इस विमान में स्थित है। आइए अब वस्तु तल के परिमित क्षेत्र के सभी बिंदुओं से निकलने वाले प्रकाश पर विचार करें। छवि स्थान में फोकल रेखाएं स्पर्शरेखा और धनु फोकल सतहों में बदल जाएंगी। प्रथम सन्निकटन के अनुसार, इन सतहों को गोला माना जा सकता है। मान लीजिए और उनकी त्रिज्याएं हैं, जिन्हें सकारात्मक माना जाता है यदि संबंधित वक्रता केंद्र छवि तल के दूसरी तरफ स्थित होते हैं जहां से प्रकाश फैलता है (चित्र 3.4 में दिखाए गए मामले में)।

  वक्रता की त्रिज्या को गुणांकों के माध्यम से व्यक्त किया जा सकता है साथऔर डी. ऐसा करने के लिए, वक्रता को ध्यान में रखते हुए किरण विपथन की गणना करते समय, सीडेल चर के बजाय सामान्य निर्देशांक का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक होता है। हमारे पास है (चित्र 3.5)

  

  कहाँ यू- धनु फोकल रेखा और छवि तल के बीच छोटी दूरी। अगर वीतो, इस फोकल रेखा से अक्ष की दूरी है

  
  

  यदि अभी भी उपेक्षित है औरकी तुलना में, फिर (12) से हम पाते हैं

  

  वैसे ही

  

  आइए अब इन संबंधों को सीडेल चर के संदर्भ में लिखें। उनमें (2.6) और (2.8) प्रतिस्थापित करने पर, हमें प्राप्त होता है

  

  और इसी तरह

  

  अंतिम दो संबंधों में हम द्वारा प्रतिस्थापित कर सकते हैं और फिर, (11) और (6) का उपयोग करके, हम प्राप्त करते हैं

  आकार 2सी + डीआमतौर पर कहा जाता है स्पर्शरेखीय क्षेत्र वक्रता, परिमाण डी -- धनु क्षेत्र वक्रता, और उनकी आधी राशि

  जो उनके अंकगणितीय माध्य के समानुपाती है, - बस क्षेत्र वक्रता.

  (13) और (18) से यह पता चलता है कि अक्ष से ऊंचाई पर दो फोकल सतहों के बीच की दूरी (यानी, छवि बनाने वाली किरण का दृष्टिवैषम्य अंतर) के बराबर है

  

  आधा अंतर

  

  बुलाया दृष्टिवैषम्य. दृष्टिवैषम्य के अभाव में (C = 0) हमारे पास है। RADIUS आरइस मामले में कुल, संपाती, फोकल सतह की गणना एक सरल सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है, जिसमें सिस्टम की व्यक्तिगत सतहों की वक्रता की त्रिज्या और सभी मीडिया के अपवर्तक सूचकांक शामिल हैं।

  विरूपण()

  यदि संबंध (8) में केवल गुणांक शून्य से भिन्न है इ, वह

  चूँकि इसमें निर्देशांक शामिल नहीं हैं और, प्रदर्शन कलंकात्मक होगा और निकास पुतली की त्रिज्या पर निर्भर नहीं होगा; हालाँकि, अक्ष से छवि बिंदुओं की दूरियाँ वस्तु बिंदुओं के लिए संबंधित दूरियों के समानुपाती नहीं होंगी। इस विपथन को विकृति कहा जाता है।

  इस तरह के विपथन की उपस्थिति में, अक्ष से गुजरने वाली वस्तु के तल में किसी भी रेखा की छवि एक सीधी रेखा होगी, लेकिन किसी अन्य रेखा की छवि घुमावदार होगी। चित्र में. 3.6, और वस्तु को अक्षों के समानांतर सीधी रेखाओं के ग्रिड के रूप में दिखाया गया है एक्सऔर परऔर एक दूसरे से समान दूरी पर स्थित हैं। चावल। 3.6. बी तथाकथित को दर्शाता है बैरल विरूपण (ई>0), और चित्र। 3.6. वी - पिनकुशन विरूपण (इ<0 ).

  
  

  चावल। 3.6.

  यह पहले कहा गया था कि पांच सीडेल विपथन में से तीन (गोलाकार, कोमा और दृष्टिवैषम्य) छवि तीक्ष्णता में हस्तक्षेप करते हैं। अन्य दो (क्षेत्र वक्रता और विरूपण) इसकी स्थिति और आकार बदलते हैं। सामान्य तौर पर, ऐसी प्रणाली का निर्माण करना असंभव है जो सभी प्राथमिक विपथन और उच्च क्रम विपथन दोनों से मुक्त हो; इसलिए, हमें हमेशा कुछ उपयुक्त समझौता समाधान की तलाश करनी होगी जो उनके सापेक्ष मूल्यों को ध्यान में रखे। कुछ मामलों में, सीडेल विपथन को उच्च क्रम के विपथन द्वारा काफी कम किया जा सकता है। अन्य मामलों में, कुछ विपथन को पूरी तरह से नष्ट करना आवश्यक है, भले ही अन्य प्रकार के विपथन प्रकट हों। उदाहरण के लिए, दूरबीनों में कोमा को पूरी तरह से समाप्त किया जाना चाहिए, क्योंकि यदि यह मौजूद है, तो छवि असममित होगी और सभी सटीक खगोलीय स्थिति माप अर्थहीन होंगे . दूसरी ओर, कुछ क्षेत्र वक्रता की उपस्थिति और विकृति अपेक्षाकृत हानिरहित है, क्योंकि इसे उचित गणनाओं का उपयोग करके समाप्त किया जा सकता है।

  ऑप्टिकल विपथन रंगीन दृष्टिवैषम्य विरूपण

  इसे आमतौर पर ऑप्टिकल अक्ष पर स्थित किसी वस्तु पर एक बिंदु से निकलने वाली किरणों की किरण के लिए माना जाता है। हालाँकि, गोलाकार विपथन ऑप्टिकल अक्ष से दूर वस्तु के बिंदुओं से निकलने वाली किरणों के अन्य पुंजों के लिए भी होता है, लेकिन ऐसे मामलों में इसे किरणों के संपूर्ण झुके हुए पुंज के विपथन का एक अभिन्न अंग माना जाता है। इसके अलावा, यद्यपि इस विपथन को कहा जाता है गोलाकार, यह न केवल गोलाकार सतहों की विशेषता है।

  गोलाकार विपथन के परिणामस्वरूप, किरणों की एक बेलनाकार किरण, एक लेंस द्वारा अपवर्तन के बाद (छवि स्थान में), एक शंकु का नहीं, बल्कि कुछ फ़नल-आकार की आकृति का रूप लेती है, जिसकी बाहरी सतह, एक टोंटी के पास, कास्टिक सतह कहलाती है। इस मामले में, बिंदु की छवि में एक गैर-समान रोशनी वितरण के साथ एक डिस्क का रूप होता है, और कास्टिक वक्र का आकार किसी को रोशनी वितरण की प्रकृति का न्याय करने की अनुमति देता है। सामान्य तौर पर, गोलाकार विपथन की उपस्थिति में प्रकीर्णन आकृति, प्रवेश (या निकास) पुतली पर निर्देशांक की तीसरी शक्ति के आनुपातिक त्रिज्या के साथ संकेंद्रित वृत्तों की एक प्रणाली है।

  परिकलित मान

  दूरी δs"शून्य और चरम किरणों के लुप्त बिंदुओं के बीच ऑप्टिकल अक्ष को कहा जाता है अनुदैर्ध्य गोलाकार विपथन.

  व्यास δ" प्रकीर्णन वृत्त (डिस्क) सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

  • 2एच 1 - सिस्टम छेद का व्यास;
  • ए"- सिस्टम से छवि बिंदु तक की दूरी;
  • δs"- अनुदैर्ध्य विपथन.

  अनंत पर स्थित वस्तुओं के लिए

  ऐसे सरल लेंसों के संयोजन से गोलाकार विपथन को काफी हद तक ठीक किया जा सकता है।

  कमी और सुधार

  कुछ मामलों में, लेंस को थोड़ा डिफोकस करके तीसरे क्रम के गोलाकार विपथन की थोड़ी मात्रा को ठीक किया जा सकता है। इस मामले में, छवि तल तथाकथित में स्थानांतरित हो जाता है "सर्वश्रेष्ठ स्थापना विमान", एक नियम के रूप में, मध्य में, अक्षीय और चरम किरणों के प्रतिच्छेदन के बीच स्थित है, और एक विस्तृत किरण (कम से कम बिखरने वाली डिस्क) की सभी किरणों के प्रतिच्छेदन के सबसे संकीर्ण बिंदु के साथ मेल नहीं खाता है। इस विसंगति को कम से कम बिखरने वाली डिस्क में प्रकाश ऊर्जा के वितरण द्वारा समझाया गया है, जिससे न केवल केंद्र में, बल्कि किनारे पर भी रोशनी मैक्सिमा बनती है। अर्थात्, हम कह सकते हैं कि "डिस्क" एक केंद्रीय बिंदु वाला एक चमकीला वलय है। इसलिए, अनुप्रस्थ गोलाकार विपथन के कम मूल्य के बावजूद, कम से कम बिखरने वाली डिस्क के साथ मेल खाने वाले विमान में ऑप्टिकल सिस्टम का रिज़ॉल्यूशन कम होगा। इस विधि की उपयुक्तता गोलाकार विपथन के परिमाण और प्रकीर्णन डिस्क में रोशनी वितरण की प्रकृति पर निर्भर करती है।

  कड़ाई से बोलते हुए, गोलाकार विपथन को केवल कुछ संकीर्ण क्षेत्रों के लिए और इसके अलावा, केवल कुछ दो संयुग्म बिंदुओं के लिए पूरी तरह से ठीक किया जा सकता है। हालाँकि, व्यवहार में सुधार दो-लेंस प्रणालियों के लिए भी काफी संतोषजनक हो सकता है।

  आमतौर पर, गोलाकार विपथन को एक ऊंचाई मान के लिए समाप्त कर दिया जाता है एच 0 सिस्टम की पुतली के किनारे के अनुरूप। इस मामले में, ऊंचाई पर अवशिष्ट गोलाकार विपथन का उच्चतम मूल्य अपेक्षित है एचई एक सरल सूत्र द्वारा निर्धारित किया गया है
  

  अवशिष्ट गोलाकार विपथन इस तथ्य की ओर ले जाता है कि एक बिंदु की छवि कभी भी एक बिंदु नहीं बनती है। यह एक डिस्क ही रहेगी, यद्यपि असंशोधित गोलाकार विपथन की तुलना में इसका आकार बहुत छोटा होगा।

  अवशिष्ट गोलाकार विपथन को कम करने के लिए, गणना की गई "अतिसुधार" का उपयोग अक्सर सिस्टम की पुतली के किनारे पर किया जाता है, जिससे किनारे क्षेत्र के गोलाकार विपथन को एक सकारात्मक मान मिलता है ( δs"> 0). उसी समय किरणें ऊंचाई पर पुतली को पार कर जाती हैं एचई, केंद्र बिंदु के और भी करीब प्रतिच्छेद करती है, और किनारे की किरणें, हालांकि वे केंद्र बिंदु के पीछे एकत्रित होती हैं, प्रकीर्णन डिस्क की सीमाओं से आगे नहीं जाती हैं। इस प्रकार, प्रकीर्णन डिस्क का आकार घट जाता है और उसकी चमक बढ़ जाती है। यानी इमेज की डिटेल और कंट्रास्ट दोनों बेहतर हो जाते हैं। हालाँकि, प्रकीर्णन डिस्क में रोशनी वितरण की ख़ासियत के कारण, "अति सुधारित" गोलाकार विपथन वाले लेंस में अक्सर फोकस क्षेत्र के बाहर "डबल" धुंधलापन होता है।

  कुछ मामलों में, महत्वपूर्ण "पुनः सुधार" की अनुमति है। उदाहरण के लिए, कार्ल ज़ीस जेना के शुरुआती "प्लानर" का गोलाकार विपथन मान सकारात्मक था ( δs"> 0), पुतली के सीमांत और मध्य क्षेत्र दोनों के लिए। यह समाधान पूर्ण एपर्चर पर कंट्रास्ट को थोड़ा कम करता है, लेकिन छोटे एपर्चर पर रिज़ॉल्यूशन को उल्लेखनीय रूप से बढ़ाता है।

  टिप्पणियाँ

  साहित्य

  • बेगुनोव बी.एन. जियोमेट्रिक ऑप्टिक्स, मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी पब्लिशिंग हाउस, 1966।
  • वोलोसोव डी.एस., फोटोग्राफिक ऑप्टिक्स। एम., "इस्कुस्तवो", 1971।
  • ज़काज़्नोव एन.पी. एट अल., ऑप्टिकल सिस्टम का सिद्धांत, एम., "मशीन बिल्डिंग", 1992।
  • लैंड्सबर्ग जी.एस. ऑप्टिक्स। एम., फ़िज़मैटलिट, 2003।
  • चुरिलोव्स्की वी.एन. ऑप्टिकल उपकरणों का सिद्धांत, लेनिनग्राद, "मशीन बिल्डिंग", 1966।
  • स्मिथ, वॉरेन जे. आधुनिक ऑप्टिकल इंजीनियरिंग, मैकग्रा-हिल, 2000।
  
  

  विकिमीडिया फ़ाउंडेशन. 2010.

  भौतिक विश्वकोश

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