ऑप्टिक्स में संख्यात्मक एपर्चर की गणना

ऑप्टिक्स-में-संख्यात्मक-एपर्चर-को-समझना

ऑप्टिक्स-की-अद्भुत-दुनिया-में,-संख्यात्मक-एपर्चर-(NA)-की-गणना-करना-एक-लेंस-की-प्रकाश-एकत्रित-करने-और-एक-निश्चित-वस्तु-दूरी-पर-महीन-नमूना-विवरण-सुलझाने-की-क्षमता-को-निर्धारित-करने-के-लिए-महत्वपूर्ण-है।-मूल-रूप-से,-NA-एक-निराधार-संख्या-है-जो-उन-कोणों-की-श्रृंखला-की-विशेषता-बताती-है-जिसके-ऊपर-प्रणाली-प्रकाश-को-स्वीकार-या-उत्सर्जित-कर-सकती-है।-इसे-सूत्र-द्वारा-परिभाषित-किया-गया-है:

• NA-=-n-×-sin-θ

सूत्र-को-तोड़ना

इस-सूत्र-को-पूरी-तरह-से-समझने-के-लिए,-आइए-इसे-इसके-मौलिक-घटकों-में-विभाजित-करें:

अपवर्तनांक-(n)

अपवर्तनांक-(n)-एक-माप-है-कि-माध्यम-के-अंदर-प्रकाश-की-गति-को-वैक्यूम-की-तुलना-में-कितना-कम-किया-जाता-है।-यह-एक-इकाई-रहित-मात्रा-है-और-विभिन्न-सामग्रियों-के-लिए-भिन्न-होती-है।-उदाहरण-के-लिए,-हवा-का-अपवर्तनांक-आमतौर-पर-लगभग-1.0003-होता-है,-जबकि-पानी-का-लगभग-1.33-होता-है।

प्रकाश-के-अधिकतम-शंकु-का-आधा-कोण-(θ)

प्रतीक-θ-(थीटा)-प्रकाश-के-अधिकतम-शंकु-के-आधा-कोण-का-प्रतिनिधित्व-करता-है-जो-लेंस-में-प्रवेश-कर-सकता-है-या-निकल-सकता-है।-इस-कोण-को-डिग्री-(°)-या-रेडियन-(रेड)-में-मापा-जाता-है।

वास्तविक-जीवन-उदाहरण

समझ-को-स्पष्टता-की-आवश्यकता-होती-है,-इसलिए-आइए-एक-वास्तविक-दुनिया-का-उदाहरण-लें।

कल्पना-करें-कि-आप-एक-माइक्रोस्कोप-का-उपयोग-कर-रहे-हैं-जिसमें-एक-लेंस-होता-है-जिसका-अपवर्तनांक-1.52-(तेल-इमर्शन-लेंस-के-लिए-सामान्य)-और-अधिकतम-आधे-कोण-70-°-होता-है।-इन्हें-हमारे-सूत्र-में-डालते-हुए:

• NA-=-1.52-×-sin-70°-≈-1.52-×-0.9397-≈-1.43

इस-प्रकार,-इस-लेंस-का-संख्यात्मक-एपर्चर-लगभग-1.43-है।

ऑप्टिकल-सिस्टम-में-महत्व

संख्यात्मक-एपर्चर-दो-मुख्य-कारणों-से-महत्वपूर्ण-है:

• रिज़ॉल्यूशन:-उच्च-NA-लेंस-को-अधिक-महीन-विवरण-सुलझाने-की-अनुमति-देता-है।-यह-देखी-जा-रही-वस्तु-की-साफ-और-अधिक-विस्तृत-छवि-परिणामित-करता-है।
• चमक:-उच्च-NA-वाला-लेंस-अधिक-प्रकाश-एकत्र-करता-है,-जिससे-छवि-अधिक-चमकदार-होती-है।-यह-विशेष-रूप-से-कम-प्रकाश-स्थितियों-में-महत्वपूर्ण-है।

डेटा-सत्यापन

यह-सुनिश्चित-करना-महत्वपूर्ण-है-कि-हमारे-इनपुट-n-और-θ-उचित-श्रेणियों-के-भीतर-हैं।

• n-एक-सकारात्मक-संख्या-होनी-चाहिए,-जो-सामान्य-लेंस-के-लिए-लगभग-1-से-2-के-बीच-होती-है।
• θ-0-°-से-90-°-के-बीच-होनी-चाहिए।

अक्सर-पूछे-जाने-वाले-प्रश्न

माइक्रोस्कोप-में-संख्यात्मक-एपर्चर-क्यों-महत्वपूर्ण-है?

उच्च-NA,-माइक्रोस्कोप-की-सुलझाने-की-शक्ति-को-बढ़ाता-है।-इसका-मतलब-यह-है-कि-यह-दो-बिंदुओं-के-बीच-के-अंतर-को-बेहतर-तरीके-से-पहचान-सकता-है,-जिससे-अधिक-विस्तृत-छवियां-मिलती-हैं।

क्या-माध्यम-संख्यात्मक-एपर्चर-को-प्रभावित-करता-है?

बिल्कुल।-लेंस-और-वस्तु-के-बीच-के-माध्यम-का-अपवर्तनांक-NA-पर-काफी-प्रभाव-डालता-है।-उदाहरण-के-लिए,-उच्च-अपवर्तनांक-वाले-तेल-इमर्शन-का-उपयोग-करने-से-NA-और-इस-प्रकार-सुलझाने-की-शक्ति-बढ़-सकती-है।

क्या-NA-1-से-अधिक-हो-सकता-है?

हाँ,-विशेष-रूप-से-उच्च-अपवर्तनांक-वाले-इमर्शन-तेलों-का-उपयोग-करते-समय।-उदाहरण-के-लिए,-कई-तेल-इमर्शन-लेंसों-का-NA-1-से-अधिक-होता-है।

सारांश

संक्षेप-में,-ऑप्टिकल-डिजाइन,-माइक्रोस्कोपी,-या-लेजर-टेक्नोलॉजी-के-क्षेत्रों-में-काम-करने-वाले-किसी-भी-व्यक्ति-के-लिए-संख्यात्मक-एपर्चर-को-समझना-महत्वपूर्ण-है।-इसे-अपवर्तनांक-और-प्रकाश-शंकु-के आधा कोण के माध्यम से परिभाषित करके, NA एक प्रणाली की प्रकाश को पकड़ने और सुलझाने की क्षमता में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, जो सीधे देखी गई छवि की स्पष्टता और चमक को प्रभावित करता है।

Tags: आप्टिक्स, विज्ञान, लेंस