Tuesday, June 1, 2021

विभेदन सीमा क्या है What is Limit of Resolution । Physics

विवर्तन के कारण एक Lens के द्वारा किसी बिंदुस्रोत का सर्वोत्तम image भी एक डिस्क-जैसा होता है। इस कारण Lens के द्वारा बहुत नजदीक रखे दो बिंदुस्रोतों के images में विभेद कर पाना कई बार संभव नहीं होता। अर्थात, प्रत्येक Lens के लिए बिंदुओं के बीच की दूरी को एक न्यूनतम सीमा होती है जिससे कम दूरी पर के बिंदुओं में उस Lens से बने images के माध्यम से विभेद नहीं किया जा सकता। इसी न्यूनतम दूरी को उस Lens के लिए Limit of Resolution कहते हैं। 


चित्र में S₁ तथा S₂ दो बिंदुस्रोत दिखाए गए हैं। जिनके image एक Lens के द्वारा बनाए जा रहे हैं। इनमें से प्रत्येक image एक विवर्तन डिस्क होगा जिसका केंद्र स्रोत के स्थान के अनुसार निर्धारित होगा। यदि S₁ तथ S₂ बहुत निकट हो, तो विवर्तन डिस्कों के केंद्रों के बीच की दूरी उनकी त्रिज्याओं की तुलना में बहुत कम होगी। ऐसी स्थिति में डिस्कों का अधिकतर भाग एक-दूसरे के ऊपर पड़ जाएगा और सब मिलकर एक डिस्क जैसा दिखेगा। ऐसी स्थिति में images को देखकर , S₁ तथा S₂ को अलग-अलग नहीं पहचाना जा सकेगा, अर्थात उनमें विभेद नहीं हो सकेगा चित्र देखे 



विभेदन सीमा क्या है What is Limit of Resolution । Physics



यदि S₁ तथा S₂ के बीच की दूरी को धीरे-धीरे बढ़ाया जाए, तो image में विवर्तन डिस्कों के केंद्रों के बीच की दूरी भी बढ़ेगी और एक स्थिति में दो डिस्कों की उपस्थिति समझ में आने लगेगी। ऐसी स्थति में हम कहते हैं कि S₁ तथा S₂ image में विभेदित हुए ही है (just resolved) [चित्र देखे]। यदि S₁ और S₂ के बीच की दूरी पर्याप्त मात्रा में बढ़ा दी जाए, तो दोनों के image डिस्क एक-दूसरे से अलग-अलग बनेंगे और दोनों अच्छी तरह विभेदित (well resolved) हो सकेंगे [चित्र देखें] | 


यदि हम Lens का इस्तेमाल करें ही नहीं तो क्या बहुत नजदीक के बिंदुओं में विभेद कर सकते हैं? कम-से-कम आँखों से देखकर तो नहीं, क्योंकि आँख में तो स्वयं ही Lens होता है जो वस्तुओं का image रेटिना पर बनाता है। 


स्पष्ट है कि विवर्तन डिस्क की त्रिज्या जितनी ही छोटी होगी, Resolution उतना ही आसान होगा। Resolution Limit छोटी होगी तो नजदीक रखी वस्तुओं में Resolution हो सकेगा। चूंकि Lens द्वारा बने विवर्तन डिस्क को त्रिज्या Lens के व्यास की व्युत्क्रमानुपाती होती है, इसीलिए टेलीस्कोप आदि के Lens, जो वस्तु से आते प्रकाश को ग्रहण करते हैं, बड़े व्यास के बनाए जाते हैं। 


Resolution के लिए Rayleigh का मापदंड 


पास-पास रखे दो बिंदुओं के डिस्क रूपी image एक-दूसरे से विभेदित किए जा सकते हैं या नहीं, यह देखनेवाले मनुष्य पर भी निर्भर कर सकता है। Lord Rayleigh ने ठीक-ठीक Resolution (just resolution) के लिए एक सुनिश्चित परिभाषा दी जिसे Rayleigh का मापदंड कहते हैं। इसके अनुसार, दो image ठीक-ठीक विभेदित (just Resolved) तब कहे जाते हैं जब एक विवर्तन डिस्क का केंद्र दूसरे बिवर्तन डिस्क की परिधि पर पड़े। अर्थात, जब विवर्तन डिस्कों के केंद्रों के बीच की दूरी उनकी त्रिज्या के बराबर हो जाएँ। इस स्थिति में भी डिस्क का काफी भाग एक-दूसरे पर पड़ता है, परंतु इस पूरे image क्षेत्र के बीच की तीव्रता केंद्रों पर की तीव्रता से लगभग 14% कम होती है जिसे सामान्यतः आँखें अनुभव कर पाती हैं। चित्र में दोनों image डिस्कों के उभर्यानेष्ठ व्यास के अनुादेश प्रकाश की तीव्रता का ग्राफ दिखाया गया है। टूटी-रेखा से परिणामी तीव्रता को प्रदर्शित किया गया है। 


विभेदन सीमा क्या है What is Limit of Resolution । Physics


No comments:

Post a Comment