लेंस, दर्पण और प्रतिबिंबन
लेंस और दर्पण किरणों को मोड़कर या परावर्तित करके प्रतिबिंब बनाते हैं, जिनकी स्थिति और आकार का अनुमान परअक्षीय प्रतिबिंबन समीकरणों द्वारा लगाया जाता है।
Definition
वह प्रक्रिया जिसके द्वारा अभिसारी या अपसारी प्रकाशीय तत्व किसी वस्तु के बिंदुओं को संबंधित प्रतिबिंब बिंदुओं पर मैप करते हैं, जिसे परअक्षीय सन्निकटन में वस्तु दूरी, प्रतिबिंब दूरी, फोकल लंबाई और आवर्धन के बीच रैखिक संबंधों द्वारा वर्णित किया जाता है।
Scope
यह विषय परअक्षीय व्यवस्था में पतले और मोटे लेंसों तथा समतल और वक्रित दर्पणों द्वारा प्रतिबिंब निर्माण को शामिल करता है। इसमें लेंस-निर्माता समीकरण, वस्तु और प्रतिबिंब की दूरियों को फोकल लंबाई से संबंधित करने वाले पतले-लेंस और दर्पण समीकरण, पार्श्व और कोणीय आवर्धन, वास्तविक और आभासी वस्तुओं और प्रतिबिंबों के लिए चिह्न परिपाटी, एक प्रणाली के मुख्य बिंदु, और कई तत्वों के संयोजन शामिल हैं। यह प्रतिबिंबन को वस्तु बिंदुओं से प्रतिबिंब बिंदुओं के आदर्श मानचित्रण के रूप में मानता है, इससे पहले कि विपथन पर विचार किया जाए।
Core questions
- किसी वस्तु और एक लेंस या दर्पण को देखते हुए, प्रतिबिंब कहाँ है और वह कितना बड़ा है?
- एक लेंस का आकार और अपवर्तक सूचकांक उसकी फोकल लंबाई को कैसे निर्धारित करता है?
- कई तत्वों की फोकल लंबाई और दूरियाँ एक एकल प्रणाली में कैसे संयोजित होती हैं?
- एक प्रतिबिंब कब वास्तविक और उलटा होता है बनाम आभासी और सीधा?
Key concepts
- फोकल लंबाई
- पतले-लेंस समीकरण
- लेंस-निर्माता समीकरण
- पार्श्व आवर्धन
- मुख्य तल
- वास्तविक और आभासी प्रतिबिंब
- अभिसारी और अपसारी लेंस
Key theories
- पतले-लेंस और दर्पण समीकरण
- परअक्षीय किरणों के लिए प्रतिबिंब दूरी का व्युत्क्रम और वस्तु दूरी का व्युत्क्रम फोकल लंबाई के व्युत्क्रम के बराबर होता है, जिसमें फोकल लंबाई को लेंस-निर्माता समीकरण के माध्यम से सतह की वक्रता और अपवर्तक सूचकांक द्वारा निर्धारित किया जाता है।
- मुख्य बिंदु और प्रणाली संयोजन
- एक सामान्य ऑप्टिकल प्रणाली को उसके फोकल, मुख्य और नोडल बिंदुओं द्वारा चित्रित किया जाता है, जिससे लेंस और दर्पणों के किसी भी अनुक्रम को परअक्षीय प्रतिबिंबन के लिए एक एकल समतुल्य तत्व के रूप में माना जा सकता है।
Clinical relevance
प्रतिबिंबन समीकरण मायोपिया, हाइपरोपिया और प्रेसबायोपिया को ठीक करने के लिए चश्मे और कॉन्टैक्ट लेंस के नुस्खे को नियंत्रित करते हैं, और वे सूक्ष्मदर्शी, दूरबीन और सर्जिकल लूप्स में ऑब्जेक्टिव और ऐपिस प्रणालियों के डिजाइन का आधार बनते हैं।
History
दूरबीनों के लिए व्यावहारिक लेंस संयोजन गैलीलियो और केप्लर द्वारा सत्रहवीं शताब्दी की शुरुआत में इकट्ठे किए गए थे, लेकिन प्रतिबिंबन का एक पूर्ण परअक्षीय सिद्धांत, जिसमें मुख्य और फोकल बिंदुओं का व्यवस्थित उपयोग शामिल था, गॉस द्वारा 1841 में दिया गया था, जिसने ऑप्टिकल डिजाइन में अभी भी उपयोग किए जाने वाले ढांचे को प्रदान किया।
Key figures
- Carl Friedrich Gauss
- Johannes Kepler
- Galileo Galilei
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Seminal works
- hecht2017
- bornwolf1999
Frequently asked questions
- एक साधारण आवर्धक से प्राप्त प्रतिबिंब सीधा क्यों होता है जबकि कैमरे का प्रतिबिंब उलटा होता है?
- जब वस्तु एक अभिसारी लेंस के फोकल बिंदु से करीब होती है तो प्रतिबिंब आभासी और सीधा होता है, जैसा कि एक आवर्धक में होता है; जब वस्तु फोकल बिंदु से परे होती है तो किरणें एक वास्तविक, उलटा प्रतिबिंब बनाने के लिए अभिसरित होती हैं, जैसा कि कैमरे के सेंसर पर होता है।
- एक लेंस की फोकल लंबाई क्या निर्धारित करती है?
- फोकल लंबाई दो सतहों की वक्रता पर और इस बात पर निर्भर करती है कि लेंस सामग्री अपने परिवेश के सापेक्ष प्रकाश को कितना अपवर्तित करती है, जैसा कि लेंस-निर्माता समीकरण द्वारा निर्धारित किया जाता है।