मानव आँखाको लागि अप्टिकल उपकरण

लेख मानव आँखाको लागि अप्टिकल उपकरणहरू

आँखाका भागहरू

कोर्निया आँखाको अगाडिको भाग ढाक्ने पारदर्शी, कडा झिल्ली हो। कोर्नियाले आँखामा प्रवेश गर्ने प्रकाशको किरणलाई अपवर्तन गर्छ।

आँखाको नानी आँखाको कालो भाग हो। नानी कालो हुन्छ, त्यसैले यसले लगभग सबै प्रकाश सोस्छ। नानी भनेको एउटा प्वाल हो जसबाट प्रकाश आँखामा प्रवेश गर्छ। नानीको व्यास जति ठूलो हुन्छ, त्यति नै धेरै प्रकाश आँखामा प्रवेश गर्छ र नानीको आकार जति सानो हुन्छ, त्यति नै कम प्रकाश आँखामा प्रवेश गर्छ।

आइरिसले नानीको आकार नियन्त्रण गर्छ। जब आँखा वरपरको वातावरण धेरै उज्यालो हुन्छ, आइरिसले नानीलाई सानो बनाउँछ। यसको विपरीत, जब आँखा वरपरको वातावरण कम उज्यालो हुन्छ, आइरिसले नानीलाई ठूलो बनाउँछ जसले गर्दा आँखामा प्रवेश गर्ने प्रकाशको मात्रा ठूलो हुन्छ। यदि तपाईंले दिन र रातमा बिरालोको आँखा बीचको भिन्नता अवलोकन गर्नुभएको छ भने, तपाईं आइरिसको कार्य सजिलै बुझ्न सक्नुहुन्छ।

आँखाको लेन्सको वक्रता परिवर्तन गर्न सिलीरी मांसपेशीहरूले काम गर्छन्। आँखाको लेन्समा हुने परिवर्तनले आँखाको लेन्सको फोकल लम्बाइलाई असर गर्छ। यदि आँखाले धेरै टाढाबाट वस्तुहरू अवलोकन गर्छ भने, सिलीरी मांसपेशीहरू आराम गर्छन् जसले गर्दा लेन्सको वक्रताको त्रिज्या बढ्छ र लेन्सको फोकल लम्बाइ बढ्छ।

जब आँखाले नजिकबाट वस्तुहरू अवलोकन गर्छ, सिलियरी मांसपेशीहरू संकुचित हुन्छन् जसले गर्दा लेन्सको वक्रताको त्रिज्या घट्छ र लेन्सको फोकल लम्बाइ घट्छ। त्यसैले, अप्रत्यक्ष रूपमा, सिलियरी मांसपेशीहरूको कार्य आँखाको लेन्सको फोकल लम्बाइ नियन्त्रण गर्नु हो ताकि आँखाले वस्तुको छविलाई सही रूपमा केन्द्रित गर्न सकोस्। आइपिसको फोकल लम्बाइमा हुने परिवर्तनलाई आँखाको आवास भनिन्छ।

आँखाको लेन्स एक कन्भर्जेन्ट लेन्स वा कन्भेक्स लेन्स वा पोजिटिभ लेन्स हो। यद्यपि प्रकाशको अधिक अपवर्तन कोर्नियामा हुन्छ, आँखाको लेन्सले प्रकाशको किरणलाई पनि अपवर्तन र केन्द्रित गर्दछ जसले गर्दा छवि रेटिनामा नै बन्दछ। वस्तुहरू स्पष्ट रूपमा देख्न सकियोस् भनेर रेटिनामा एउटा छवि बनाउनु पर्छ। रेटिनाले प्रकाश तरंगहरूलाई विद्युतीय संकेतहरूमा रूपान्तरण गर्ने काम गर्छ, जुन त्यसपछि अप्टिक नर्भ हुँदै मस्तिष्कमा जान्छ।

सामान्य आँखाले हेर्ने सुविधा

आँखाको समायोजन भनेको आँखाको लेन्सको फोकल लम्बाइ (f) लाई आँखाबाट वस्तुको दूरीसँग समायोजन गर्नु हो ताकि छविलाई रेटिनामा केन्द्रित गर्न सकियोस्। आँखाको लेन्सको फोकल लम्बाइ भनेको आँखाको लेन्स र लेन्सको फोकल बिन्दु (F) बीचको दूरी हो। जब आँखाले समायोजन गर्छ, आँखाको लेन्सको वक्रता परिवर्तन हुन्छ, जसले गर्दा आइपिसको वक्रताको त्रिज्या परिवर्तन हुन्छ र त्यसैले आँखाको लेन्सको फोकल लम्बाइ पनि परिवर्तन हुन्छ।

यदि आँखाले टाढाको बिन्दुमा कुनै वस्तुलाई हेर्छ भने, सिलियरी मांसपेशी आराम गर्छ, जसले गर्दा आँखाको लेन्स समतल हुन्छ जसले गर्दा वक्रताको त्रिज्या र लेन्सको फोकल लम्बाइ बढ्छ। टाढाको बिन्दु भनेको आँखाले ध्यान केन्द्रित गर्न सक्ने सबैभन्दा टाढाको दूरी हो, जहाँ सामान्य आँखाको टाढाको बिन्दु असीम हुन्छ। जब सिलियरी मांसपेशीहरू आराम गर्छन् ताकि आँखाको लेन्सको फोकल लम्बाइ लामो होस् र टाढाको बिन्दुमा रहेको वस्तुमा ध्यान केन्द्रित गर्न सकियोस्, आँखामा न्यूनतम आवास हुन्छ।

जब आँखाले नजिकबाट वस्तुहरू अवलोकन गर्छ, सिलियरी मांसपेशीहरू संकुचित हुन्छन्, जसले गर्दा आँखाको लेन्स बढी वक्र हुन्छ जसले गर्दा वक्रताको त्रिज्या र लेन्सको फोकल लम्बाइ घट्छ। आँखाले अझै पनि केन्द्रित गर्न सक्ने नजिकको आँखासँगको वस्तुको दूरीलाई नजिकको बिन्दु भनिन्छ। औसत मानिसको नजिकको बिन्दु २५ सेन्टिमिटर हुन्छ। जब सिलियरी मांसपेशीहरू संकुचित हुन्छन् जसले गर्दा आँखाको लेन्सको फोकल लम्बाइ छोटो हुन्छ र नजिकको बिन्दु (२५ सेन्टिमिटर) मा वस्तुमा केन्द्रित हुन सक्छ, आँखामा अधिकतम आवास हुन्छ।

छविको गठन

टाढाको बिन्दु

यदि वस्तु अनन्त छ भने, लेन्सको फोकल लम्बाइ (f) छवि दूरी (di) बराबर नभएसम्म आँखाको लेन्स समतल हुन्छ। छवि दूरी भनेको लेन्स र आँखाले प्रकाशको किरणलाई काटेको बिन्दु बीचको दूरी हो। प्रकाशको किरणहरू काटेको बिन्दु रेटिनासँग मेल खान्छ। त्यसैले यो निष्कर्षमा पुग्न सकिन्छ कि जब आँखाले अनन्त वस्तुलाई अवलोकन गर्छ, आँखाको लेन्सको वक्रता समतल हुन्छ जबसम्म लेन्सको फोकल लम्बाइ (f) लेन्स र रेटिना बीचको दूरी बराबर हुँदैन। प्रकाश किरण रेटिनामा काट्नु पर्छ ताकि प्रकाशलाई रेटिनामा विद्युतीय संकेतहरूमा रूपान्तरण गर्न सकियोस्।

कुनै वस्तु अनन्तमा हुँदा लेन्सको फोकल लम्बाइ (f) किन छवि दूरी (di) बराबर हुन्छ भन्ने कुराको गणितीय प्रमाण तल दिइएको छ। फोकल लम्बाइ (f), वस्तु दूरी (do) र छवि दूरी (di) बीचको सम्बन्धलाई निम्न समीकरण मार्फत व्यक्त गरिएको छ।

1/f = 1/do + 1/di —– समीकरण १

आँखाको लेन्स एक अभिसरणशील लेन्स हो। त्यसैले, फोकल लम्बाइ (f) धनात्मक छ। वस्तुको दूरी (do) अनन्तमा छ, त्यसैले समीकरण १ मा रहेको वस्तुको दूरी (do) लाई अनन्त प्रतीकले बदल्नुहोस्।

१/च = १/~ + १/डि

१/च = ० + १/डि

१/च = १/डि

di = f —– समीकरण २

समीकरण २ ले देखाउँछ कि यदि वस्तु अनन्ततामा छ भने अभिसरण लेन्सहरूमा, फोकल लम्बाइ (f) छवि दूरी (di) बराबर हुन्छ।

नजिकको बिन्दु

यदि वस्तु आँखाको नजिक छ भने के हुन्छ? पहिले, यो व्याख्या गरिएको थियो कि सामान्य आँखाको नजिकको बिन्दु वा सामान्य आँखाले राम्रोसँग केन्द्रित गर्न सक्ने नजिकको वस्तुको दूरी २५ सेन्टिमिटर हुन्छ। यसरी, आँखाको लेन्सको फोकल लम्बाइ (f) वस्तुको दूरी (do) २५ सेन्टिमिटर भन्दा सानो हुनुपर्छ। आँखाको लेन्सको फोकल लम्बाइ २५ सेन्टिमिटरको दूरी भन्दा सानो हुनुपर्छ ताकि आँखाको लेन्सले वास्तविक छवि उत्पादन गर्न सकोस्। आँखाको लेन्स एक उत्तल लेन्स हो जसले भर्चुअल छवि र वास्तविक छवि बनाउन सक्छ। जब फोकल लम्बाइ (f) वस्तुको दूरी (do) भन्दा सानो हुन्छ तब उत्तल लेन्स द्वारा वास्तविक छवि उत्पादन गरिन्छ। यो उत्तल लेन्सको छवि निर्माणको विषयमा छलफल गरिएको छ।

आँखाको लेन्स प्रणालीको फोकल लम्बाइ (f) अनुमान गर्नुहोस्:

सामान्य आँखाको नजिकको बिन्दु २५ सेन्टिमिटर हुन्छ त्यसैले नजिकको वस्तु (हरू) को दूरी २५ सेन्टिमिटर हुन्छ। कोर्निया र रेटिना बीचको दूरी लगभग २.५ सेन्टिमिटर हुन्छ। प्रकाशको किरण रेटिनामा परेमा छवि स्पष्ट हुन्छ त्यसैले कोर्निया र रेटिना बीचको दूरीलाई छवि दूरी (di) मानिन्छ। त्यसैले, छवि दूरी (in) २.५ सेन्टिमिटर हुन्छ।

१/च = १/डो + १/डि

१/च = १/२५ + १/२.५ = १/२५ + १०/२५ = ११/२५

च = १५०/२

f = ५० सेमी

माथिको गणनाको नतिजाको आधारमा, यो निष्कर्षमा पुग्न सकिन्छ कि फोकल लम्बाइ (f) छवि दूरी (di) भन्दा सानो छ। छवि दूरी (di) र फोकल लम्बाइ (f) बीचको भिन्नता २.५ सेमी - २.२७ सेमी = ०.२३ सेमी छ। कोर्निया-आँखा लेन्स प्रणालीको फोकल बिन्दु छवि वा रेटिनाको बायाँतिर ०.२३ सेमी छ।

कोर्निया-आँखाको लेन्स प्रणाली एउटा उत्तल लेन्स हो जसले गर्दा वास्तविक तर उल्टो भए पनि रेटिनामा छवि बनाइन्छ। रेटिनामा रहेको छवि उल्टो भए पनि, मस्तिष्कको स्नायुले यसलाई सिधा घुमाउँछ।