लेंस: Difference between revisions

''अन्य उपयोगों के लिए, लेंस (बहुविकल्पी) देखें।''

[[File:BiconvexLens.jpg|thumb|right|250px|द्विउत्तल लेंस]]

[[File:Lens and wavefronts.gif|right|frame|लेंस का उपयोग प्रकाश पर ध्यान केंद्रित करने के लिए किया जा सकता है]]'''''लेंस''''' संचरणशील प्रकाशीय उपकरण है जो [[अपवर्तन]] के माध्यम से प्रकाश किरणपुंज को केंद्रित या विस्तारित करता है। सामान्य लेंस में [[पारदर्शी सामग्री|पारदर्शी पदार्थ]] का एकल भाग होता है, जबकि संयुक्त लेन्स में कई [[सिंपल लेंस|सरल लेंस]] (''तत्व'') होते हैं, सामान्य रूप से सामान्य [[ऑप्टिकल अक्ष|प्रकाशीय अक्ष]] के साथ व्यवस्थित होते हैं। लेंस [[कांच]] या [[प्लास्टिक]] जैसे पदार्थों से बने होते हैं और इन्हें चूर्ण बनाकर पॉलिश करके या आवश्यक आकार में संचित किया जाता है। लेंस प्रिज्म ([[प्रकाशिकी]]) के विपरीत, [[छवि|प्रतिबिंब]] बनाने के लिए प्रकाश को ध्यान केंद्रित कर सकता है, जो बिना ध्यान केंद्रित किए प्रकाश को अपवर्तित करता है। इसी तरह के उपकरण जो दृश्यमान प्रकाश के अतिरिक्त अन्य तरंगों और विकिरण को ध्यान केंद्रित करते हैं, उन्हे लेंस भी कहा जाता हैं, जैसे कि [[माइक्रोवेव|सूक्ष्मतरंग]] लेंस, [[इलेक्ट्रॉन लेंस]], [[ध्वनिक लेंस]] या [[विस्फोटक लेंस]] सम्मिलित है।

लेंस का उपयोग विभिन्न प्रतिबिम्बन उपकरणों जैसे [[दूरबीन]] और कैमरों में किया जाता है। मायोपिया (निकट दृष्टि दोष) और हाइपरमेट्रोपिया (दूर दृष्टि दोष) जैसे दृष्टि दोषों को सही करने के लिए उन्हें चश्मे में दृश्य सहायक के रूप में भी उपयोग किया जाता है।

{{See also|प्रकाशिकी और कैमरा लेंस का इतिहास}}

[[File:Optics from Roger Bacon's De multiplicatone specierum.jpg|thumb|right| [[रोजर बेकन]], 13 वीं शताब्दी मे पानी से भरे गोलाकार कांच कंटेनर द्वारा प्रकाश को अपवर्तित किया जा रहा है।]]

[[File:LSST Telescope - L1 Lens of the camera.jpg|thumb|बड़े सामयिक सर्वेक्षण दूरबीन के लिए लेंस, नियोजित आकाश सर्वेक्षण दूरबीन]]लेंस शब्द लेंस से आया है, मसूर का लैटिन नाम (मसूर के पौधे का एक बीज), क्योंकि उभयोत्तल लेन्स मसूर के आकार का होता है। दाल एक ज्यामितीय आकृति को अपना नाम भी देती है।<ref>The variant spelling ''lense'' is sometimes seen. While it is listed as an alternative spelling in some dictionaries, most mainstream dictionaries do not list it as acceptable.

कुछ विद्वानों का तर्क है कि पुरातात्विक साक्ष्य इंगित करते हैं कि पुरातनता में लेंस का व्यापक उपयोग था, जो कई सहस्राब्दियों तक विस्तृत था।<ref>{{cite journal |title=Lenses in antiquity |first1=George |last1=Sines |first2=Yannis A. |last2=Sakellarakis |journal=American Journal of Archaeology |volume=91 |issue=2 |year=1987 |pages=191–196 |jstor=505216 |doi=10.2307/505216|s2cid=191384703 }}</ref> तथाकथित [[निम्रुद लेंस]] 7 वीं शताब्दी ईसा पूर्व के लिए स्फटिक विरूपण साक्ष्य का है जो आवर्धक कांच, या आतशी कांच के रूप में उपयोग किया जा सकता है या नहीं किया जा सकता है।<ref name="Nimrud lens">{{Cite news |first=David |last=Whitehouse |title=World's oldest telescope? |url=http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/380186.stm |date=1 July 1999 |work=BBC News |access-date=10 May 2008}}</ref><ref>{{cite web |title=The Nimrud lens/The Layard lens |publisher=The British Museum |website=Collection database |url=https://www.britishmuseum.org/research/search_the_collection_database/search_object_details.aspx?objectid=369215&partid=1 |access-date=25 November 2012}}</ref><ref>{{Cite book | author=D. Brewster |year=1852 | chapter=On an account of a rock-crystal lens and decomposed glass found in Niniveh | title=Die Fortschritte der Physik | publisher=Deutsche Physikalische Gesellschaft |page=355 |language=de | chapter-url={{google books|plainurl=yes|id=bHwEAAAAYAAJ|page=355}}}}</ref> दूसरों ने सुझाव दिया है कि कुछ मिस्र के चित्रलिपि सरल कांच मेनिस्कल लेंस को दर्शाते हैं।<ref name=Kriss>{{Cite journal |last1=Kriss |first1=Timothy C. |last2=Kriss |first2=Vesna Martich |title=History of the Operating Microscope: From Magnifying Glass to Microneurosurgery |journal=Neurosurgery |volume=42 |issue=4 |pages=899–907 |date=April 1998 |doi=10.1097/00006123-199804000-00116 |pmid=9574655}}</ref>{{Verify source|date=July 2013}}

 

[[टॉलेमी]] (दूसरी शताब्दी) ने [[प्रकाशिकी (टॉलेमी)]] पर पुस्तक लिखी, जो हालांकि केवल अपूर्ण और बहुत दोषपूर्ण अरबी अनुवाद के लैटिन अनुवाद के अस्तित्व मे है। हालाँकि, पुस्तक को इस्लामिक विश्व में मध्यकालीन विद्वानों द्वारा पुस्तक प्राप्त की गई थी, और इब्न साहल (10 वीं शताब्दी) द्वारा टिप्पणी की गई थी, जो बदले में अलहज़ेन (प्रकाशिकी पुस्तक, 11 वीं शताब्दी) द्वारा संसोधित की गई थी। टॉलेमी के प्रकाशिकी का अरबी अनुवाद 12 वीं शताब्दी में लैटिन अनुवाद (पलेर्मो 1154 के यूजेनियस) में उपलब्ध हो गया।11वीं और 13वीं शताब्दी के बीच "पढ़ने वाले पत्थर (रीडिंग स्टोन)" का आविष्कार किया गया था। ये प्रारम्भिक समतल-उत्तल लेंस थे जो प्रारंभ में कांच के गोले को आधे में काटकर बनाए गये थे। मध्ययुगीन (11 वीं या 12 वीं शताब्दी) स्फटिक [[विस्बी लेंस]] आतशी कांच के रूप में उपयोग के लिए अभिप्रेत हो सकता है या नहीं हो सकता है।<ref>{{cite book |title=The Complete Book of Fire: Building Campfires for Warmth, Light, Cooking, and Survival |first1=Buck |last1=Tilton |publisher=Menasha Ridge Press |year=2005 |isbn=978-0-89732-633-9 |page=25 |url={{google books|plainurl=yes|id=Qgd4QB1Eje0C|p=PA25}}}}</ref>

 

13 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में उत्तरी इटली में उच्च मध्ययुगीन काल के पढ़ने के पत्थरों के संशोधन के रूप में चश्मे का आविष्कार किया गया था।<ref>{{cite book |last=Glick |first=Thomas F. |title=Medieval science, technology, and medicine: an encyclopedia |year=2005 |publisher=Routledge |isbn=978-0-415-96930-7 |url={{google books|plainurl=yes|id=SaJlbWK_-FcC|p=167}} |author2=Steven John Livesey |author3=Faith Wallis |access-date=24 April 2011 |page=167}}</ref> यह 13 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में वेनिस और फ्लोरेंस में पहली बार चश्मा के लिए अपघर्षण और पोलिश करने वाले लेंस के प्रकाशीय उद्योग का प्रारंभ था,<ref>Al Van Helden. [http://galileo.rice.edu/sci/instruments/telescope.html The Galileo Project > Science > The Telescope]. Galileo.rice.edu. Retrieved on 6 June 2012.</ref> और बाद में नीदरलैंड और जर्मनी दोनों में चश्में का कांच बनाने वाले केंद्रों में प्रारंभ हुआ था।<ref>{{cite book |author=Henry C. King |title=The History of the Telescope |url={{google books|plainurl=yes|id=KAWwzHlDVksC|p=1}} |access-date=6 June 2012 |date=28 September 2003 |publisher=Courier Dover Publications |isbn=978-0-486-43265-6 |page=27}}</ref> चश्में के कांच निर्माताओं ने लेंस के प्रभावों को देखने से प्राप्त अनुभवजन्य ज्ञान पर आधारित दृष्टि के संशोधन के लिए अधिकतम प्रकार (संभव्यता दिन के अल्पविकसित प्रकाशीय सिद्धांत के ज्ञान के बिना) के लेंस बनाए।<ref>{{cite book |author1=Paul S. Agutter |author2=Denys N. Wheatley |title=Thinking about Life: The History and Philosophy of Biology and Other Sciences |url={{google books|plainurl=yes|id=Gm4bqeBMR8cC|p=17}} |access-date=6 June 2012 |date=12 December 2008 |publisher=Springer |isbn=978-1-4020-8865-0 |page=17}}</ref><ref>{{cite book |author=Vincent Ilardi |title=Renaissance Vision from Spectacles to Telescopes |url={{google books|plainurl=yes|id=id=peIL7hVQUmwC|p=210}} |access-date=6 June 2012 |year=2007 |publisher=American Philosophical Society |isbn=978-0-87169-259-7 |page=210}}</ref> लेंस के साथ व्यावहारिक विकास और प्रयोग ने 1595 के आसपास यौगिक [[ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप|प्रकाशीय सूक्ष्मदर्शी]] के आविष्कार का नेतृत्व किया, और 1608 में अपवर्तित दूरबीन, दोनों नीदरलैंड में चश्में के कांच बनाने वाले केंद्रों में दिखाई दिए।<ref>[http://nobelprize.org/educational_games/physics/microscopes/timeline/index.html Microscopes: Time Line], Nobel Foundation. Retrieved 3 April 2009</ref><ref name="LZZginzib4C page 55">{{cite book |author=Fred Watson |title=Stargazer: The Life and Times of the Telescope |url={{google books|plainurl=yes|id=2LZZginzib4C|p=55}} |access-date=6 June 2012 |date=1 October 2007 |publisher=Allen & Unwin |isbn=978-1-74175-383-7 |page=55}}</ref>

 

 

अधिकांश लेंस गोलाकार लेंस होते हैं: उनकी दो सतहें गोलों की सतहों के भाग होती हैं। प्रत्येक सतह उत्तल (लेंस से बाहर की ओर उभरी हुई), अवतल (लेंस में दबी हुई) या समतल (सपाट) हो सकती है। लेंस की सतहों को बनाने वाले गोलों के केंद्रों को मिलाने वाली रेखा को लेंस की धुरी कहा जाता है। सामान्य रूप से लेंस अक्ष लेंस के भौतिक केंद्र से होकर गुजरता है, जिस तरह से वे निर्मित होते हैं। निर्माण के बाद लैंसों को अलग आकार या आकृति देने के लिए काटा या पीसा जा सकता है। लेंस अक्ष तब लेंस के भौतिक केंद्र से नहीं गुजर सकता है।

[[टोरिक लेंस]] या गोलाकार-बेलनाकार लेंस में दो लंबकोणीय समतल में वक्रता के दो अलग-अलग त्रिज्या वाले सतह होते हैं। उनके पास अलग -अलग ध्रुववृत्त में अलग [[फोकल शक्ति|फोकस क्षमता]] है। यह अबिन्दुक (प्रकाशीय प्रणाली) लेंस बनाता है। उदाहरण चश्मा लेंस है जो किसी की आंख में दृष्टिवैषम्य को सही करने के लिए उपयोग किया जाता है।

=== सरल लेंस के प्रकार ===

[[File:Lenses en.svg|450px|right|लेंस के प्रकार]]लेंस को दो प्रकाशीय सतहों की वक्रता द्वारा वर्गीकृत किया जाता है। लेंस द्विउत्तल (या उभयोत्तल, या सिर्फ उत्तल) है यदि दोनों सतहें उत्तल हैं। यदि दोनों सतहों की वक्रता त्रिज्या समान है, तो लेंस समउत्तल होता है। दो अवतल सतहों वाला एक लेंस उभयातल (या सिर्फ अवतल) होता है।यदि सतहों में से एक समतल है, तो लेंस दूसरी सतह की वक्रता के आधार पर समतल-उत्तल या समतल-अवतल होता है। एक उत्तल और एक अवतल पार्श्व लेंस उत्तल-अवतल या मेनिस्कस होता है। यह इस प्रकार का लेंस है जो संशोधी लेंसों में सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।

यदि लेंस उभयोत्तल या समतल-उत्तल है, तो लेंस से होकर गुजरने वाली प्रकाश की एक संपार्श्विक किरण लेंस के पीछे एक स्थान (फोकस) में परिवर्तित हो जाती है। इस स्थिति में, लेंस को धनात्मक या अभिसारी लेंस कहते हैं। वायु में एक पतले लेंस के लिए, लेंस से स्थानीय की दूरी लेंस की फोकल लंबाई होती है, जिसे सामान्य रूप से आरेखों और समीकरणों में f द्वारा दर्शाया जाता है।विस्तारित गोलार्द्ध लेंस विशेष प्रकार का समतल-उत्तल लेंस है, जिसमें लेंस की घुमावदार सतह पूर्ण गोलार्ध है और लेंस वक्रता की त्रिज्या से बहुत अधिक सघन है।

यदि लेंस उभयातल या समतल-अवतल है, तो लेंस से होकर गुजरने वाली प्रकाश की एक संपार्श्विक किरण अपसारित (प्रसार) होती है; इस प्रकार लेंस को ऋणात्मक या अपसारी लेंस कहा जाता है। किरणपुंज, लेंस से गुजरने के बाद, लेंस के सामने अक्ष पर एक विशेष बिंदु से निकलती हुई प्रतीत होती है। वायु में एक पतले लेंस के लिए, इस बिंदु से लेंस की दूरी फोकल लम्बाई है, हालांकि यह अभिसारी लेंस की फोकल लम्बाई के संबंध में ऋणात्मक है।

उत्तल-अवतल (मेनिस्कस) लेंस दो सतहों की आपेक्षिक वक्रता के आधार पर या तो धनात्मक या ऋणात्मक हो सकते हैं। एक ऋणात्मक मेनिस्कस लेंस की एक निमज्जक अवतल सतह होती है (उत्तल सतह की तुलना में एक छोटी त्रिज्या के साथ) और परिधि की तुलना में केंद्र में पतली होती है। इसके विपरीत, एक धनात्मक मेनिस्कस (नवचन्द्रक) लेंस में एक तेज उत्तल सतह होती है (अवतल सतह की तुलना में एक छोटी त्रिज्या के साथ) और परिधि की तुलना में केंद्र में सघन होता है।

 

=== लेंसमेकर का समीकरण ===

[[File:Spherical Lens.gif|300px|thumb|right|alt=Simulation of the effect of lenses with different curvatures of the two facets on a collimated Gaussian beam। | गोलाकार लेंस के फोकस की स्थिति दो पहलुओं की वक्रता की त्रिज्या पर निर्भर करती है।]]वायु में लेंस की फोकल लंबाई की गणना ''''लेंसमेकर के समीकरण'''<nowiki/>' से की जा सकती है:<ref>{{harvnb|Greivenkamp|2004|p=14}}<br />{{harvnb|Hecht|1987|loc= §&nbsp;6.1}}</ref>

 

:<math>n</math> लेंस पदार्थ का [[अपवर्तक सूचकांक]] है,

:<math>R_1</math> लेंस की सतह के प्रकाश स्रोत के समीप वक्रता (चिन्ह के साथ, नीचे देखें) की त्रिज्या है,

:<math>d</math> लेंस की (दो सतह शीर्षों के बीच लेंस अक्ष के साथ दूरी) सघनता है।

फोकस दूरी f अभिसारी लेंसों के लिए धनात्मक है, और अपसारी लेंसों के लिए ऋणात्मक है। फोकल लंबाई का व्युत्क्रम, 1/f, लेंस की प्रकाशीय शक्ति है।यदि फोकल लंबाई मीटर में है, यदि फोकल लम्बाई मीटर में है, तो यह डायोप्टर (प्रतिलोम मीटर) में प्रकाशीय शक्ति देता है।

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

==== वक्रता ''R''₁ और ''R''₂ की त्रिज्याओं के लिए चिह्न परिपाटी ====

{{Main|वक्रता की त्रिज्या (प्रकाशिकी)}}