विपथन, ऑप्टिकल सिस्टम में, जैसे लेंस और घुमावदार दर्पण, लेंस के माध्यम से प्रकाश किरणों का विचलन, जिससे वस्तुओं की छवियां धुंधली हो जाती हैं। एक आदर्श प्रणाली में, ऑब्जेक्ट पर प्रत्येक बिंदु छवि पर शून्य आकार के बिंदु पर केंद्रित होगा। व्यावहारिक रूप से, हालांकि, प्रत्येक छवि बिंदु परिमित आकार और असमान आकार की मात्रा रखता है, जिससे पूरी छवि का कुछ धुंधला हो जाता है। एक समतल दर्पण के विपरीत, जो चित्रों को अपघटनों से मुक्त करता है, एक लेंस एक अपूर्ण छवि निर्माता है, जो केवल प्रकाशीय अक्ष के समानांतर अपने केंद्र से गुजरने वाली किरणों के लिए आदर्श बनता जा रहा है (केंद्र के माध्यम से एक रेखा, लेंस सतहों पर लंबवत)। गोलाकार सतहों वाले लेंस में ऑब्जेक्ट-इमेज संबंधों के लिए विकसित समीकरण केवल अनुमानित होते हैं और केवल पैरेक्सियल किरणों से निपटते हैं - यानी, ऑप्टिकल अक्ष के साथ केवल छोटे कोण बनाने वाली किरणें। जब केवल एक तरंग दैर्ध्य का प्रकाश मौजूद होता है, तो विचार करने के लिए पांच गर्भपात होते हैं, जिन्हें गोलाकार विपथन, कोमा, दृष्टिवैषम्य, क्षेत्र की वक्रता और विकृति कहा जाता है। लेंस में पाया जाने वाला एक छठा विपथन (लेकिन दर्पण नहीं) - आमतौर पर, रंगीन विपथन-परिणाम जब प्रकाश एक रंग का नहीं होता है (एक तरंग दैर्ध्य का नहीं)।
प्रकाशिकी: लेंस विचलन
यदि एक लेंस परिपूर्ण था और वस्तु एकल प्रकाश का एक बिंदु था, तो, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, प्रकाश तरंग लहर से निकल रही है
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गोलाकार विपथन में, लेंस की ऑप्टिकल धुरी पर एक बिंदु से प्रकाश की किरणें, गोलाकार सतह होती हैं जो सभी एक ही छवि बिंदु पर नहीं मिलती हैं। इसके केंद्र के पास लेंस के माध्यम से गुजरने वाली किरणें इसके रिम के पास एक परिपत्र क्षेत्र से गुजरने वाली किरणों की तुलना में दूर केंद्रित होती हैं। अक्षीय वस्तु बिंदु लेंस से मिलने वाली किरणों के प्रत्येक शंकु के लिए, किरणों का एक शंकु होता है जो एक छवि बिंदु बनाने के लिए परिवर्तित होता है, शंकु वृत्ताकार क्षेत्र के व्यास के अनुसार लंबाई में भिन्न होता है। जहां एक ऑप्टिकल कोण पर समकोण पर एक विमान एक शंकु को भेदने के लिए बनाया गया है, किरणें एक परिपत्र क्रॉस सेक्शन बनाएंगी। क्रॉस सेक्शन का क्षेत्र ऑप्टिकल अक्ष के साथ दूरी के साथ बदलता रहता है, सबसे छोटा आकार जिसे कम से कम भ्रम के सर्कल के रूप में जाना जाता है। इस दूरी पर गोलाकार विपथन से मुक्त छवि सबसे अधिक पाई जाती है।
कोमा, इसलिए कहा जाता है क्योंकि एक बिंदु छवि धूमकेतु के आकार में धुंधली होती है, तब उत्पन्न होती है जब लेंस के विभिन्न क्षेत्रों द्वारा एक ऑफ-एक्सिस ऑब्जेक्ट बिंदु से किरणों का अनुकरण किया जाता है। गोलाकार विपथन में, एक अक्ष-अक्ष ऑब्जेक्ट की छवियां जो ऑप्टिकल अक्ष पर समतल कोण पर गिरती हैं, आकार में गोलाकार होती हैं, अलग-अलग आकार की होती हैं, और एक सामान्य केंद्र के बारे में सुपरिंपोज की जाती हैं; कोमा में, ऑफ-एक्सिस ऑब्जेक्ट पॉइंट की छवियां अलग-अलग आकार में गोलाकार होती हैं, लेकिन एक दूसरे के संबंध में विस्थापित होती हैं। साथ के आरेख में दो छवियों का एक अतिरंजित मामला दिखाया गया है, एक किरणों के केंद्रीय शंकु से और दूसरा एक रिम से गुजरने वाले शंकु से। कोमा को कम करने का सामान्य तरीका किरणों के बाहरी शंकु को खत्म करने के लिए एक डायाफ्राम को नियोजित करना है।
दृष्टिवैषम्य, गोलाकार विपथन और कोमा के विपरीत, एक एकल बिंदु पर ऑफ-अक्ष बिंदु की छवि को केंद्रित करने के लिए लेंस के एक ही क्षेत्र की विफलता से परिणाम होता है। जैसा कि त्रि-आयामी योजनाबद्ध में दिखाया गया है कि ऑप्टिकल अक्ष से गुजरने वाले एक-दूसरे को समकोण पर दो विमान मेरिडियन प्लेन और धनु प्लेन हैं, मैरिडियन प्लेन ऑफ-एक्सिस ऑब्जेक्ट पॉइंट वाला है। मेरिडियन प्लेन में नहीं, जिसे तिरछी किरणें कहा जाता है, को प्लेन में लेटने वालों की तुलना में लेंस से दूर केंद्रित किया जाता है। या तो मामले में किरणें एक बिंदु फोकस में नहीं मिलती हैं, लेकिन एक दूसरे के लिए लंबवत लाइनों के रूप में। इन दो स्थितियों के बीच की छवियां आकार में अण्डाकार होती हैं।
क्षेत्र और विरूपण का वक्रता एक दूसरे के संबंध में छवि बिंदुओं के स्थान को संदर्भित करता है। लेंस के डिजाइन के लिए पूर्व के तीन विपथनों को ठीक किया जा सकता है, फिर भी ये दो विपथन रह सकते हैं। क्षेत्र की वक्रता में, ऑप्टिकल अक्ष के लिए लंबवत एक प्लेन ऑब्जेक्ट की छवि पेटाझवल सतह (जोज़सेफ़ पेट्ज़वाल के बाद, एक हंगेरियन गणितज्ञ) के नाम से एक परवलॉइडल सतह पर स्थित होगी। फ़्लैट इमेज फ़ील्ड फ़ोटोग्राफ़ी में वांछनीय हैं ताकि फिल्म के प्लेन और प्रोजेक्शन का मिलान किया जा सके जब बढ़े हुए पेपर या प्रोजेक्शन स्क्रीन एक सपाट सतह पर होती है। विरूपण एक छवि के विरूपण को संदर्भित करता है। विरूपण के दो प्रकार होते हैं, जिनमें से एक लेंस में मौजूद हो सकता है: बैरल विरूपण, जिसमें बढ़ाई अक्ष से दूरी के साथ कम हो जाती है, और पिनकुशन विरूपण, जिसमें बढ़ाई अक्ष से दूरी के साथ बढ़ जाती है।
अंतिम पृथक्करण, रंगीन विपथन, एक ही विमान में सभी रंगों को केंद्रित करने के लिए लेंस की विफलता है। क्योंकि अपवर्तक सूचकांक स्पेक्ट्रम के लाल छोर पर कम से कम है, हवा में एक लेंस की फोकल लंबाई लाल और हरे रंग के लिए नीले और वायलेट की तुलना में अधिक होगी। आवर्धन वर्णिक विपथन से प्रभावित होता है, यह ऑप्टिकल अक्ष और इसके साथ लंबवत होता है। पहले को अनुदैर्ध्य रंगीन विपथन कहा जाता है, और दूसरा, पार्श्व रंगीन विपथन।
