लेंस

एक लेंस एक ट्रांसमिसिव ऑप्टिक्स डिवाइस है जो अपवर्तन के माध्यम से एक प्रकाश बीम को केंद्रित या फैलाता है।एक साधारण लेंस में पारदर्शी सामग्री का एक एकल टुकड़ा होता है, जबकि एक #compound लेंस में कई सिंपल लेंस ( तत्व ) होते हैं, आमतौर पर एक सामान्य ऑप्टिकल अक्ष के साथ व्यवस्थित होते हैं।लेंस कांच या प्लास्टिक जैसी सामग्रियों से बने होते हैं और आवश्यक आकार में पीसने (अपघर्षक कटिंग), चमकाने, या मोल्डिंग (प्रक्रिया) कर रहे हैं।एक लेंस एक प्रिज्म (प्रकाशिकी) के विपरीत, एक छवि बनाने के लिए प्रकाश को ध्यान केंद्रित कर सकता है, जो बिना ध्यान केंद्रित किए प्रकाश को अपवर्तित करता है।इसी तरह के डिवाइस जो दृश्यमान प्रकाश के अलावा अन्य तरंगों और विकिरण को ध्यान केंद्रित करते हैं, वे लेंस भी कहलाते हैं, जैसे कि माइक्रोवेव लेंस, इलेक्ट्रॉन लेंस, ध्वनिक लेंस या विस्फोटक लेंस।

लेंस का उपयोग विभिन्न इमेजिंग उपकरणों जैसे दूरबीन, दूरबीन और कैमरों में किया जाता है।उन्हें चश्मे में दृश्य एड्स के रूप में भी उपयोग किया जाता है ताकि दृष्टि के दोषों को सही किया जा सके जैसे कि निकट-दृष्टि और दूर-दूर तक।

इतिहास
शब्द: विकट: लेंस लेंस (जीनस) से आता है। lēns, लैटिन नाम द मसूर की दाल (एक दाल के पौधे का एक बीज), क्योंकि एक डबल-कनवेक्स लेंस लेंटिल के आकार का होता है।दाल एक लेंस (ज्यामिति) को अपना नाम भी देता है। कुछ विद्वानों का तर्क है कि पुरातत्व साक्ष्य इंगित करते हैं कि पुरातनता में लेंस का व्यापक उपयोग किया गया था, जिसमें कई सहस्राब्दी थे। तथाकथित निम्रुद लेंस 7 वीं शताब्दी ईसा पूर्व के लिए एक रॉक क्रिस्टल कलाकृतियों का है जो एक आवर्धक कांच, या एक जलते हुए कांच के रूप में उपयोग किया जा सकता है या नहीं किया जा सकता है। दूसरों ने सुझाव दिया है कि कुछ मिस्र के चित्रलिपि सरल ग्लास मेनिस्कल लेंस को दर्शाते हैं। लेंस के उपयोग के लिए सबसे पुराना निश्चित संदर्भ अरस्तू के खेलने वाले बादलों (424 ईसा पूर्व) से एक जलते हुए ग्लास का उल्लेख है। बड़े पैमाने पर (पहली शताब्दी) इस बात की पुष्टि करता है कि रोमन काल में जलने वाले कांचों को जाना जाता था। प्लिनी के पास एक सुधारात्मक लेंस के उपयोग के लिए जल्द से जल्द ज्ञात संदर्भ भी है जब वह उल्लेख करता है कि नीरो को एक पन्ना (संभवतः विक्ट: अवतल के लिए अवतल करने के लिए अवतल, हालांकि संदर्भ अस्पष्ट है) का उपयोग करके ग्लैडीएटोरियल गेम देखने के लिए कहा गया था। प्लिनी और सेनेका दोनों छोटे (3 ईसा पूर्व -65 ई।) ने पानी से भरे एक ग्लास ग्लोब के आवर्धक प्रभाव का वर्णन किया।

टॉलेमी (दूसरी शताब्दी) ने प्रकाशिकी (टॉलेमी)टॉलेमी) पर एक पुस्तक लिखी, जो हालांकि केवल एक अधूरे और बहुत गरीब अरबी अनुवाद के लैटिन अनुवाद में जीवित है। हालाँकि, पुस्तक को इस्लामिक वर्ल्ड में मध्ययुगीन विद्वानों द्वारा प्राप्त किया गया था, और इब्न साहल (गणितज्ञ) (10 वीं शताब्दी) द्वारा टिप्पणी की गई थी, जो शोक (प्रकाशिकी पुस्तक, 11 वीं शताब्दी) द्वारा बदले में सुधार किया गया था।टॉलेमी के प्रकाशिकी का अरबी अनुवाद 12 वीं शताब्दी में लैटिन अनुवाद में उपलब्ध हो गया (पलेर्मो 1154 के यूजेनियस)।11 वीं और 13 वीं शताब्दी के बीच पढ़ने का पत्थर्स का आविष्कार किया गया था।ये आदिम प्लानो-उत्तल लेंस थे जो शुरू में एक कांच के गोले को आधे में काटकर बनाए गए थे।मध्ययुगीन (11 वीं या 12 वीं शताब्दी) रॉक क्रिस्टल विस्बी लेंस जलते हुए चश्मे के रूप में उपयोग के लिए अभिप्रेत हो सकता है या नहीं हो सकता है। 13 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में उत्तरी इटली में उच्च मध्ययुगीन काल के पढ़ने के पत्थरों के सुधार के रूप में चश्मे का आविष्कार किया गया था। यह 13 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में वेनिस और फ्लोरेंस में पहली बार चश्मा के लिए पीसने और चमकाने वाले लेंस के ऑप्टिकल उद्योग की शुरुआत थी, और बाद में नीदरलैंड और जर्मनी दोनों में तमाशा बनाने वाले केंद्रों में। तमाशा निर्माताओं ने लेंस के प्रभावों को देखने से प्राप्त अनुभवजन्य ज्ञान पर आधारित दृष्टि के सुधार के लिए बेहतर प्रकार के लेंस बनाए (शायद दिन के अल्पविकसित ऑप्टिकल सिद्धांत के ज्ञान के बिना)। लेंस के साथ व्यावहारिक विकास और प्रयोग ने 1595 के आसपास यौगिक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के आविष्कार का नेतृत्व किया, और 1608 में अपवर्तित दूरबीन, दोनों नीदरलैंड में तमाशा बनाने वाले केंद्रों में दिखाई दिए।

दूरबीन और माइक्रोस्कोप के आविष्कार के साथ, लेंस में देखी गई क्रोमैटिक त्रुटियों को ठीक करने की कोशिश कर रहे 17 वीं और 18 वीं शताब्दी में लेंस आकृतियों के साथ प्रयोग का एक बड़ा सौदा था।ऑप्टिशियंस ने वक्रता के अलग -अलग रूपों के लेंस का निर्माण करने की कोशिश की, गलत तरीके से यह मानते हुए कि उनकी सतहों के गोलाकार आकृति में दोषों से त्रुटियां उत्पन्न हुईं। अपवर्तन और प्रयोग पर ऑप्टिकल सिद्धांत दिखा रहा था कि कोई एकल-तत्व लेंस सभी रंगों को ध्यान में नहीं ला सकता है।इसने 1733 में इंगलैंड में चेस्टर मूर हॉल द्वारा यौगिक अकरमैटिक लेंस के आविष्कार का नेतृत्व किया, एक आविष्कार भी 1758 के पेटेंट में साथी अंग्रेज जॉन डॉलोंड द्वारा दावा किया गया था।

सरल लेंस का निर्माण
अधिकांश लेंस गोलाकार लेंस हैं: उनकी दो सतहें गोले की सतहों के हिस्से हैं।प्रत्येक सतह wikt हो सकती है: उत्तल (लेंस से बाहर की ओर उभरते हुए), विकट: अवतल (लेंस में उदास), या प्लानर (फ्लैट)।लेंस की सतहों को बनाने वाले क्षेत्रों के केंद्रों में शामिल होने वाली रेखा को लेंस का अक्ष कहा जाता है।आमतौर पर लेंस अक्ष लेंस के भौतिक केंद्र से होकर गुजरता है, क्योंकि जिस तरह से वे निर्मित होते हैं।उन्हें एक अलग आकार या आकार देने के लिए निर्माण के बाद लेंस काटा जा सकता है या जमीन हो सकती है।लेंस अक्ष तब लेंस के भौतिक केंद्र से नहीं गुजर सकता है।

टोरिक लेंस या स्फेरो-सिलेंड्रिकल लेंस में दो ऑर्थोगोनल विमानों में वक्रता के दो अलग-अलग रेडी के साथ सतह होती है।उनके पास अलग -अलग मेरिडियन में एक अलग फोकल शक्ति है।यह एक [[दृष्टिवैषम्य]] (ऑप्टिकल सिस्टम) लेंस बनाता है।एक उदाहरण चश्मा लेंस है जो किसी की आंख में दृष्टिवैषम्य को ठीक करने के लिए उपयोग किया जाता है।

सरल लेंस के प्रकार
लेंस को दो ऑप्टिकल सतहों की वक्रता द्वारा वर्गीकृत किया जाता है।एक लेंस BICONVEX (या डबल उत्तल, या सिर्फ उत्तल) है यदि दोनों सतह विक्ट हैं: उत्तल।यदि दोनों सतहों में वक्रता का एक ही त्रिज्या है, तो लेंस समान है।दो विक्ट के साथ एक लेंस: अवतल सतहें biconcave (या सिर्फ अवतल) हैं।यदि सतहों में से एक सपाट है, तो लेंस अन्य सतह की वक्रता के आधार पर प्लानो-कूर्वेक्स या प्लानो-कॉनकेव है।एक उत्तल और एक अवतल पक्ष के साथ एक लेंस उत्तल-कॉनकैव या मेनिस्कस है।यह इस प्रकार का लेंस है जो आमतौर पर सुधारात्मक लेंस#लेंस आकार में उपयोग किया जाता है।

पतला लेंस Biconvex या Plano-Convex है, तो लेंस के माध्यम से गुजरने वाले प्रकाश का एक कोलाइमेटेड प्रकाश किरण लेंस के पीछे एक स्थान (एक फोकस) में परिवर्तित हो जाता है।इस मामले में, लेंस को एक सकारात्मक या अभिसरण लेंस कहा जाता है।हवा में एक पतले लेंस के लिए, लेंस से स्थान तक की दूरी लेंस की फोकल लंबाई है, जो आमतौर पर आरेख और समीकरणों में एफ द्वारा दर्शाई जाती है।एक विस्तारित गोलार्द्ध लेंस एक विशेष प्रकार का प्लानो-उत्तल लेंस है, जिसमें लेंस की घुमावदार सतह एक पूर्ण गोलार्ध है और लेंस वक्रता की त्रिज्या से बहुत अधिक मोटा है।

यदि लेंस biconcave या plano-concave है, तो लेंस के माध्यम से गुजरने वाले प्रकाश का एक टकराया बीम विचलन किया जाता है (प्रसार);इस प्रकार लेंस को एक नकारात्मक या डाइवर्जिंग लेंस कहा जाता है।बीम, लेंस से गुजरने के बाद, लेंस के सामने अक्ष पर एक विशेष बिंदु से निकलने के लिए प्रकट होता है।हवा में एक पतले लेंस के लिए, इस बिंदु से लेंस की दूरी फोकल लंबाई है, हालांकि यह एक अभिसरण लेंस की फोकल लंबाई के संबंध में नकारात्मक है।

उत्तल-कॉनकैव (मेनिस्कस) लेंस दो सतहों के सापेक्ष वक्रता के आधार पर सकारात्मक या नकारात्मक हो सकते हैं।एक नकारात्मक मेनिस्कस लेंस में एक स्थिर अवतल सतह होती है और यह परिधि की तुलना में केंद्र में पतली होती है।इसके विपरीत, एक सकारात्मक मेनिस्कस लेंस में एक स्टेटर उत्तल सतह होती है और यह परिधि की तुलना में केंद्र में मोटी होती है।समान वक्रता की दो सतहों के साथ एक आदर्श पतली लेंस में शून्य ऑप्टिकल शक्ति होगी, जिसका अर्थ है कि यह न तो प्रकाश होगा और न ही प्रकाश को विचलित करेगा।सभी वास्तविक लेंसों में नॉनज़ेरो मोटाई होती है, हालांकि, जो एक वास्तविक लेंस को समान घुमावदार सतहों के साथ थोड़ा सकारात्मक बनाता है।बिल्कुल शून्य ऑप्टिकल शक्ति प्राप्त करने के लिए, एक मेनिस्कस लेंस में लेंस की मोटाई के प्रभाव के लिए थोड़ा असमान वक्रता होनी चाहिए।

लेंसमेकर का समीकरण
हवा में एक लेंस की फोकल लंबाई की गणना 'लेंसमेकर के समीकरण' से की जा सकती है:
 * $$ \frac{1}{f} = (n-1) \left[ \frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2} + \frac{(n-1)d}{n R_1 R_2} \right],$$

कहाँ पे
 * $$f$$ लेंस की फोकल लंबाई है,
 * $$n$$ लेंस सामग्री का अपवर्तक सूचकांक है,
 * $$R_1$$ लेंस की सतह के प्रकाश स्रोत के करीब वक्रता (साइन के साथ, नीचे देखें) की त्रिज्या है,
 * $$R_2$$ प्रकाश स्रोत से दूर लेंस की सतह की वक्रता की त्रिज्या है, और
 * $$d$$ लेंस की मोटाई है (दो सतह वर्टेक्स#सतह के वर्टिस के बीच लेंस अक्ष के साथ दूरी)।

फोकल लंबाई एफ लेंस को परिवर्तित करने के लिए सकारात्मक है, और लेंस को डायवर्ज करने के लिए नकारात्मक है।फोकल लंबाई का गुणक उलटा, 1/एफ, लेंस की ऑप्टिकल शक्ति है।यदि फोकल लंबाई मीटर में है, तो यह ऑप्टिकल शक्ति को डॉप्ट्रे (उलटा मीटर) में देता है।

लेंस की समान फोकल लंबाई होती है जब प्रकाश पीछे से सामने की ओर जाता है जब प्रकाश सामने से पीछे की ओर जाता है।लेंस के अन्य गुण, जैसे कि ऑप्टिकल सिस्टम में विपथन दोनों दिशाओं में समान नहीं हैं।

वक्रता आर की रेडी के लिए साइन कन्वेंशन1 और आर2
वक्रता के लेंस की रेडी के संकेत बताते हैं कि क्या संबंधित सतह उत्तल या अवतल हैं।इसका प्रतिनिधित्व करने के लिए उपयोग किया जाने वाला संधिपत्र पर हस्ताक्षर करें भिन्न होता है, लेकिन इस लेख में एक सकारात्मक आर इंगित करता है कि वक्रता का एक सतह का केंद्र है, रे यात्रा की दिशा में आगे है (सही, साथ में आरेखों में), जबकि नकारात्मक आर का मतलब है कि किरणें सतह तक पहुंचती हैंपहले ही वक्रता के केंद्र को पार कर चुका है।नतीजतन, बाहरी लेंस सतहों के लिए ऊपर डायग्रामेड के रूप में, R1 > 0 और R2 < 0 उत्तल सतहों को इंगित करें (एक सकारात्मक लेंस में प्रकाश को परिवर्तित करने के लिए उपयोग किया जाता है), जबकि R1 < 0 और  R2 > 0 अवतल सतहों को इंगित करें।वक्रता की त्रिज्या के पारस्परिक को वक्रता कहा जाता है।एक सपाट सतह में शून्य वक्रता होती है, और इसकी वक्रता का त्रिज्या अनंत है।

पतला लेंस सन्निकटन
यदि डी आर की तुलना में छोटा है1 और आर2, फिर पतले लेंस सन्निकटन किया जा सकता है।हवा में एक लेंस के लिए, f तब द्वारा दिया जाता है


 * $$\frac{1}{f} \approx \left(n-1\right)\left[ \frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2} \right].$$

इमेजिंग गुण
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, हवा में एक सकारात्मक या परिवर्तित लेंस लेंस अक्ष के साथ यात्रा करने वाले एक टकराए हुए बीम को लेंस से दूरी पर एक दूरी पर एक स्थान (फोकस (प्रकाशिकी) के रूप में जाना जाता है) पर केंद्रित करता है।इसके विपरीत, फोकल बिंदु पर रखे गए प्रकाश का एक बिंदु स्रोत लेंस द्वारा एक कोलिमेटेड बीम में परिवर्तित हो जाता है।ये दो मामले लेंस में छवि गठन के उदाहरण हैं।पूर्व मामले में, एक अनंत दूरी पर एक वस्तु (जैसा कि तरंगों के एक टकराए हुए किरण द्वारा दर्शाया गया है) लेंस के केंद्र बिंदु पर एक छवि पर केंद्रित है।उत्तरार्द्ध में, लेंस से फोकल लंबाई की दूरी पर एक वस्तु अनंत पर imaged है।लेंस से दूरी पर स्थित लेंस अक्ष के लिए लंबवत विमान को कार्डिनल पॉइंट (ऑप्टिक्स) #Focal विमान कहा जाता है।

यदि ऑब्जेक्ट से लेंस और लेंस से छवि तक की दूरी एस हैं1 और एस2 क्रमशः, हवा में नगण्य मोटाई (पतले लेंस) के एक लेंस के लिए, दूरी पतले लेंस सूत्र से संबंधित हैं:
 * $$\frac{1}{S_1} + \frac{1}{S_2} = \frac{1}{f}. $$

इसे न्यूटोनियन रूप में भी रखा जा सकता है:


 * $$x_1 x_2 = f^2,\!$$

कहाँ पे $$x_1 = S_1-f$$ और $$x_2 = S_2-f$$.

इसलिए, यदि किसी वस्तु को दूरी पर रखा जाता है S1 > f फोकल लंबाई एफ के एक सकारात्मक लेंस से, हम एक छवि दूरी पाएंगे2 इस सूत्र के अनुसार।यदि एक स्क्रीन को दूरी पर रखा जाता है2 लेंस के विपरीत दिशा में, उस पर एक छवि बनती है।इस तरह की छवि, जिसे स्क्रीन या छवि सेंसर पर पेश किया जा सकता है, को एक वास्तविक छवि के रूप में जाना जाता है।यह कैमरे का सिद्धांत है, और मानव आंख का भी, जिसमें रेटिना छवि संवेदक के रूप में कार्य करता है।

एक कैमरे का ध्यान केंद्रित समायोजन एस समायोजित करता है2, इस फॉर्मूला द्वारा आवश्यक एक छवि दूरी का उपयोग करने से एस की दूरी पर एक वस्तु के लिए एक डिफोकस विपथन (फजी) छवि पैदा होती है1 कैमरे से।एक और तरीका रखो, संशोधित करना2 एक अलग एस पर वस्तुओं का कारण बनता है1 सही फोकस में आने के लिए।

कुछ मामलों में एस2 नकारात्मक है, यह दर्शाता है कि छवि लेंस के विपरीत दिशा में बनती है जहां से उन किरणों पर विचार किया जा रहा है।चूंकि लेंस से निकलने वाली प्रकाश किरणें कभी भी ध्यान केंद्रित नहीं करती हैं, और वे किरणें शारीरिक रूप से उस बिंदु पर मौजूद नहीं हैं जहां वे एक छवि बनाते हैं, इसे एक आभासी छवि कहा जाता है।वास्तविक छवियों के विपरीत, एक आभासी छवि को स्क्रीन पर पेश नहीं किया जा सकता है, लेकिन लेंस के माध्यम से देखने वाले एक पर्यवेक्षक को दिखाई देता है जैसे कि यह उस आभासी छवि के स्थान पर एक वास्तविक वस्तु थी।इसी तरह, यह बाद के लेंस को प्रतीत होता है जैसे कि यह उस स्थान पर एक वस्तु थी, ताकि दूसरा लेंस फिर से उस प्रकाश को एक वास्तविक छवि में ध्यान केंद्रित कर सके, एस1 फिर पहले लेंस के पीछे वर्चुअल इमेज लोकेशन से दूसरे लेंस तक मापा जा रहा है।यह वही है जो एक आवर्धक कांच के माध्यम से देखने पर आंख करती है।आवर्धक कांच आवर्धक कांच के पीछे एक (आवर्धित) आभासी छवि बनाता है, लेकिन उन किरणों को फिर रेटिना पर एक वास्तविक छवि बनाने के लिए लेंस (शरीर रचना) द्वारा फिर से इसकी शुरुआत की जाती है।

फोकल लंबाई एफ के एक सकारात्मक लेंस का उपयोग करते हुए, एक आभासी छवि जब परिणाम होता है S1 < f, लेंस इस प्रकार एक आवर्धक कांच के रूप में उपयोग किया जा रहा है (बजाय इसके बजाय S1 >> f एक कैमरे के लिए के रूप में)।एक नकारात्मक लेंस का उपयोग करना (f < 0) एक वास्तविक वस्तु के साथ (S1 > 0) केवल एक आभासी छवि का उत्पादन कर सकते हैं (S2 < 0), उपरोक्त सूत्र के अनुसार।यह ऑब्जेक्ट दूरी के लिए भी संभव है1 नकारात्मक होने के लिए, जिस स्थिति में लेंस एक तथाकथित वर्चुअल ऑब्जेक्ट देखता है।यह तब होता है जब लेंस को अपनी वास्तविक छवि के स्थान से पहले एक अभिसरण बीम (पिछले लेंस द्वारा केंद्रित किया जा रहा है) में डाला जाता है।उस मामले में भी एक नकारात्मक लेंस एक वास्तविक छवि को प्रोजेक्ट कर सकता है, जैसा कि एक बार्लो लेंस द्वारा किया जाता है।

एक पतले लेंस के लिए, दूरी एस1 और एस2 ऑब्जेक्ट और इमेज से लेंस की स्थिति तक मापा जाता है, जैसा कि ऊपर वर्णित है।जब लेंस की मोटाई एस से बहुत छोटी नहीं होती है1 और एस2 या कई लेंस तत्व (एक यौगिक लेंस) हैं, एक के बजाय ऑब्जेक्ट और छवि से लेंस के प्रमुख विमानों तक मापना चाहिए।अगर दूरियां1 या एस2 हवा या वैक्यूम के अलावा एक मध्यम (प्रकाशिकी) से गुजरें एक अधिक जटिल विश्लेषण की आवश्यकता होती है।

आवर्धन
एकल लेंस का उपयोग करके एक इमेजिंग सिस्टम का रैखिक आवर्धन द्वारा दिया गया है


 * $$ M = - \frac{S_2}{S_1} = \frac{f}{f - S_1}, $$

जहां m वस्तु के आकार की तुलना में एक छवि के आकार के अनुपात के रूप में परिभाषित आवर्धन कारक है।यहां साइन कन्वेंशन यह तय करता है कि यदि एम नकारात्मक है, जैसा कि यह वास्तविक छवियों के लिए है, तो छवि वस्तु के संबंध में उल्टा है।वर्चुअल इमेज के लिए M सकारात्मक है, इसलिए छवि सीधी है।

यह आवर्धन सूत्र अभिसरण (f> 0) को भेद करने के दो आसान तरीके प्रदान करता है (f> 0) और डायवर्जिंग (f <0) लेंस: लेंस के बहुत करीब वस्तु के लिए (f), एक अभिसरण लेंस एक आवर्धित (बड़ी) आभासी छवि बनाएगा, जबकि एक डाइवर्जिंग लेंस एक डेमैगनिफाइड (छोटा) छवि बनाएगा;लेंस से बहुत दूर एक वस्तु के लिए (f), एक अभिसरण लेंस एक उल्टा छवि बनाएगा, जबकि एक डाइवर्जिंग लेंस एक ईमानदार छवि बनाएगा।

रैखिक आवर्धन एम हमेशा आवर्धक शक्ति का सबसे उपयोगी उपाय नहीं है।उदाहरण के लिए, जब एक दृश्य दूरबीन या दूरबीन की विशेषता होती है जो केवल एक आभासी छवि का उत्पादन करती है, तो एक संख्या (ऑप्टिकल आवर्धन) के रूप में आवर्धन#आवर्धन के साथ अधिक चिंतित होगा - जो व्यक्त करता है कि दूरबीन के माध्यम से एक दूर की वस्तु कितनी बड़ी वस्तु की तुलना में दिखाई देती है।नग्न आंख।एक कैमरे के मामले में एक प्लेट पैमाने को उद्धृत करेगा, जो ध्यान में उत्पादित वास्तविक छवि के आकार के लिए दूर की वस्तु के स्पष्ट (कोणीय) आकार की तुलना करता है।प्लेट पैमाना कैमरा लेंस की फोकल लंबाई का पारस्परिक है;लेंस को उनकी फोकल लंबाई के अनुसार लंबे समय से फोकस लेंस या चौड़े कोण के लेंस के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

आवर्धन के अनुचित माप का उपयोग करना औपचारिक रूप से सही हो सकता है, लेकिन एक अर्थहीन संख्या का उत्पादन करता है।उदाहरण के लिए, 5 & nbsp; cm फोकल लंबाई के एक आवर्धक ग्लास का उपयोग करते हुए, आंख से 20 & nbsp; सेमी और 5 & nbsp; ऑब्जेक्ट से cm, अनंत रैखिक आकार के अनंत पर एक आभासी छवि पैदा करता है: M = ∞।लेकिन कोणीय आवर्धन 5 है, जिसका अर्थ है कि ऑब्जेक्ट लेंस के बिना आंख से 5 गुना बड़ा दिखाई देता है।50 & nbsp; मिमी लेंस के साथ एक कैमरे का उपयोग करके चंद्रमा की तस्वीर लेते समय, एक रैखिक आवर्धन से चिंतित नहीं है M ≈ $-50 mm$ / $380,000 km$ = $-1.3$. बल्कि, कैमरे का प्लेट स्केल लगभग 1 °/मिमी है, जिसमें से कोई यह निष्कर्ष निकाल सकता है कि फिल्म पर 0.5 & nbsp; मिमी छवि लगभग 0.5 ° की पृथ्वी से देखे गए चंद्रमा के कोणीय आकार से मेल खाती है।

चरम मामले में जहां एक वस्तु एक अनंत दूरी से दूर है, S1 = ∞, S2 = f और M = −f/∞= 0, यह दर्शाता है कि ऑब्जेक्ट को फोकल प्लेन में एक ही बिंदु पर रखा जाएगा।वास्तव में, अनुमानित स्थान का व्यास वास्तव में शून्य नहीं है, क्योंकि विवर्तन बिंदु प्रसार फ़ंक्शन के आकार पर एक कम सीमा रखता है।इसे विवर्तन सीमा कहा जाता है।



विपथन
लेंस सही चित्र नहीं बनाते हैं, और एक लेंस हमेशा कुछ हद तक विकृति या विपथन का परिचय देता है जो छवि को ऑब्जेक्ट की अपूर्ण प्रतिकृति बनाता है।एक विशेष एप्लिकेशन के लिए लेंस सिस्टम का सावधानीपूर्वक डिजाइन विपथन को कम करता है।कई प्रकार के विपथन छवि की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं, जिसमें गोलाकार विपथन, कोमा और रंगीन विपथन शामिल हैं।

गोलाकार विपथन
गोलाकार विपथन होता है क्योंकि गोलाकार सतहें एक लेंस के लिए आदर्श आकार नहीं होती हैं, लेकिन अब तक सबसे सरल आकार हैं, जिसमें कांच ऑप्टिकल घटकों का निर्माण और परीक्षण हो सकता है, और इसलिए अक्सर उपयोग किया जाता है।गोलाकार विपथन बीम के समानांतर, लेकिन दूर से दूर, लेंस अक्ष को अक्ष के करीब बीमों की तुलना में थोड़ा अलग जगह पर केंद्रित किया जाता है।यह खुद को छवि के धुंधले के रूप में प्रकट करता है।किसी विशेष अनुप्रयोग के लिए सतह वक्रता को ध्यान से चुनकर सामान्य लेंस आकृतियों के साथ गोलाकार विपथन को कम किया जा सकता है।उदाहरण के लिए, एक प्लानो-टावरेक्स लेंस, जिसका उपयोग एक कोलिमेटेड बीम पर ध्यान केंद्रित करने के लिए किया जाता है, बीम स्रोत की ओर उत्तल पक्ष के साथ उपयोग किए जाने पर एक तेज फोकल स्पॉट का निर्माण करता है।



कोमा
कोमा, या कॉमेटिक एबेशन, अपने नाम को धूमकेतु की तरह की उपस्थिति से प्राप्त होता है।कोमा तब होता है जब लेंस के ऑप्टिकल अक्ष से दूर एक वस्तु imaged होती है, जहां किरणें लेंस से गुजरती हैं, जो कि अक्ष पर कोण पर होती है।फोकल लंबाई के लेंस के केंद्र से गुजरने वाली किरणें दूरी के साथ एक बिंदु पर केंद्रित होती हैं f tan θ अक्ष से।लेंस के बाहरी मार्जिन से गुजरने वाली किरणों को अलग -अलग बिंदुओं पर केंद्रित किया जाता है, या तो अक्ष (सकारात्मक कोमा) से आगे या अक्ष (नकारात्मक कोमा) के करीब।सामान्य तौर पर, लेंस के केंद्र से एक निश्चित दूरी पर लेंस से गुजरने वाली समानांतर किरणों का एक बंडल फोकल विमान में एक रिंग के आकार की छवि पर केंद्रित होता है, जिसे एक कॉमेटिक सर्कल के रूप में जाना जाता है।इन सभी हलकों के योग के परिणामस्वरूप वी-आकार या धूमकेतु की तरह भड़कना पड़ता है।गोलाकार विपथन के साथ, कोमा को कम से कम (और कुछ मामलों में समाप्त किया जा सकता है) आवेदन से मेल खाने के लिए दो लेंस सतहों की वक्रता का चयन करके।लेंस जिसमें गोलाकार विपथन और कोमा दोनों को कम से कम किया जाता है, उन्हें बेस्टफॉर्म लेंस कहा जाता है।



क्रोमैटिक एबेशन
लेंस सामग्री के फैलाव (प्रकाशिकी) के कारण क्रोमेटिक विपथन होता है - प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के साथ इसके अपवर्तक सूचकांक, एन की भिन्नता।चूंकि, उपरोक्त सूत्रों से, f n पर निर्भर है, यह इस प्रकार है कि विभिन्न तरंग दैर्ध्य का प्रकाश विभिन्न पदों पर केंद्रित है।एक लेंस के रंगीन विपथन को छवि के चारों ओर रंग के फ्रिंज के रूप में देखा जाता है।इसे एक अक्रोमैटिक लेंस (या अक्रोमैट) का उपयोग करके कम से कम किया जा सकता है जिसमें अलग -अलग फैलाव वाले दो सामग्रियों को एक एकल लेंस बनाने के लिए एक साथ बंधे होते हैं।यह तरंग दैर्ध्य की एक निश्चित सीमा पर रंगीन विपथन की मात्रा को कम करता है, हालांकि यह सही सुधार का उत्पादन नहीं करता है।ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के विकास में अक्रोमैट्स का उपयोग एक महत्वपूर्ण कदम था।एक अपोक्रोमैट एक लेंस या लेंस प्रणाली है जिसमें बेहतर रंगीन विपथन सुधार भी होता है, जो बेहतर गोलाकार विपथन सुधार के साथ संयुक्त होता है।Apochromats Achromats की तुलना में बहुत अधिक महंगे हैं।

अलग -अलग लेंस सामग्री का उपयोग रंगीन विपथन को कम करने के लिए भी किया जा सकता है, जैसे कि क्रिस्टल फ्लोराइट से बने विशेष कोटिंग्स या लेंस।इस स्वाभाविक रूप से होने वाले पदार्थ में उच्चतम ज्ञात अब्बी संख्या है, यह दर्शाता है कि सामग्री में कम फैलाव है।



अन्य प्रकार के विपथन
अन्य प्रकार के विपथन में फील्ड वक्रता, बैरल विरूपण और पिनकशन विरूपण, और दृष्टिवैषम्य (ऑप्टिकल सिस्टम) शामिल हैं।

छेद विवर्तन
यहां तक कि अगर एक लेंस को ऊपर वर्णित विपथन को कम करने या समाप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, तो छवि की गुणवत्ता अभी भी लेंस के परिमित एपर्चर के माध्यम से पारित प्रकाश के विवर्तन द्वारा सीमित है।एक विवर्तन-सीमित लेंस वह है जिसमें विपथन को उस बिंदु तक कम कर दिया गया है जहां छवि की गुणवत्ता मुख्य रूप से डिजाइन स्थितियों के तहत विवर्तन द्वारा सीमित है।

कम्पाउंड लेंस <स्पैन क्लास = एंकर आईडी = cougusity_lens_anchor>
सरल लेंस ऊपर चर्चा की गई #Aberrations के अधीन हैं।कई मामलों में इन विपथन को पूरक विपथन के साथ सरल लेंस के संयोजन का उपयोग करके काफी हद तक मुआवजा दिया जा सकता है।एक यौगिक लेंस विभिन्न आकृतियों के सरल लेंस का एक संग्रह है और विभिन्न अपवर्तक सूचकांकों की सामग्री से बना है, एक सामान्य अक्ष के साथ एक के बाद एक की व्यवस्था की जाती है।

सबसे सरल मामला वह है जहां लेंस को संपर्क में रखा जाता है: यदि फोकल लंबाई के लेंस एफ1 और एफ2 पतले लेंस हैं, लेंस की संयुक्त फोकल लंबाई एफ द्वारा दी गई है


 * $$\frac{1}{f} = \frac{1}{f_1} + \frac{1}{f_2}.$$

चूंकि 1/f एक लेंस की शक्ति है, इसलिए यह देखा जा सकता है कि संपर्क में पतले लेंस की शक्तियां एडिटिव हैं।

यदि दो पतले लेंसों को हवा में कुछ दूरी डी से अलग किया जाता है, तो संयुक्त प्रणाली के लिए फोकल लंबाई दी जाती है


 * $$\frac{1}{f} = \frac{1}{f_1} + \frac{1}{f_2}-\frac{d}{f_1 f_2}.$$

संयुक्त लेंस के सामने वाले फोकल पॉइंट से पहले लेंस तक की दूरी को फ्रंट फोकल लंबाई (FFL) कहा जाता है:


 * $$\text{FFL} = \frac{f_1(f_2 - d)}{(f_1 + f_2) - d} .$$

इसी तरह, दूसरे लेंस से संयुक्त प्रणाली के पीछे के फोकल बिंदु तक की दूरी बैक फोकल लंबाई (BFL) है:


 * $$\text{BFL} = \frac{f_2 (d - f_1) } { d - (f_1 +f_2) }.$$

जैसे -जैसे d शून्य हो जाता है, फोकल लंबाई संपर्क में पतले लेंस के लिए दिए गए f के मान के लिए होती है।

यदि पृथक्करण दूरी फोकल लंबाई के योग के बराबर है (d & nbsp; = & nbsp; f; f1& nbsp;+& nbsp; f2), एफएफएल और बीएफएल अनंत हैं।यह लेंस की एक जोड़ी से मेल खाती है जो एक समानांतर (कोलिमेटेड) बीम को एक अन्य कोलिमेटेड बीम में बदल देती है।इस प्रकार की प्रणाली को एक अफ़ोक -तंत्र कहा जाता है, क्योंकि यह बीम के कोई शुद्ध अभिसरण या विचलन का उत्पादन नहीं करता है।इस पृथक्करण में दो लेंस सबसे सरल प्रकार के अपवर्तन दूरबीन बनाते हैं।यद्यपि सिस्टम एक टकराए हुए बीम के विचलन को नहीं बदलता है, यह बीम की चौड़ाई को बदल देता है।इस तरह के दूरबीन का आवर्धन द्वारा दिया गया है


 * $$M = -\frac{f_2}{f_1},$$

जो इनपुट बीम चौड़ाई के लिए आउटपुट बीम चौड़ाई का अनुपात है।साइन कन्वेंशन पर ध्यान दें: दो उत्तल लेंस के साथ एक दूरबीन (एफ)1 > 0, एफ2 > 0) एक नकारात्मक आवर्धन का उत्पादन करता है, जो एक उल्टे छवि को दर्शाता है।एक उत्तल प्लस एक अवतल लेंस (एफ)1 > 0> च2) एक सकारात्मक आवर्धन का उत्पादन करता है और छवि सीधा है।सरल ऑप्टिकल टेलीस्कोप के बारे में अधिक जानकारी के लिए, टेलीस्कोप को अपवर्तित करना#अपवर्तन टेलीस्कोप डिज़ाइन देखें। टेलीस्कोप को अपवर्तित करना teless टेलीस्कोप डिज़ाइन को रेफ्रैक्ट करना।

गैर गोलाकार प्रकार
बेलनाकार लेंस में केवल एक अक्ष के साथ वक्रता होती है।उनका उपयोग प्रकाश को एक लाइन में केंद्रित करने के लिए किया जाता है, या एक लेज़र डायोड से अण्डाकार प्रकाश को एक गोल बीम में बदलने के लिए किया जाता है।उनका उपयोग मोशन पिक्चर अनामॉर्फिक लेंस में भी किया जाता है।

शराबी लेंस में कम से कम एक सतह होती है जो न तो गोलाकार होती है और न ही बेलनाकार।अधिक जटिल आकृतियाँ इस तरह के लेंस को मानक सरल लेंस की तुलना में कम ऑप्टिकल विपथन के साथ छवियों को बनाने की अनुमति देती हैं, लेकिन वे उत्पादन करने के लिए अधिक कठिन और महंगे हैं।ये पूर्व में बनाने के लिए जटिल थे और अक्सर बेहद महंगे थे, लेकिन प्रौद्योगिकी में प्रगति ने इस तरह के लेंस के लिए विनिर्माण लागत को बहुत कम कर दिया है।

एक Fresnel लेंस की अपनी ऑप्टिकल सतह संकीर्ण छल्ले में टूट जाती है, जिससे लेंस पारंपरिक लेंस की तुलना में बहुत पतले और हल्का हो जाता है।टिकाऊ फ्रेस्नेल लेंस को प्लास्टिक से ढाला जा सकता है और सस्ती होती है।

लेंटिकुलर लेंस माइक्रोलेंस के सरणी हैं जो कि लेंटिकुलर मुद्रण में उपयोग किए जाते हैं, जो उन छवियों को बनाने के लिए होते हैं जिनमें गहराई का भ्रम होता है या विभिन्न कोणों से देखने पर वह बदल जाता है।

बिफोकल लेंस में दो या अधिक, या एक स्नातक, फोकल लंबाई लेंस में जमीन होती है।

एक ढाल सूचकांक लेंस में फ्लैट ऑप्टिकल सतह होती है, लेकिन अपवर्तन के सूचकांक में एक रेडियल या अक्षीय भिन्नता होती है, जिससे लेंस के माध्यम से प्रकाश पारित होने का कारण होता है।

एक एक्सिकॉन में एक शंकु (ज्यामिति) ऑप्टिकल सतह होती है।यह एक बिंदु स्रोत को उकसाने वाला अक्ष के साथ एक पंक्ति में चित्रित करता है, या एक लेजर बीम को एक अंगूठी में बदल देता है। विवर्तनिक ऑप्टिकल तत्व लेंस के रूप में कार्य कर सकते हैं।

सुपरलेंस नकारात्मक सूचकांक मेटामेटेरियल्स से बनाए जाते हैं और विवर्तन सीमा से अधिक स्थानिक संकल्पों में छवियों का उत्पादन करने का दावा करते हैं। 2004 में पहले सुपरलेंस को माइक्रोवेव के लिए इस तरह के एक मेटामेट्री का का उपयोग करके बनाया गया था। अन्य शोधकर्ताओं द्वारा बेहतर संस्करण बनाए गए हैं। सुपरलेंस को अभी तक दृश्य आवृत्ति या निकट-अवरक्त तरंग दैर्ध्य पर प्रदर्शित नहीं किया गया है। एक प्रोटोटाइप फ्लैट अल्ट्रैथिन लेंस, जिसमें कोई वक्रता विकसित नहीं की गई है।

उपयोग
एक एकल उत्तल लेंस एक हैंडल या स्टैंड के साथ एक फ्रेम में घुड़सवार एक आवर्धक कांच है।

लेंस का उपयोग अपवर्तक त्रुटियों जैसे कि मायोपिया, ह्यपरमेट्रोपीअ, जरादूरदृष्टि और दृष्टिवैषम्य (ऑप्टिकल सिस्टम) जैसे अपवर्तक त्रुटियों के सुधार के लिए जोड़ का्स के रूप में किया जाता है।(सुधारात्मक लेंस, संपर्क लेंस, चश्मा देखें।) अन्य उद्देश्यों के लिए उपयोग किए जाने वाले अधिकांश लेंस में सख्त अक्षीय समरूपता है;चश्मा लेंस केवल लगभग सममित हैं।वे आमतौर पर एक मोटे तौर पर अंडाकार में फिट होने के लिए आकार के होते हैं, परिपत्र नहीं, फ्रेम;ऑप्टिकल केंद्रों को मानव नेत्रगोलक के ऊपर रखा जाता है;उनकी वक्रता अक्षमता (ऑप्टिकल सिस्टम) के लिए सही करने के लिए अक्षीय रूप से सममित नहीं हो सकती है।धूप का चश्मा लेंस | धूप का चश्मा लेंस प्रकाश को देखने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं;सनग्लास लेंस जो दृश्य हानि को भी सही करते हैं, उन्हें कस्टम बनाया जा सकता है।

अन्य उपयोग इमेजिंग सिस्टम जैसे एक आँख का, दूरबीन, ऑप्टिकल दूरबीन, माइक्रोस्कोप, कैमरा और फिल्म प्रोजेक्टर में हैं।इन उपकरणों में से कुछ मानव आंख पर लागू होने पर एक आभासी छवि का उत्पादन करते हैं;अन्य लोग एक वास्तविक छवि बनाते हैं जिसे फ़ोटोग्राफिक फिल्म या प्रकाशीय संवेदक पर कैप्चर किया जा सकता है, या स्क्रीन पर देखा जा सकता है।इन उपकरणों में लेंस को कभी -कभी एक कैटैडियोप्रिक तंत्र बनाने के लिए घुमावदार दर्पणों के साथ जोड़ा जाता है, जहां लेंस का गोलाकार विपथन दर्पण में विपरीत विपथन को ठीक करता है (जैसे कि श्मिट सुधारक प्लेट और मेनिस्कस सुधारक राइटर्स)।

उत्तल लेंस अपने ध्यान में अनंत पर एक वस्तु की एक छवि का उत्पादन करते हैं;यदि सूर्य की नकल की जाती है, तो लेंस पर दृश्यमान और अवरक्त प्रकाश घटना का अधिकांश हिस्सा छोटी छवि में केंद्रित होता है।एक बड़ा लेंस फोकल बिंदु पर एक ज्वलनशील वस्तु को जलाने के लिए पर्याप्त तीव्रता बनाता है।चूंकि इग्निशन को खराब तरीके से बनाए गए लेंस के साथ भी प्राप्त किया जा सकता है, लेंस का उपयोग कम से कम 2400 वर्षों के लिए जलने-कांच के रूप में किया जाता है। एक आधुनिक अनुप्रयोग अपेक्षाकृत छोटे फोटोवोल्टिक कोशिकाओं पर ध्यान देने वाले फोटोवोल्टाइक सेल लिए अपेक्षाकृत बड़े लेंस का उपयोग है, बड़ी और अधिक महंगी कोशिकाओं का उपयोग करने की आवश्यकता के बिना अधिक ऊर्जा की कटाई करना।

रेडियो खगोल विज्ञान और राडार सिस्टम अक्सर ढांकता हुआ लेंस का उपयोग करते हैं, जिसे आमतौर पर एक कलेक्टर एंटीना में विद्युत चुम्बकीय विकिरण को अपवर्तित करने के लिए लेंस एंटीना कहा जाता है।

लेंस खरोंच और निरस्त हो सकते हैं।घर्षण (यांत्रिक) -सिस्टेंट कोटिंग्स इसे नियंत्रित करने में मदद करने के लिए उपलब्ध हैं।

यह भी देखें
किरण अंतरण मैट्रिक्स विश्लेषण विश्लेषण
 * ऑप्टिकल सतहों के विरोधी दांतिंग उपचार
 * बैक फोकल प्लेन
 * bokeh
 * कार्डिनल प्वाइंट (ऑप्टिक्स)
 * कास्टिक (प्रकाशिकी)
 * ऐपिस
 * एफ संख्या
 * गुरुत्वाकर्षण लेंस
 * लेंस (शरीर रचना)
 * लेंस डिजाइन की सूची
 * संख्यात्मक छिद्र
 * ऑप्टिकल कोटिंग्स
 * ऑप्टिकल लेंस डिजाइन
 * फोटोक्रोमिक लेंस
 * प्रिज्म (प्रकाशिकी)
 * रे ट्रेसिंग (भौतिकी)

ग्रन्थसूची

 * Chapters 5 & 6.

बाहरी कड़ियाँ

 * A chapter from an online textbook on refraction and lenses
 * Thin Spherical Lenses  (.pdf) on Project PHYSNET.
 * Lens article at digitalartform.com
 * Article on Ancient Egyptian lenses
 * The Use of Magnifying Lenses in the Classical World
 * (with 21 diagrams)
 * (with 21 diagrams)

सिमुलेशन

 * सिमुलेशन द्वारा सीखना - अवतल और उत्तल लेंस
 * ऑप्टिकल्रेट्रैसर - ओपन सोर्स लेंस सिम्युलेटर (डाउनलोड करने योग्य जावा)
 * एनिमेशन प्रदर्शन लेंस QED द्वारा
 * एनिमेशन प्रदर्शन लेंस QED द्वारा

श्रेणी: लेंस श्रेणी: ऑप्टिकल घटक