ऑप्टिकल नेत्र उपकरण

ऑप्टिकल नेत्र उपकरण सामग्री

आँख मनुष्य का एक प्राकृतिक प्रकाश यंत्र है। इसकी मदद से आप भौतिकी का लेख पढ़ सकते हैं 😀 या अपने खूबसूरत या आकर्षक प्रेमी के चेहरे को निहार सकते हैं 🙂 अगर आपकी आँखें ठीक से काम न कर रही हों तो क्या होगा? इस सवाल का जवाब तो आप जानते ही होंगे। इसलिए, अगर आपकी आँखें स्वस्थ हैं और आप साफ देख सकते हैं, तो शुक्रगुजार रहें। एक अंधा व्यक्ति देख नहीं सकता और आज की दुनिया की स्थिति की सिर्फ कल्पना ही कर सकता है।

स्वस्थ और सुचारू रूप से काम करने वाली आंखें होना हर किसी की ख्वाहिश होती है। हालांकि, हकीकत कभी-कभी उम्मीदों से कमतर साबित होती है। कुछ लोगों को आंखों की समस्या होना तय होता है, जिससे वे साफ देख नहीं पाते। विज्ञान, खासकर भौतिकी में हुई प्रगति ने चश्मे और कॉन्टैक्ट लेंस जैसे दृष्टि सहायक उपकरण बनाना संभव बना दिया है।

यह लेख आंख की कार्यप्रणाली का विश्लेषण करता है, जिसके द्वारा मनुष्य देख पाता है। इस लेख में आंख की कार्यप्रणाली की व्याख्या ज्यामितीय प्रकाशिकी के विषय से संबंधित है , जिसमें प्रकाश का अपवर्तन, फोकस करना और आंख द्वारा वस्तुओं की छवि बनाना शामिल है। आंख और उसकी कार्यप्रणाली का विस्तृत विवरण इस लेख के दायरे से बाहर है। आंखों की समस्याओं, चश्मे और कॉन्टैक्ट लेंस की कार्यप्रणाली के बारे में आगे के लेखों में बताया जाएगा।

आँख के भाग

कॉर्निया atau आँख की झिल्ली कॉर्निया एक कठोर, पारदर्शी झिल्ली है जो आंख के सामने के हिस्से को ढकती है। आंख में प्रवेश करने वाली प्रकाश किरणें कॉर्निया द्वारा अधिक मात्रा में अपवर्तित होती हैं।
छात्र atau आंखों आँख की पुतली, आँख का काला भाग है। पुतली काली होने के कारण लगभग सभी प्रकाश को अवशोषित कर लेती है और उसे वापस परावर्तित नहीं करती। पुतली वह छिद्र है जिसके माध्यम से प्रकाश आँख में प्रवेश करता है। पुतली जितनी बड़ी होगी, उतना ही अधिक प्रकाश आँख में प्रवेश करेगा, और इसके विपरीत, पुतली जितनी छोटी होगी, उतना ही कम प्रकाश आँख में प्रवेश करेगा।
परितारिका atau आइरिस आँख की पुतली के आकार को आइरिस नियंत्रित करता है। जब आँख के आसपास का वातावरण बहुत उज्ज्वल होता है, तो आइरिस पुतली को सिकोड़ देता है, और जब वातावरण मंद होता है, तो आइरिस पुतली को फैला देता है, जिससे आँख में अधिक प्रकाश प्रवेश कर पाता है। यदि आपने कभी दिन और रात के दौरान बिल्ली की पुतलियों में अंतर देखा है, तो आप आइरिस के कार्य को आसानी से समझ जाएंगे।

सिलियरी मांसपेशी नेत्र लेंस की वक्रता को बदलने का कार्य करती है। नेत्र लेंस की वक्रता में परिवर्तन से उसकी फोकस दूरी प्रभावित होती है। यदि नेत्र किसी वस्तु को बहुत दूर से देखता है, तो सिलियरी मांसपेशी शिथिल हो जाती है जिससे लेंस की वक्रता त्रिज्या बढ़ जाती है और फोकस दूरी भी बढ़ जाती है। यदि नेत्र किसी वस्तु को पास से देखता है, तो सिलियरी मांसपेशी संकुचित हो जाती है जिससे लेंस की वक्रता त्रिज्या घट जाती है और फोकस दूरी भी घट जाती है। इस प्रकार, अप्रत्यक्ष रूप से सिलियरी मांसपेशी का कार्य नेत्र लेंस की फोकस दूरी को नियंत्रित करना है ताकि नेत्र वस्तु के प्रतिबिंब को अच्छी तरह से फोकस कर सके। नेत्र लेंस की फोकस दूरी में होने वाले परिवर्तनों को नेत्र समायोजन कहा जाता है ।

आँख का लेंस अभिसारी लेंस होता है , जिसे उत्तल लेंस या धनात्मक लेंस भी कहा जाता है । हालाँकि आँख में प्रवेश करने वाला अधिकांश प्रकाश कॉर्निया में अपवर्तित हो जाता है, लेंस प्रकाश किरणों को अपवर्तित और केंद्रित भी करता है ताकि किसी वस्तु का प्रतिबिंब रेटिना पर सटीक रूप से बन सके। वस्तुओं को स्पष्ट रूप से देखने के लिए प्रतिबिंब का रेटिना पर बनना आवश्यक है। रेटिना प्रकाश तरंगों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करता है, जो फिर ऑप्टिक तंत्रिका के माध्यम से मस्तिष्क तक प्रेषित होते हैं।

अधिकतम और न्यूनतम आवास

आँखों का समायोजन आंख के लेंस की फोकस दूरी (f) को आंख द्वारा देखी जाने वाली वस्तु की दूरी के अनुसार समायोजित करना ही फोकस दूरी है, ताकि वस्तु का प्रतिबिंब रेटिना पर फोकस हो सके। आंख के लेंस की फोकस दूरी लेंस और लेंस के फोकस बिंदु (F) के बीच की दूरी होती है। लेंस की वक्रता में परिवर्तन के कारण लेंस की वक्रता त्रिज्या बदल जाती है और इसलिए लेंस की फोकस दूरी भी बदल जाती है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।
यदि आँख किसी वस्तु को देखती है दूर बिंदुजब सिलिअरी मांसपेशी शिथिल हो जाती है, तो आंख का लेंस चपटा हो जाता है, जिससे लेंस की वक्रता त्रिज्या और फोकस दूरी बढ़ जाती है। दूर बिंदु वह अधिकतम दूरी है जिस पर आंख फोकस कर सकती है, जहां आंख का सामान्य दूर बिंदु अनंत होता है। जब आंख दूर बिंदु पर स्थित वस्तुओं या अनंत पर स्थित वस्तुओं पर फोकस करने के लिए लेंस की फोकस दूरी को समायोजित करती है, तो आंख न्यूनतम आवास.

दूसरी ओर, जब आँख किसी निकट स्थित वस्तु को देखती है, तो सिलिअरी मांसपेशी संकुचित हो जाती है, जिससे आँख का लेंस अधिक घुमावदार हो जाता है और लेंस की वक्रता त्रिज्या और फोकस दूरी बढ़ जाती है। आँख के सबसे निकट स्थित वस्तु की वह दूरी जिस पर आँख अभी भी फोकस कर सकती है, उसे फोकस दूरी कहा जाता है। निकट बिंदुएक औसत मनुष्य की निकट दूरी 25 सेंटीमीटर होती है। जब आंख किसी निकट बिंदु (25 सेमी) पर स्थित वस्तु पर ध्यान केंद्रित करती है, तो आंख अधिकतम समायोजन करती है। 
 
किसी वस्तु की छाया का निर्माण

बहुत दूर वस्तु की दूरी

यदि वस्तु की दूरी अनंत हो, तो नेत्र का लेंस समतल हो जाता है जिससे लेंस की फोकस दूरी बढ़ जाती है, जहाँ फोकस दूरी (f) प्रतिबिंब दूरी (s') के बराबर होनी चाहिए। प्रतिबिंब दूरी लेंस और उस बिंदु के बीच की दूरी है जहाँ नेत्र की अपवर्तित प्रकाश किरणें प्रतिच्छेद करती हैं। प्रकाश किरणों का प्रतिच्छेद बिंदु रेटिना होता है। अतः यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि जब नेत्र अनंत दूरी पर स्थित किसी वस्तु को देखता है, तो नेत्र के लेंस की वक्रता तब तक समतल होती जाती है जब तक कि लेंस की फोकस दूरी (f) नेत्र के लेंस और रेटिना के बीच की दूरी के बराबर न हो जाए। प्रकाश किरणों का रेटिना पर प्रतिच्छेद करना आवश्यक है ताकि रेटिना में मौजूद तंत्रिका कोशिकाओं द्वारा प्रकाश को विद्युत संकेतों में परिवर्तित किया जा सके और फिर ऑप्टिक तंत्रिका द्वारा मस्तिष्क तक पहुँचाया जा सके।

निम्नलिखित गणितीय प्रमाण से यह सिद्ध होता है कि जब वस्तु की दूरी (s) बहुत अधिक हो या वस्तु अनंत दूरी पर स्थित हो, तो लेंस की फोकस दूरी (f) प्रतिबिंब की दूरी (s') के बराबर क्यों होती है। फोकस दूरी (f), वस्तु की दूरी (s) और प्रतिबिंब की दूरी (s') के बीच संबंध को निम्न समीकरण द्वारा व्यक्त किया जाता है।
1/f = 1/s + 1/s' —– समीकरण 1
आईपिस एक अभिसारी लेंस है, इसलिए इसकी फोकस दूरी (f) धनात्मक है। वस्तु की दूरी (s) अनंत है, इसलिए समीकरण 1 में वस्तु की दूरी (s) के स्थान पर अनंत चिह्न का प्रयोग करें।
1/f = 1/~ + 1/s'
1/f = 0 + 1/s'
1/f = 1/s'
s' = f —– समीकरण 2
समीकरण 2 दर्शाता है कि अभिसारी लेंस या उत्तल लेंस में, यदि वस्तु की दूरी अनंत है तो फोकस की लंबाई (f) प्रतिबिंब की दूरी (s') के बराबर होती है।
 
बहुत निकट वस्तु दूरी

यदि वस्तु आँख के निकट हो तो क्या होगा? अवतल लेंस आभासी और वास्तविक दोनों प्रकार के प्रतिबिंब बना सकता है। उत्तल लेंस द्वारा वास्तविक प्रतिबिंब तब बनता है जब वस्तु की दूरी (s) लेंस की फोकस दूरी (f) से अधिक होती है। इस विषय में पहले ही चर्चा हो चुकी है। उत्तल लेंस छवि.
पहले यह बताया गया था कि सामान्य आँख जिस निकटतम वस्तु पर ठीक से फोकस कर सकती है, वह 25 सेंटीमीटर है। इसलिए, फोकस दूरी 25 सेंटीमीटर से कम होनी चाहिए। वैसे भी, यह 25 सेंटीमीटर नहीं हो सकती, क्योंकि यदि ऐसा होता, तो प्रतिबिंब अनंत पर बनता, जो पुतली के छोटे आकार को देखते हुए तर्कसंगत नहीं है।

नेत्र लेंस प्रणाली की फोकस दूरी (f) का अनुमान लगाने के लिए गणना:
1/f = 1/s + 1/s' —– समीकरण 1
एक सामान्य आँख का निकट बिंदु 25 सेमी होता है, इसलिए निकटतम वस्तु की दूरी (s) 25 सेमी है। कॉर्निया और आँख के बीच की दूरी लगभग 2,5 सेमी होती है। यदि प्रकाश की किरण रेटिना पर पड़ती है तो प्रतिबिंब स्पष्ट दिखाई देता है, इसलिए कॉर्निया और लेंस के बीच की दूरी को प्रतिबिंब दूरी (s') माना जाता है।
1/f = 1/s + 1/s'
1/f = 1/25 + 1/2,5 = 1/25 + 10/25 = 11/25
f = 25/11
f = 2,27 सेमी
प्रतिबिंब दूरी (s') और फोकस दूरी (f) का अंतर 2,5 सेमी – 2,27 सेमी = 0,23 सेमी है। उपरोक्त गणना परिणामों के आधार पर, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि फोकस दूरी (f) प्रतिबिंब दूरी (s') से छोटी है। आँख का फोकस बिंदु प्रतिबिंब बिंदु या रेटिना से 0,23 सेमी बाईं ओर स्थित है।
आँख का लेंस अभिसारी होता है, इसलिए रेटिना पर बनने वाला प्रतिबिंब, भले ही वास्तविक हो, उल्टा होता है। हालाँकि रेटिना पर प्रतिबिंब उल्टा होता है, मस्तिष्क की नसें उसे सीधा कर देती हैं। इसे कैसे समझाया जा सकता है? 🙂

ऑप्टिकल नेत्र उपकरणों के बारे में उदाहरण प्रश्न

1. ईबीटीएएनएएस-एसएमपी-01-15

मायोपिक नेत्र दोषों में छवि निर्माण का वर्णन इस प्रकार है...

विचार-विमर्श

निकट दृष्टि दोष या मायोपिया आंखों का एक ऐसा विकार है जिसमें आंखें दूर की वस्तुओं को स्पष्ट रूप से नहीं देख पाती हैं।

निकट दृष्टि दोष का कारण कॉर्निया-लेंस प्रणाली का अधिक घुमावदार होना है (आंख के क्षैतिज भाग की लंबाई अधिक होना), जिससे कॉर्निया-लेंस प्रणाली की फोकस दूरी कम हो जाती है और दूर के बिंदुओं से आने वाली प्रकाश किरणें रेटिना के ठीक सामने केंद्रित हो जाती हैं। अनंत प्रकाश किरणें रेटिना पर केंद्रित नहीं हो पातीं, जिसके कारण रेटिना में मौजूद तंत्रिका कोशिकाएं प्रकाश तरंगों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित नहीं कर पातीं, जिन्हें मस्तिष्क तक पहुंचाया जा सके।

सही जवाब बी है।

2. ईबीटीएएनएएस-एसएमपी-02-15

निकट दृष्टि दोष से पीड़ित लोगों में परछाई के निर्माण को सही चित्र में दर्शाया गया है...

विचार-विमर्श

निकट दृष्टि दोष या मायोपिया आंखों का एक ऐसा विकार है जिसमें आंखें दूर की वस्तुओं को स्पष्ट रूप से नहीं देख पाती हैं।

निकट दृष्टि दोष का कारण कॉर्निया-लेंस प्रणाली का अधिक घुमावदार होना है (आंख के क्षैतिज भाग की लंबाई अधिक होना), जिससे कॉर्निया-लेंस प्रणाली की फोकस दूरी कम हो जाती है और दूर के बिंदुओं से आने वाली प्रकाश किरणें रेटिना के ठीक सामने केंद्रित हो जाती हैं। अनंत प्रकाश किरणें रेटिना पर केंद्रित नहीं हो पातीं, जिसके कारण रेटिना में मौजूद तंत्रिका कोशिकाएं प्रकाश तरंगों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित नहीं कर पातीं, जिन्हें मस्तिष्क तक पहुंचाया जा सके।

सही जवाब सी है।