دوربین کیسے کام کرتی ہے۔

تو دوربین کیسے کام کرتی ہیں؟

اس جامع گائیڈ میں، میں اس سائنس پر بات کروں گا کہ کس طرح دوربین کے جوڑے میں موجود آپٹکس روشنی کو اکٹھا کرنے کے قابل ہوتے ہیں اور پھر آپ کو منظر کی ایک بڑی تصویر کے ساتھ آپ کے سامنے پیش کرتے ہیں۔ مستقبل کے مضامین میں، میں اس کے پیچھے مرکزی میکانکس پر جانے کا ارادہ رکھتا ہوں کہ فوکس اور آئی کپ میکانزم کیسے کام کرتے ہیں اور دستیاب مختلف اختیارات کی رینج۔

اس طرح، مجھے یقین ہے کہ اس کے اختتام تک آپ سمجھ جائیں گے کہ دوربین کس طرح کام کرتی ہے اور اس طرح اپنی ضروریات کے لیے صحیح آلے کا انتخاب کرتے وقت بہت بہتر طریقے سے تیار رہیں اور پھر ایک بار جب یہ پہنچ جائے تو اسے درست طریقے سے ترتیب دینے اور اس کا استعمال کرنے کے قابل ہو جائیں۔ کہ آپ اس کے استعمال سے بہترین فائدہ اٹھاتے ہیں۔ آئیے شروع کریں:

دو دوربین

اس کی سب سے آسان شکل میں، دوربینوں کا ایک سیٹ بنیادی طور پر دو دوربینوں سے بنا ہوتا ہے جو ساتھ ساتھ رکھے جاتے ہیں۔ تو شروع کرنے کے لیے اور چیزوں کو تھوڑا سا آسان بنانے کے لیے، آئیے ہم اپنی دوربین کو آدھے حصے میں کاٹ لیں اور پہلے یہ سیکھیں کہ دوربین کیسے کام کرتی ہے اور پھر آخر میں ہم انہیں دوبارہ ایک ساتھ رکھیں گے:

لینس، روشنی اور ریفریکشن

بنیادی طور پر دوربین کس طرح کام کرتی ہے اور کسی منظر کو بڑا کرتی ہے لینز کا استعمال کرتے ہوئے جس کی وجہ سے روشنی کچھ ایسا کرتی ہے جسے ریفریکشن کہا جاتا ہے:

خلا کے خلا سے روشنی سیدھی لکیر میں سفر کرتی ہے لیکن جیسے جیسے یہ مختلف مواد سے گزرتی ہے اس کی رفتار بدل جاتی ہے۔

لہٰذا جیسے ہی روشنی شیشے یا پانی جیسے موٹے میڈیم سے گزرتی ہے، اس کی رفتار کم ہوجاتی ہے۔ یہ عام طور پر روشنی کی لہروں کو موڑنے کا سبب بنتا ہے اور یہ روشنی کے اس موڑنے کو اضطراب کہتے ہیں۔ روشنی کا اضطراب وہ ہے جس کی وجہ سے تنکے کو ایسا لگتا ہے جیسے یہ جھکا ہوا ہے جب یہ ایک گلاس پانی میں ہے۔ اس کے بہت سے مفید مقاصد بھی ہیں اور یہ کلید ہے کہ آپ جس چیز کو دیکھ رہے ہیں اسے بڑا کرنے کے قابل ہے۔

لینس

صرف ایک سادہ فلیٹ شیٹ یا شیشے کے بلاک کو استعمال کرنے کے بجائے، آلات جیسے دوربین، دوربین اور یہاں تک کہ پڑھنے کے شیشے خاص شکل کے شیشے کے لینز استعمال کرتے ہیں جو اکثر انفرادی لینس عناصر کی ایک بڑی تعداد سے بنتے ہیں جو روشنی کی لہروں کے موڑنے کو بہتر طریقے سے کنٹرول کرنے کے قابل ہوتے ہیں۔ .

مقصدی لینس

(جس چیز کو آپ دیکھ رہے ہیں اس کے قریب ترین) دوربین پر محدب شکل میں ہے، یعنی اس کا مرکز باہر سے زیادہ موٹا ہے۔ کنورجنگ لینس کے نام سے جانا جاتا ہے، یہ دور دراز کی چیز سے روشنی کو پکڑتا ہے اور پھر اضطراب کے ذریعے، یہ شیشے سے گزرتے وقت روشنی کو موڑنے اور اکٹھا ہونے (کنورج) کا سبب بنتا ہے۔ روشنی کی لہریں پھر عینک کے پیچھے ایک نقطہ پر فوکس کرتی ہیں۔

آئی پیس لینس

پھر اس فوکسڈ لائٹ کو لیتا ہے اور اسے بڑا کرتا ہے، جہاں یہ پھر آپ کی آنکھوں میں گزر جاتا ہے۔

میگنیفیکیشن

سب سے پہلے روشنی موضوع اور حقیقی تصویر سے سفر کرتی ہے۔Aمقصدی لینس کے ذریعہ تیار کیا جاتا ہے۔ اس تصویر کو پھر آئی پیس لینس کے ذریعے بڑا کیا جاتا ہے اور اسے ایک ورچوئل امیج کے طور پر دیکھا جاتا ہے۔B. نتیجہ یہ ہے کہ بڑھی ہوئی اشیاء ایسے نظر آتی ہیں جیسے وہ آپ کے سامنے ہوں اور موضوع سے زیادہ قریب ہوں۔

6x، 7x، 8، 10x، یا اس سے زیادہ۔

تصویر کو جتنی مقدار میں بڑھایا جاتا ہے اس کا تعین معروضی لینس کی فوکل لینتھ کے تناسب سے ہوتا ہے جسے آئی پیس لینس کی فوکل لینتھ سے تقسیم کیا جاتا ہے۔

لہذا 8 کا ایک میگنیفیکیشن فیکٹر، مثال کے طور پر، ایک ورچوئل امیج تیار کرے گا جو موضوع سے 8 گنا بڑا نظر آتا ہے۔

آپ کو کتنی میگنیفیکیشن کی ضرورت ہے اس کا انحصار مطلوبہ استعمال پر ہے اور اکثر یہ سمجھنا ایک غلطی ہے کہ جتنی زیادہ طاقت ہوگی، دوربین اتنی ہی بہتر ہوگی کیونکہ زیادہ میگنیفیکیشن بہت سے نقصانات کو بھی جنم دیتی ہے۔ مزید کے لیے اس مضمون پر ایک نظر ڈالیں: میگنیفیکیشن، استحکام، منظر کا میدان اور چمک

جیسا کہ آپ اوپر دیے گئے خاکے میں بھی دیکھ سکتے ہیں، ورچوئل امیج الٹی ہے۔ ذیل میں ہم اس پر ایک نظر ڈالیں گے کہ ایسا کیوں ہوتا ہے اور اسے کیسے درست کیا جاتا ہے:

الٹا تصویر

یہ بہت اچھا ہے اور کہانی یہاں ختم ہو سکتی ہے اگر آپ محض فلکیات جیسے استعمال کے لیے ٹیلی سکوپ بنا رہے ہیں۔

درحقیقت، آپ دو لینز لے کر اور ایک بند ٹیوب سے الگ کر کے ایک سادہ دوربین بنا سکتے ہیں۔ درحقیقت یہ بہت زیادہ ہے کہ پہلی دوربین کیسے بنائی گئی تھی۔

تاہم، اس کے ذریعے دیکھتے وقت آپ جو محسوس کریں گے وہ یہ ہے کہ آپ جو تصویر دیکھیں گے وہ الٹا ہو جائے گا اور عکس بند ہو جائے گا۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ ایک محدب عدسہ روشنی کو ایک دوسرے سے عبور کرنے کا سبب بنتا ہے۔

درحقیقت آپ بہت آسانی سے اس کا مظاہرہ کر سکتے ہیں اگر آپ ایک میگنفائنگ گلاس کو بازوؤں کی لمبائی پر رکھیں اور اس کے ذریعے کچھ دور کی چیزوں کو دیکھیں۔ آپ دیکھیں گے کہ تصویر الٹا اور ریورس مرر ہوگی۔

دور دراز ستاروں کو دیکھنے کے لیے، یہ واقعی کوئی مسئلہ نہیں ہے اور درحقیقت بہت سی فلکیاتی دوربینیں ایک غیر درست شدہ تصویر تیار کرتی ہیں، لیکن زمینی استعمال کے لیے، یہ ایک مسئلہ ہے۔ خوش قسمتی سے کچھ حل ہیں:

تصویری تصحیح

دوربین اور زیادہ تر زمینی دوربینوں (اسپاٹنگ اسکوپس) کے لیے ایسا کرنے کے دو اہم طریقے ہیں، آئی پیس کے لیے مقعر لینس یا تصویر کو کھڑا کرنے والے پرزم کا استعمال کرتے ہوئے:

گیلیلین آپٹکس

17 ویں صدی میں گلیلیو گیلیلی کی ایجاد کردہ دوربینوں میں استعمال ہونے والی، گیلیلین آپٹکس عام طریقے سے محدب معروضی لینس کا استعمال کرتی ہیں، لیکن اسے آئی پیس کے لیے مقعر لینس سسٹم میں تبدیل کر دیں۔

ایک ڈائیورجنگ لینس کے نام سے بھی جانا جاتا ہے، مقعر لینس روشنی کی شعاعوں کو الگ الگ پھیلاتا ہے (ڈورج)۔ لہذا اگر محدب آبجیکٹیو لینس سے صحیح فاصلے پر رکھا جائے تو یہ روشنی کو پار ہونے سے روک سکتا ہے اور اس طرح تصویر کو الٹا ہونے سے روک سکتا ہے۔

کم قیمت اور بنانے میں آسان، یہ سسٹم آج بھی اوپیرا اور تھیٹر دوربین پر استعمال ہوتا ہے۔

تاہم منفی پہلو یہ ہیں کہ اعلی میگنیفیکیشن حاصل کرنا مشکل ہے، آپ کو کافی حد تک تنگ نظر آتا ہے اور آپ کو تصویر کے کناروں پر دھندلا پن کی اعلیٰ سطح ملتی ہے۔

یہ ان وجوہات کی بناء پر ہے کہ زیادہ تر استعمال کے لیے پرزم سسٹم کو ایک بہتر متبادل کے طور پر دیکھا جاتا ہے:

پرزم کے ساتھ کیپلرین آپٹکس

گیلیلین آپٹکس کے برعکس جو آئی پیس میں مقعر لینس کا استعمال کرتے ہیں، کیپلرین آپٹیکل نظام مقاصد کے ساتھ ساتھ آئی پیس لینسز کے لیے محدب لینز کا استعمال کرتا ہے اور اسے عام طور پر گیلیلیو کے ڈیزائن میں بہتری سمجھا جاتا ہے۔

تاہم تصویر کو ابھی بھی درست کرنے کی ضرورت ہے اور یہ پرزم کے استعمال سے حاصل ہوا:

الٹی تصویر کو درست کریں۔
آئینے کی طرح کام کرتے ہوئے، زیادہ تر جدید دوربینیں کھڑی کرنے والے پرزم کا استعمال کرتی ہیں جو روشنی کو منعکس کرتی ہیں اور اس طرح تصویر کو درست کرتے ہوئے واقفیت کو تبدیل کرتی ہے۔

جب کہ ایک معیاری آئینہ صبح کے وقت اپنے آپ کو دیکھنے کے لیے بہترین ہے، ایک دوربین میں اگر روشنی کو صرف 180 ڈگری پر منعکس کیا جائے اور جہاں سے یہ آئی تھی وہاں سے واپس آ جائے تو یہ اچھا نہیں ہوگا کہ آپ اس تصویر کو کبھی نہیں دیکھ پائیں گے۔

پوررو پرزم

یہ مسئلہ سب سے پہلے Porro prisms کے ایک جوڑے کا استعمال کرکے حل کیا گیا تھا۔ اطالوی موجد Ignazio Porro کے نام سے منسوب، ایک واحد پوررو پرزم، جیسے آئینے کی طرح روشنی کو 180 ڈگری اور پیچھے کی سمت میں منعکس کرتا ہے، لیکن یہ واقعہ روشنی کے متوازی کرتا ہے نہ کہ براہ راست اسی راستے پر۔

تو یہ واقعی مدد کرتا ہے کیونکہ یہ آپ کو ان میں سے دو پوررو پرزم کو ایک دوسرے کے دائیں زاویوں پر رکھنے کی اجازت دیتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ آپ پھر روشنی کو منعکس کر سکتے ہیں تاکہ یہ نہ صرف الٹی تصویر کو دوبارہ ترتیب دے بلکہ مؤثر طریقے سے اسے جاری رکھنے کی اجازت بھی دے ایک ہی سمت میں اور آنکھ کے ٹکڑوں کی طرف۔

درحقیقت یہ دو پوررو پرزم ہیں جو دائیں زاویوں پر رکھے گئے ہیں جو دوربین کو ان کی روایتی، شاندار شکل دیتے ہیں اور یہی وجہ ہے کہ ان کے آئی پیسز معروضی عینکوں سے زیادہ قریب ہوتے ہیں۔

چھت کے پرزم

پوررو پرزم کے ساتھ ساتھ، بہت سے دوسرے ڈیزائن ہیں جن میں سے ہر ایک کے اپنے منفرد فوائد ہیں۔

ان میں سے دو، Abbe-Koenig prism اور Schmidt-Pechan prism چھت کے پرزم کی قسمیں ہیں جو اب عام طور پر دوربین میں استعمال ہوتی ہیں۔

ان میں سے، شمٹ پیکن پرزم سب سے زیادہ عام ہے کیونکہ یہ مینوفیکچررز کو مقاصد کے مطابق آئی پیسز کے ساتھ زیادہ کمپیکٹ، پتلی دوربین تیار کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ منفی پہلو یہ ہے کہ انہیں مکمل اندرونی عکاسی حاصل کرنے اور فیز شفٹنگ کے نام سے جانے والے رجحان کو ختم کرنے کے لیے متعدد خصوصی کوٹنگز کی ضرورت ہوتی ہے۔

دوربین دوربینوں سے چھوٹی کیوں ہیں؟

پرزم استعمال کرنے کا دوسرا فائدہ یہ ہے کہ روشنی جب پرزم سے گزرتی ہے تو دو بار الٹ جاتی ہے اور اسی طرح خود پر واپس چلی جاتی ہے، اس لیے اس خلا میں سفر کرنے والا فاصلہ بڑھ جاتا ہے۔

لہذا، دوربین کی مجموعی لمبائی کو مختصر کیا جا سکتا ہے کیونکہ معروضی لینز اور آئی پیس کے درمیان مطلوبہ فاصلہ بھی کم ہو جاتا ہے اور یہی وجہ ہے کہ دوربینیں اسی میگنیفیکیشن کے ساتھ ریفریکٹ کرنے والی دوربینوں سے چھوٹی ہوتی ہیں کیونکہ ان میں پرزم کی کمی ہوتی ہے۔