မှန်ဘီလူးဖော်မြူလာ၏ Focal Length နှင့် Radius of Curvature
မှန်ဘီလူးဆိုသည်မှာ အလင်းကို ရောင်ပြန်ဟပ်ပြီး ပုံရိပ်များဖွဲ့စည်းရန် အသုံးပြုသည့် ကိရိယာတစ်ခုဖြစ်သည်။ မှန်ဘီလူးများသည် ပုံသဏ္ဍာန်နှင့် အရွယ်အစားအမျိုးမျိုးရှိသော်လည်း ယေဘုယျအားဖြင့် ၎င်းတို့ကို အဓိကအမျိုးအစားနှစ်မျိုးခွဲခြားနိုင်သည်- ခုံးမှန်ဘီလူးများနှင့် ခွက်မှန်ဘီလူးများဖြစ်သည်။ မှန်ဘီလူးများမည်သို့အလုပ်လုပ်သည်ကို နားလည်ခြင်းသည် မျက်မှန်များမှသည် တယ်လီစကုပ်များနှင့် မိုက်ခရိုစကုပ်များအထိ ကျယ်ပြန့်သော အသုံးချမှုအမျိုးမျိုးတွင် အရေးကြီးပါသည်။ မှန်ဘီလူးများကို နားလည်ခြင်း၏ အဓိကရှုထောင့်တစ်ခုမှာ ၎င်းတို့၏ ဆုံချက်အလျားနှင့် ကွေးညွှတ်မှုအချင်းဝက်ဖြစ်သည်။ ဤဆောင်းပါးသည် ဆုံချက်အလျားနှင့် ကွေးညွှတ်မှုအချင်းဝက်နှင့် ဆက်စပ်သော အရေးကြီးသောဖော်မြူလာများအပြင် နေ့စဉ်ဘဝတွင် ၎င်းတို့၏အသုံးချမှုများကို ဆွေးနွေးပါမည်။
Focal Length နှင့် Radius of Curvature ကို နားလည်ခြင်း
ဆုံချက်အလျားဆိုသည်မှာ မှန်ဘီလူး၏ အလင်းဗဟိုချက်နှင့် ဆုံချက်အမှတ်ကြား အကွာအဝေးဖြစ်ပြီး၊ ယင်းမှာ မှန်ဘီလူး၏ အဓိကဝင်ရိုးနှင့် ပြိုင်သော ရောင်ခြည်များသည် မှန်ဘီလူးကို ဖြတ်သန်းပြီးနောက် စုရုံးသည့် အမှတ်ဖြစ်သည်။ ဆုံချက်အလျားကို များသောအားဖြင့် အက္ခရာ **f** ဖြင့် ကိုယ်စားပြုသည်။
ကွေးညွှတ်မှုအချင်းဝက်ဆိုသည်မှာ မှန်ဘီလူး၏မျက်နှာပြင်နှင့် မျက်နှာပြင်ကိုက်ညီသော စိတ်ကူးယဉ်စက်လုံး၏ အချင်းဝက်ဖြစ်သည်။ မှန်ဘီလူးတိုင်းတွင် ကွေးညွှတ်မျက်နှာပြင်နှစ်ခုရှိသောကြောင့် ကွေးညွှတ်မှုအချင်းဝက်နှစ်ခုပါဝင်ပြီး၊ ၎င်းတို့ကို ပထမနှင့် ဒုတိယမျက်နှာပြင်များအတွက် R1 နှင့် R2 ဖြင့် ဖော်ပြလေ့ရှိသည်။
ပါးလွှာသော မှန်ဘီလူး အကွာအဝေး ဖော်မြူလာ
ပါးလွှာသောမှန်ဘီလူးတွင် focal length နှင့် radius of curvature ကို ဆက်စပ်သော အဓိကဖော်မြူလာကို Thin Lens Equation သို့မဟုတ် Lens Maker's Formula ဖြင့် ပေးထားသည်။
\[ \frac{1}{f} = (n – 1) \left( \frac{1}{R1} – \frac{1}{R2} \right) \]
ဘယ်နေရာ:
- f သည် မှန်ဘီလူး၏ အကွာအဝေးဖြစ်သည်
-n သည် မှန်ဘီလူးပစ္စည်း၏ အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်းဖြစ်သည်
- R1 သည် မှန်ဘီလူး၏ ပထမမျက်နှာပြင်၏ ကွေးညွှတ်မှုအချင်းဝက်ဖြစ်သည်
– R2 သည် မှန်ဘီလူးနှစ်ခုလုံး၏ မျက်နှာပြင်များ၏ ကွေးညွှတ်မှုအချင်းဝက်ဖြစ်သည်
ခုံးနှင့် ခွက်ဝင်မှန်ဘီလူးများ
ခုံးနေသော မှန်ဘီလူးအတွက် မှန်ဘီလူးမျက်နှာပြင်သည် အပြင်ဘက်သို့ ခုံးနေသောကြောင့် R1 သည် အပေါင်းဖြစ်ပြီး R2 သည် အနုတ်ဖြစ်သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့် ခွက်နေသော မှန်ဘီလူးအတွက် မှန်ဘီလူးမျက်နှာပြင်သည် အတွင်းဘက်သို့ ခွက်နေသောကြောင့် R1 သည် အနုတ်ဖြစ်ပြီး R2 သည် အပေါင်းဖြစ်သည်။ အထက်ပါ ဖော်မြူလာကို အသုံးပြုသည့်အခါ ကွေးညွှတ်မှုအချင်းဝက်၏ လက္ခဏာကို ဆုံးဖြတ်ရာတွင် ၎င်းသည် အရေးကြီးပါသည်။
Focal Length Formula ကို ရှာဖွေတွေ့ရှိခြင်း
ပါးလွှာသော မှန်ဘီလူးညီမျှခြင်းကို ဂျီဩမေတြီအလင်းပညာ၏ အခြေခံမူများနှင့် Snell ၏ ရောင်ပြန်မှုဥပဒေမှ ဆင်းသက်လာသည်။ ၎င်း၏ ဆင်းသက်လာခြင်းတွင် အဆင့်များစွာ ပါဝင်သည်-
၁။ Snell ၏ ဥပဒေကို အသုံးပြုခြင်း-
Snell ၏ ဥပဒေအရ \(n1 \sin(\theta1) = n2 \sin(\theta2)\) သည် မတူညီသော မီဒီယာနှစ်ခု၏ အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်းများဖြစ်ပြီး \(\theta1\) နှင့် \(\theta2\) တို့သည် အလင်းကျရောက်မှုထောင့်နှင့် အလင်းယိုင်ထောင့်များ ဖြစ်ကြသည်။
၂။ ပထမမျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ရောင်ခြည်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း-
ကွေးညွှတ်မှုအချင်းဝက် R1 ရှိသော မှန်ဘီလူး၏ ပထမဆုံးမျက်နှာပြင်အတွက်၊ ထိုမျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် အလင်းကျရောက်မှု၏ ယိုင်ခြင်းကို တွက်ချက်ရန် Snell ၏ဥပဒေကို အသုံးပြုပါသည်။
၃။ ဒုတိယမျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ရောင်ခြည်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း-
ရောင်ခြည်သည် ပထမမျက်နှာပြင်ကို ဖြတ်သန်းသွားပြီးနောက်၊ R2 ၏ ကွေးညွှတ်မှုအချင်းဝက်ရှိသော ဒုတိယမျက်နှာပြင်က ထပ်မံ၍ ရောင်ပြန်ဟပ်လိမ့်မည်။
၄။ မျက်နှာပြင်နှစ်ခုလုံး၏ ရောင်ပြန်ဟပ်မှုကို ပေါင်းစပ်ခြင်း-
မျက်နှာပြင်နှစ်ခုလုံး၏ ယိုင်ယွင်းမှုအကျိုးသက်ရောက်မှုများကို ပေါင်းစပ်ပြီး sin(θ) ≈ θ ကဲ့သို့သော ထောင့်သေးငယ်သော ခန့်မှန်းချက်ကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့်၊ မှန်ဘီလူးမျက်နှာပြင်နှစ်ခု၏ ကွေးညွှတ်မှုအချင်းဝက်နှင့် focal length ကို ဆက်စပ်ပေးသည့် ညီမျှခြင်းတစ်ခုကို တည်ဆောက်နိုင်ပါသည်။
လက်တွေ့အသုံးချမှုများ
မှန်ဘီလူး၏ focal length နှင့် radius of curvature သည် လက်တွေ့အသုံးချမှုအမျိုးမျိုးတွင် အရေးကြီးသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ပါသည်။
၁။ မျက်မှန်များ
မျက်မှန်များသည် အမြင်အာရုံကို ပြုပြင်ရန်အတွက် ခွက်ပုံ သို့မဟုတ် ခုံးပုံ မှန်ဘီလူးများကို အသုံးပြုသည်။ ခုံးပုံ မှန်ဘီလူးများကို အဝေးမှုန်ခြင်း (အဝေးမှုန်ခြင်း) အတွက် အသုံးပြုပြီး ခွက်ပုံ မှန်ဘီလူးများကို အဝေးမှုန်ခြင်း (အဝေးမှုန်ခြင်း) အတွက် အသုံးပြုသည်။ မှန်ဘီလူး၏ focal length ကို လူတစ်ဦးချင်းစီ၏ အမြင်အာရုံ ပြုပြင်မှု လိုအပ်ချက်များနှင့် ကိုက်ညီစေရန် ချိန်ညှိရမည်။
၂။ ကင်မရာ
ကင်မရာမှန်ဘီလူးများကို မြင်ကွင်းထောင့်နှင့် ချဲ့ထွင်မှုကို ဆုံးဖြတ်ရန်အတွက် သတ်မှတ်ထားသော ဖိုးကပ်စ်အလျားများဖြင့် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။ ဖိုးကပ်စ်အလျားတို (wide-angle) မှန်ဘီလူးသည် ပိုမိုကျယ်ပြန့်သော မြင်ကွင်းကို ဖုံးအုပ်ထားပြီး ဖိုးကပ်စ်အလျားရှည် (telephoto) မှန်ဘီလူးသည် ပိုမိုကြီးမားသော ချဲ့ထွင်မှုကို ပေးစွမ်းသည်။
၃။ မိုက်ခရိုစကုပ်နှင့် တယ်လီစကုပ်
မိုက်ခရိုစကုပ်များသည် သေးငယ်သော အရာဝတ္ထုများကို ချဲ့ထွင်ရန်အတွက် အကွာအဝေးတိုသော မှန်ဘီလူးများကို အသုံးပြုပြီး တယ်လီစကုပ်များသည် ကြယ်များနှင့် ဂြိုဟ်များကဲ့သို့သော ဝေးလံသော အရာဝတ္ထုများကို ကြည့်ရှုရန်အတွက် အကွာအဝေးရှည်သော မှန်ဘီလူးများကို အသုံးပြုသည်။
၄။ ပရိုဂျက်တာ
ပရိုဂျက်တာများသည် ရုပ်ပုံများကို မျက်နှာပြင်ပေါ်သို့ အာရုံစိုက်ရန် မှန်ဘီလူးများကို အသုံးပြုသည်။ ကြည်လင်ပြတ်သားသော ရုပ်ပုံများရရှိစေရန် ပရိုဂျက်တာမှန်ဘီလူး၏ အကွာအဝေးကို ချိန်ညှိရမည်။
ပြဿနာ ဥပမာ
focal length formula အသုံးပြုပုံကို ပိုမိုနားလည်စေရန်အတွက် အောက်ပါ ဥပမာကို ကြည့်ကြပါစို့။
မေးခွန်း:
1,5 refractive index ရှိသော convex lens တစ်ခုသည် ၎င်း၏ ပထမမျက်နှာပြင်တွင် 10 cm အချင်းဝက်ရှိပြီး ဒုတိယမျက်နှာပြင်တွင် -15 cm ရှိသည်။ lens ၏ focal length ကို တွက်ချက်ပါ။
ဖြေရှင်းချက်:
ပါးလွှာသော မှန်ဘီလူး ဖော်မြူလာကို အသုံးပြု၍-
\[ \frac{1}{f} = (n – 1) \left( \frac{1}{R1} – \frac{1}{R2} \right) \]
သိထားပါတယ်:
– n = 1,5
– R1 = ၁၀ စင်တီမီတာ
– R2 = -၁၅ စင်တီမီတာ
ဤတန်ဖိုးများကို ဖော်မြူလာထဲသို့ အစားထိုးပါ-
\[ \frac{1}{f} = (1,5 – 1) \left( \frac{1}{10} – \frac{1}{-15} \right) \]
\[ \frac{1}{f} = 0,5 \left( \frac{1}{10} + \frac{1}{15} \right) \]
\[ \frac{1}{f} = 0,5 \left( \frac{15 + 10}{150} \right) \]
\[ \frac{1}{f} = 0,5 \frac{25}{150} \]
\[ \frac{1}{f} = 0,5 \frac{1}{6} \]
\[ \frac{1}{f} = \frac{1}{12} \]
ဒါကြောင့် focal length f က 12 cm ပါ။
နိဂုံး
မှန်ဘီလူးများ မည်သို့အလုပ်လုပ်သည်ကို နားလည်ရာတွင် focal length နှင့် radius of curvature တို့သည် အရေးကြီးသော သဘောတရားများဖြစ်သည်။ ပါးလွှာသော မှန်ဘီလူးဖော်မြူလာသည် မှန်ဘီလူးပစ္စည်း၏ radius of curvature နှင့် refractive index ပေါ်အခြေခံ၍ focal length တွက်ချက်ရန် နည်းလမ်းတစ်ခုကို ပေးသည်။ ဤဖော်မြူလာကို နားလည်ခြင်းသည် ရူပဗေဒတွင် အရေးကြီးရုံသာမက ကျွန်ုပ်တို့နေ့စဉ်အသုံးပြုနေသော အလင်းနည်းပညာအမျိုးမျိုးတွင်လည်း လက်တွေ့အသုံးချမှုများရှိသည်။ မျက်မှန်များမှသည် ကင်မရာများ၊ မိုက်ခရိုစကုပ်များနှင့် တယ်လီစကုပ်များအထိ၊ ဤအလင်းဆိုင်ရာမူများသည် ကမ္ဘာကြီးကို ပိုမိုရှင်းလင်းပြတ်သားစွာနှင့် အသေးစိတ်ကျကျ မြင်တွေ့နိုင်စေရန် ကူညီပေးသည်။
