চোখের আলোকীয় যন্ত্র

অপটিক্যাল চক্ষু যন্ত্রের উপাদান

মাতা চোখ মানুষের একটি সহজাত দৃষ্টিযন্ত্র। চোখের সাহায্যেই আপনি পদার্থবিজ্ঞানের প্রবন্ধ পড়তে পারেন 😀 অথবা কোনো সুন্দর বা সুদর্শন প্রেমিকের মুখের দিকে তাকিয়ে থাকতে পারেন 🙂। কিন্তু যদি আপনার চোখ ঠিকমতো কাজ না করে? এই প্রশ্নের উত্তর আপনি নিশ্চয়ই জানেন। তাই, আপনার চোখ যদি এখনও সুস্থ থাকে এবং আপনি পরিষ্কারভাবে দেখতে পান, তবে কৃতজ্ঞ হন। একজন অন্ধ ব্যক্তি আজকের এই পৃথিবীর অবস্থা দেখতে পায় না, সে কেবল কল্পনাই করতে পারে।

সুস্থ ও কার্যকর চোখ থাকাটা সকলেরই আশা। তবে, বাস্তবতা কখনও কখনও প্রত্যাশার চেয়ে কম হয়। কিছু মানুষ জন্মগতভাবেই চোখের সমস্যায় ভোগেন, যার ফলে তারা স্পষ্টভাবে দেখতে পান না। বিজ্ঞানের, বিশেষ করে পদার্থবিজ্ঞানের অগ্রগতির ফলে চশমা এবং কন্টাক্ট লেন্সের মতো দৃষ্টি সহায়ক উপকরণ তৈরি করা সম্ভব হয়েছে।

এই প্রবন্ধে আলোচনা করা হয়েছে চোখ কীভাবে কাজ করে যার ফলে মানুষ দেখতে পায়। এই প্রবন্ধে চোখের কার্যপ্রণালীর ব্যাখ্যাটি আলোচ্য বিষয়ের সাথে সম্পর্কিত। জ্যামিতিক আলোকবিদ্যা যার মধ্যে রয়েছে আলোর প্রতিসরণ, ফোকাসিং এবং চোখের দ্বারা বস্তুর প্রতিবিম্ব গঠন। চোখ এবং এটি কীভাবে কাজ করে তার একটি বিশদ ব্যাখ্যা এই প্রবন্ধের আওতার বাইরে। চোখের সমস্যা, এটি কীভাবে কাজ করে চশমার লেন্স দেনিযেল কন্টাক্ট লেন্স পরবর্তী নিবন্ধে ব্যাখ্যা করা হবে।

চোখের অংশগুলি

অপটিক্যাল চক্ষু যন্ত্র - ১ কর্নিয়া অথবা চোখের ঝিল্লি কর্নিয়া হলো একটি শক্ত, স্বচ্ছ ঝিল্লি যা চোখের সামনের অংশকে আবৃত করে রাখে। চোখে প্রবেশকারী আলোক রশ্মি কর্নিয়া দ্বারা অধিক পরিমাণে প্রতিসরিত হয়।
পুতলি অথবা চোখের মণি চোখের মণি হলো মানব চোখের কালো অংশ। মণি কালো হওয়ায় এটি প্রায় সমস্ত আলো শোষণ করে নেয় এবং প্রায় কোনো আলোই প্রতিফলিত করে না। মণি হলো সেই ছিদ্রপথ যার মাধ্যমে আলো চোখে প্রবেশ করে। মণি যত বড় হয়, চোখে তত বেশি আলো প্রবেশ করে এবং এর বিপরীতে, মণি যত ছোট হয়, চোখে তত কম আলো প্রবেশ করে।
রামধনু অথবা আইরিস আইরিস পিউপিলের আকার নিয়ন্ত্রণ করে। যখন চোখের চারপাশের পরিবেশ খুব উজ্জ্বল থাকে, তখন আইরিস পিউপিলকে সংকুচিত করে, এবং যখন পরিবেশ আবছা থাকে, তখন আইরিস পিউপিলকে প্রসারিত করে, ফলে চোখে আরও বেশি আলো প্রবেশ করতে পারে। আপনি যদি কখনও দিনে ও রাতে একটি বিড়ালের পিউপিলের পার্থক্য লক্ষ্য করে থাকেন, তবে আপনি সহজেই আইরিসের কাজটি বুঝতে পারবেন।

আরও পড়ুন ফুটন্ত

সিলিয়ারি পেশী চোখের লেন্সের বক্রতা পরিবর্তন করাই হলো সিলিয়ারি পেশীর কাজ। চোখের লেন্সের বক্রতার পরিবর্তন লেন্সটির ফোকাস দূরত্বকে প্রভাবিত করে। চোখ যখন খুব দূর থেকে কোনো বস্তু দেখে, তখন সিলিয়ারি পেশী শিথিল হয়ে যায়, ফলে লেন্সের বক্রতার ব্যাসার্ধ বেড়ে যায় এবং লেন্সের ফোকাস দূরত্বও বৃদ্ধি পায়। আবার চোখ যখন কাছ থেকে কোনো বস্তু দেখে, তখন সিলিয়ারি পেশী সংকুচিত হয়, ফলে লেন্সের বক্রতার ব্যাসার্ধ কমে যায় এবং লেন্সের ফোকাস দূরত্বও হ্রাস পায়। সুতরাং, পরোক্ষভাবে সিলিয়ারি পেশীর কাজ হলো চোখের লেন্সের ফোকাস দূরত্ব নিয়ন্ত্রণ করা, যাতে চোখ বস্তুটির প্রতিবিম্বকে সঠিকভাবে ফোকাস করতে পারে। চোখের লেন্সের ফোকাস দূরত্বের এই পরিবর্তনগুলোকে বলা হয় চোখের অভিযোজন.

চোখের লেন্স সহ অভিসারী লেন্স বা উত্তল লেন্স বা ধনাত্মক লেন্সযদিও চোখে প্রবেশ করা আলোর প্রতিসরণ প্রধানত কর্নিয়াতে ঘটে, লেন্সও আলোক রশ্মিকে প্রতিসরণ ও কেন্দ্রীভূত করে, যাতে কোনো বস্তুর প্রতিবিম্ব রেটিনার উপর নিখুঁতভাবে গঠিত হয়। বস্তু স্পষ্টভাবে দেখার জন্য প্রতিবিম্ব অবশ্যই রেটিনার উপর গঠিত হতে হবে। রেটিনা আলোক তরঙ্গকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে, যা পরবর্তীতে অপটিক স্নায়ুর মাধ্যমে মস্তিষ্কে প্রেরিত হয়।

সর্বোচ্চ এবং সর্বনিম্ন আবাসন

চোখের অভিযোজন চোখের লেন্সের ফোকাস দূরত্ব (f)-কে চোখ দ্বারা দৃষ্ট বস্তুর দূরত্বের সাথে এমনভাবে সমন্বয় করা, যাতে বস্তুর প্রতিবিম্ব রেটিনায় ফোকাস হতে পারে। চোখের লেন্সের ফোকাস দূরত্ব হলো লেন্স এবং লেন্সের ফোকাস বিন্দুর (F) মধ্যবর্তী দূরত্ব। লেন্সের বক্রতার পরিবর্তনের ফলে লেন্সের বক্রতার ব্যাসার্ধ পরিবর্তিত হয় এবং ফলস্বরূপ লেন্সের ফোকাস দূরত্বও পরিবর্তিত হয়, যেমনটি ছবিতে দেখানো হয়েছে।
অপটিক্যাল চক্ষু যন্ত্র - ১ যদি চোখ কোনো বস্তুকে পর্যবেক্ষণ করে দূরবর্তী বিন্দুসিলিয়ারি পেশী শিথিল হয়ে চোখের লেন্সকে চ্যাপ্টা করে তোলে, যার ফলে লেন্সের বক্রতার ব্যাসার্ধ এবং ফোকাস দূরত্ব বৃদ্ধি পায়। দূরবিন্দু হলো সেই দূরতম দূরত্ব যেখানে চোখ ফোকাস করতে পারে, যেখানে চোখের স্বাভাবিক দূরবিন্দু হলো অসীম। যখন চোখ কোনো দূরবিন্দুতে বা অসীম দূরত্বে থাকা বস্তুর উপর ফোকাস করার জন্য লেন্সের ফোকাস দূরত্ব সামঞ্জস্য করে, তখন চোখ ন্যূনতম বাসস্থান.

অন্যদিকে, যখন চোখ খুব কাছের কোনো বস্তুকে পর্যবেক্ষণ করে, তখন সিলিয়ারি পেশী সংকুচিত হয়ে চোখের লেন্সকে আরও বাঁকা করে তোলে, যার ফলে লেন্সের বক্রতার ব্যাসার্ধ এবং ফোকাস দূরত্ব বৃদ্ধি পায়। চোখের সবচেয়ে কাছের যে বস্তুর উপর চোখ তখনও ফোকাস করতে পারে, সেই দূরত্বকে বলা হয় নিকটবর্তী বিন্দুগড়পড়তা একজন মানুষের নিকটবিন্দু ২৫ সেন্টিমিটার। যখন চোখ কোনো নিকটবর্তী বিন্দুতে (২৫ সেমি) থাকা বস্তুর উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, তখন চোখ সর্বাধিক পরিমাণে উপযোজন করে।

বস্তুর ছায়ার গঠন

আরও পড়ুন উদ্ভূত পরিমাণ

অনেক দূরের বস্তুর দূরত্ব

অপটিক্যাল চক্ষু যন্ত্র - ১ যদি বস্তুর দূরত্ব অসীম হয়, তবে চোখের লেন্সটি চ্যাপ্টা হয়ে যায়, যার ফলে লেন্সের ফোকাস দূরত্ব বৃদ্ধি পায়, যেখানে ফোকাস দূরত্ব (f) অবশ্যই প্রতিবিম্ব দূরত্বের (s') সমান হতে হবে। প্রতিবিম্ব দূরত্ব হলো লেন্স এবং চোখের প্রতিসৃত আলোক রশ্মিদ্বয়ের ছেদবিন্দুর মধ্যবর্তী দূরত্ব। আলোক রশ্মিদ্বয়ের ছেদবিন্দুটি রেটিনার সাথে মিলে যায়। সুতরাং এই সিদ্ধান্তে আসা যায় যে, যখন চোখ অসীম দূরত্বের কোনো বস্তু পর্যবেক্ষণ করে, তখন চোখের লেন্সের বক্রতা ততক্ষণ পর্যন্ত চ্যাপ্টা হতে থাকে যতক্ষণ না লেন্সের ফোকাস দূরত্ব (f) চোখের লেন্স এবং রেটিনার মধ্যবর্তী দূরত্বের সমান হয়। আলোক রশ্মিদ্বয়কে অবশ্যই রেটিনায় ছেদ করতে হবে, যাতে রেটিনার স্নায়ুকোষ দ্বারা আলো বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত হতে পারে এবং তারপর অপটিক স্নায়ুর মাধ্যমে মস্তিষ্কে প্রেরিত হতে পারে।

নিচে একটি গাণিতিক প্রমাণ দেওয়া হলো যে, কেন বস্তুর দূরত্ব (s) অনেক বেশি হলে অথবা বস্তুটি অসীম দূরে আছে বলে ধরে নিলেও লেন্সের ফোকাস দূরত্ব (f) এবং প্রতিবিম্ব দূরত্ব (s') অবশ্যই সমান হবে। ফোকাস দূরত্ব (f), বস্তুর দূরত্ব (s) এবং প্রতিবিম্ব দূরত্ব (s')-এর মধ্যকার সম্পর্কটি নিম্নলিখিত সমীকরণের মাধ্যমে প্রকাশ করা হয়।
1/f = 1/s + 1/s' —– সমীকরণ ১
আইপিসটি একটি অভিসারী লেন্স, সুতরাং এর ফোকাস দূরত্ব (f) ধনাত্মক। বস্তু দূরত্ব (s) অসীম, সুতরাং সমীকরণ ১-এ বস্তু দূরত্ব (s)-কে অসীম চিহ্ন দ্বারা প্রতিস্থাপন করুন।
1/f = 1/~ + 1/s'
1/f = 0 + 1/s'
1/f = 1/s'
s' = f —– সমীকরণ ২
সমীকরণ ২ থেকে দেখা যায় যে, অভিসারী বা উত্তল লেন্সের ক্ষেত্রে, যদি বস্তুর দূরত্ব অসীম হয়, তবে ফোকাস দূরত্ব (f) এবং প্রতিবিম্ব দূরত্ব (s') সমান হয়।

খুব কাছের বস্তুর দূরত্ব

অপটিক্যাল চক্ষু যন্ত্র - ১ বস্তুটি চোখের কাছাকাছি হলে কী হবে? একটি অবতল লেন্স অসদ এবং সদ উভয় প্রকার প্রতিবিম্ব গঠন করতে পারে। একটি উত্তল লেন্স দ্বারা সদ প্রতিবিম্ব গঠিত হয় যখন বস্তুর দূরত্ব (s) লেন্সটির ফোকাস দূরত্ব (f) অপেক্ষা বেশি হয়। এই বিষয়টি পূর্ববর্তী অধ্যায়ে আলোচনা করা হয়েছে। উত্তল লেন্সের প্রতিবিম্ব.
পূর্বে ব্যাখ্যা করা হয়েছিল যে, একটি স্বাভাবিক চোখ সবচেয়ে কাছের যে বস্তুতে সঠিকভাবে ফোকাস করতে পারে, তার দূরত্ব হলো ২৫ সেমি। সুতরাং, ফোকাস দূরত্ব অবশ্যই ২৫ সেমি-এর কম হতে হবে। এটি ২৫ সেমি হতেও পারে না, কারণ তা হলে প্রতিবিম্বটি অসীম দূরত্বে গঠিত হবে, যা চোখের তারার ছোট আকারের কারণে অযৌক্তিক।

চোখের লেন্স সিস্টেমের ফোকাস দূরত্ব (f) নির্ণয়ের গণনা:
1/f = 1/s + 1/s' —– সমীকরণ ১
একটি স্বাভাবিক চোখের নিকটবিন্দু হলো ২৫ সেমি, সুতরাং নিকটতম বস্তু দূরত্ব (s) হলো ২৫ সেমি। কর্নিয়া এবং চোখের মধ্যে দূরত্ব প্রায় ২.৫ সেমি। আলোক রশ্মি রেটিনার উপর পড়লে প্রতিবিম্বটি স্পষ্ট দেখায়, তাই কর্নিয়া এবং লেন্সের মধ্যবর্তী দূরত্বকে প্রতিবিম্ব দূরত্ব (s') হিসাবে ধরা হয়।
1/f = 1/s + 1/s'
১/এফ = ১/২৫ + ১/২.৫ = ১/২৫ + ১০/২৫ = ১১/২৫
f = ২৫/১১
f = ২.২৭ সেমি
প্রতিবিম্ব দূরত্ব (s') এবং ফোকাস দূরত্ব (f)-এর মধ্যে পার্থক্য হলো ২.৫ সেমি – ২.২৭ সেমি = ০.২৩ সেমি। উপরের গণনার ফলাফলের উপর ভিত্তি করে এই সিদ্ধান্তে আসা যায় যে, ফোকাস দূরত্ব (f) প্রতিবিম্ব দূরত্ব (s') অপেক্ষা ছোট। চোখের ফোকাস বিন্দুটি প্রতিবিম্ব বিন্দু বা রেটিনার বাম দিকে ০.২৩ সেমি দূরে অবস্থিত।
চোখের লেন্স অভিসারী, তাই রেটিনায় গঠিত প্রতিবিম্বটি বাস্তব হলেও উল্টো হয়। রেটিনার প্রতিবিম্বটি উল্টো হওয়া সত্ত্বেও মস্তিষ্কের স্নায়ুগুলো এটিকে সোজা করে দেয়। এর ব্যাখ্যা কী? 🙂

আরও পড়ুন বিটা (β) ক্ষয় নিয়ে আলোচনামূলক উদাহরণ প্রশ্ন

অপটিক্যাল চক্ষু যন্ত্র সম্পর্কিত উদাহরণমূলক প্রশ্ন

১. ইবিটিএএনএএস-এসএমপি-০১-১৫

মায়োপিক চোখের ত্রুটিতে প্রতিবিম্ব গঠনের বর্ণনা হলো...

অপটিক্যাল চক্ষু যন্ত্রপাতির আলোচনা ২

আলোচনা

দূরদৃষ্টি বা দৃষ্টিক্ষীণতা এটি চোখের একটি দৃষ্টিগত রোগ, যার ফলে চোখ দূরের বস্তু স্পষ্টভাবে দেখতে পায় না।

অপটিক্যাল চক্ষু যন্ত্রপাতির আলোচনা ২ ক্ষীণদৃষ্টির কারণ হলো কর্নিয়া-লেন্স সিস্টেমের অধিক বক্রতা (অক্ষিগোলকের অনুভূমিক অংশটি খুব লম্বা হওয়ায়), যার ফলে কর্নিয়া-লেন্স সিস্টেমের ফোকাস দূরত্ব কমে যায়। এতে দূরবর্তী কোনো বিন্দু থেকে আসা আলোক রশ্মি রেটিনার সামনে কেন্দ্রীভূত হয়। অসীম আলোক রশ্মি রেটিনায় কেন্দ্রীভূত না হওয়ায় রেটিনার স্নায়ুকোষগুলো সেই আলোক তরঙ্গকে মস্তিষ্কে প্রেরণের জন্য বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করতে পারে না।