సూక్ష్మరంధ్రం
సూక్ష్మరంధ్రం (ఆంగ్లం: Aperture) అనునది దృశా శాస్త్రంలో కాంతి ప్రయాణించే ఒక చిన్న రంధ్రము లేదా ద్వారము. ఒక దృశా వ్యవస్థలో ప్రతిబింబ స్థానం (ఇమేజ్ ప్లేన్) నుండి కటక నాభికి చేరే శంఖాకృతిలో ఏర్పడే కిరణాల సమూహము యొక్క కోణాన్ని ఈ రంధ్రం నిర్దేశిస్తుంది. ఈ సూక్ష్మరంధ్రము అనుమతించబడిన కాంతిరేఖలు ఎంత సమాంతరంగా ప్రసరించగలవో నిర్దేశిస్తుంది. ఈ రేఖల సమాంతర అనుమతి ప్రతిబింబ ఫలకం పై ప్రతిబింబం ఏర్పడే విధానం పై ప్రభావం చూపటం వలన సూక్ష్మరంధ్రానికి చాలా ప్రాముఖ్యత గలదు. చిన్నదిగా ఉండే సూక్ష్మరంధ్రం గుండా పయనించే కాంతి రేఖలు ఎక్కువ సమాంతరంగా ఉండటం వలన ప్రతిబింబ ఫలకం వద్ద ఏర్పడే చిత్రం స్పష్టత కలిగి ఉంటుంది. సూక్ష్మరంధ్రం పరిమాణం పెరిగే కొద్దీ కాంతి రేఖల మధ్య సమాంతరత తగ్గి నాభ్యంతరానికి సరితూగే కొద్ది కాంతి రేఖలకు మాత్రమే స్పష్టత వస్తుంది. అనగా పెద్ద సూక్ష్మరంధ్రాలు కేవలం కటకం దేని పైన దృష్టి సారిస్తుందో దానికి మాత్రమే స్పష్టతను తెచ్చి మిగతా వాటిని అస్పష్టంగా (మసక బారినట్టు) చూపిస్తుంది. లోపలకి ప్రవేశించే కాంతి రేఖలలో ఎన్నింటిని అనుమతించాలో, ప్రతిబింబ ఫలకం పై ఎంత కాంతిని ప్రసరింపజేయాలో నిర్ధారిస్తుంది. (నిర్దేశిత బహిర్గత సమయంలో సూక్ష్మరంధ్రం చిన్నదయ్యే కొద్దీ ప్రతిబింబం చీకటి మయమౌతుంది.)
శంఖాకృతిలో ఏర్పడే కాంతి కిరణాలను పెన్సిల్ ఆఫ్ లైట్ అంటారు. ఒక కటక వ్యవస్థలో పెన్సిల్ ఆఫ్ లైట్ ని నియంత్రించే చాలా ద్వారాలు, నిర్మాణాలు ఉంటాయి. కటకం, లేదా దర్పణం యొక్క అంచులు, కటక వ్యవస్థ భాగాలని పట్టి ఉంచే రింగులు, ఇతర సామాగ్రి లేదా కాంతిని కావలసినంత మేరకే అనుమతించే డయాఫ్రం ఈ నిర్మాణాలలో భాగాలే. సాధారణంగా ఈ నిర్మాణాలని స్టాప్ లు అని వ్యవహరిస్తూ ఉంటారు. అపెర్చర్ స్టాప్ అనగా ప్రతిబింబ బిందువు వద్ద శంఖాకృతిలో ఏర్పడే కాంతిరేఖల యొక్క కోణాన్ని అనగా వెలుతురుని నిర్ధారిస్తాయి.
కొన్ని సందర్భాలలో, ప్రత్యేకించి ఛాయాచిత్రకళ మరియు ఖగోళ శాస్త్రంలో సూక్ష్మరంధ్రం అనగా రంధ్రం యొక్క వ్యాసం కాకుండా అపెర్చర్ స్టాప్ యొక్క వ్యాసం అవుతుంది. ఉదాహరణకి టెలిస్కోప్ యొక్క అపెర్చర్ స్టాప్ అనగా ఆబ్జెక్టివ్ లెన్స్ యొక్క అంచులు అవుతాయి. ఇది 100 సెంటీమీటర్ ల వరకు ఉండవచ్చును. అపెర్చర్ స్టాప్ అతి చిన్నదే అయి ఉండవలసిన అవసరం లేదు. ఇతర కటకాల వలన ఒక పెద్ద స్టాప్ కూడా అపెర్చర్ స్టాప్ అవ్వవచ్చును.
ఒక్కోమారు స్టాప్ లని, డయాఫ్రం లను కూడా అపెర్చర్ అని (అవి అపెర్చర్ లు అవకున్ననూ) వ్యవహరిస్తూ ఉంటారు.
ఒక ప్రదేశం వెలుపల ఉన్న కాంతిని నిరోధించే ఏ వ్యవస్థనైనా అపెర్చర్ అంటుంటారు.
ఒక కెమెరా కటకం యొక్క అపెర్చర్ స్టాప్ ప్రతిబింబ ఫలకం పైకి ప్రసరించే కాంతిని అనుమతించే ద్వారం కావటంతో ఇది చాలా కటకపు వ్యవస్థలో అతి ముఖ్యమైన అంశం. అత్యధిక కాంతిని బంధించే టెలిస్కోపు వంటి ఉపకరణాలలో ఇది అనివార్యం కాగా, అతి బహిర్గతాలలో (ఓవర్ ఎక్స్పోజరు) ఇది తప్పని సరి.
ఫిలిం పై, లేక ఇమేజ్ సెన్సర్పై ప్రసరించే కాంతి మొత్తాన్ని నియంత్రించేలా కెమెరా కటకం యొక్క అపెర్చర్ స్టాప్ ని సరి చేయవచ్చును. షట్టరు వేగం కలయికతో సూక్ష్మరంధ్రం యొక్క వైశాల్యము ఫిలిం లేదా ఇమేజ్ సెన్సర్ యొక్క కాంతికి బహిర్గతమయ్యే స్థాయిని నిర్ధారిస్తుంది. షట్టరు వేగం ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు (బహిర్గతమయ్యే సమయం తక్కువగా ఉంటుంది కాబట్టి) వ్యాసం అధికంగా ఉన్న సూక్ష్మరంధ్రాలు అవసరమౌతాయి. షట్టరు వేగం తక్కువగా ఉన్నపుడు (బహిర్గతమయ్యే సమయం ఎక్కువగా ఉంటుంది కాబట్టి) వ్యాసం తక్కువగా ఉన్న సూక్ష్మరంధ్రాలు అవసరమౌతాయి.
డయాఫ్రం అనే పరికరం సాధారణంగా అపెర్చర్ స్టాప్ గా పనిచేసి సూక్ష్మరంధ్రాన్ని నియంత్రిస్తుంది. కంటిలో ఉండే ఐరిస్ వలె ఇది పనిచేస్తూ ఉంటుంది. కటకం యొక్క ప్రభావిత వ్యాసాన్ని ఇది నిర్ధారిస్తుంది. సూక్ష్మరంధ్రం పరిమాణం తగ్గించే కొద్దీ క్షేత్ర అగాథం పెరుగుతూ ఉంటుంది. అనగా ఆబ్జెక్టు కన్నా దగ్గర లేదా దూరంగా ఉన్నా, వాటిని కూడా దృష్టిలో స్పష్టంగ కనిపించేలా చేసే లక్షణాని పెంచుతుంది అన్న మాట.
కటకం యొక్క సూక్ష్మరంధ్రాన్ని సాధారణంగా ఎఫ్-సంఖ్యగా కొలుస్తారు. నాభ్యంతరానికి ప్రభావిత అపెర్చర్ వ్యాసానికి మధ్య ఇది నిష్పత్తి. ఒక కటకాన్ని ఏయే ఎఫ్-సంఖ్యల వద్ద వాడవచ్చునో దానికున్న ఎఫ్-స్టాప్ ల ద్వారా తెలుస్తుంది. ఎఫ్-సంఖ్య తక్కువగా ఉంటే సూక్ష్మరంధ్రపు వ్యాసం ఎక్కువగా ఉన్నదని, ఫిలిం లేదా ఇమేజ్ సెన్సర్ పైకి కాంతి ఎక్కువగా ప్రసరిస్తుందని అర్థం. ఫోటోగ్రఫి వాడుకలో ఒక ఎఫ్-స్టాప్ అనగా √2 (approx. 1.41) కి మారుతుంది. అనగా కాంతి తీవ్రతలో తేడా రెండింతలుగా మారుతుంది.
సూక్ష్మరంధ్ర ప్రాధాన్యత అనునది కెమెరాలలో పాక్షిక స్వయంచాలితంగా ఉంటుంది. ఛాయాగ్రహకుడు సూక్ష్మరంధ్రాన్ని ఎంచుకోగా సరైన బహిర్గతం కోసం కెమెరా దానంతట అది షట్టరు వేగాన్ని, ఒక్కోమారు ఐ ఎస్ ఓ సెన్సిటివిటీని నిర్ధారించుకొనేలా వీలుంటుంది.
సూక్ష్మరంధ్రాల శ్రేణి f/2.8–f/22 వరకూ ఉంటుంది.
అతి విశాల మరియు అతి సంకుచిత సూక్ష్మరంధ్రాలు కటకపు లక్షణాలలో భాగాలు. ఉదా: f/1.4–f/22. ఇచ్చట f/1.4 అనగా అతి విశాల సూక్ష్మరంధ్రం కాగా, f/22 అతి సంకుచిత సూక్ష్మరంధ్రం. ఒక కటకానికి అతివిశాల సూక్ష్మరంధ్రం ఆసక్తిదాయక అంశం అయినందున కటకాన్ని వివరించేటప్పుడు దీనిని కచ్చితంగా పేర్కొంటారు. బహిర్గత సమయాన్ని ప్రభావితం చేయటం వలన అతి విశాల సూక్ష్మరంధ్రానే కటకపు వేగం అని కూడా అంటారు. అనుమతించబడ్డ కాంతికి సూక్ష్మరంధ్రం అనుపాతంలో ఉండగా, కావలసిన బహిర్గత సమయం యొక్క వర్గమూలానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. అనగా f/2 వైశాల్యం గల సూక్ష్మరంధ్రం f/4 వైశాల్యం గల సూక్ష్మరంధ్రానికి కావలసిన బహిర్గత సమయంలో పావు వంతు మాత్రమే అవసరమౌతుంది.
కాలంకొద్దీ మారుతున్ననూ, సూక్ష్మరంధ్రం f/2.8 గల కటకాలు అత్యంత వేగవంతమైనవిగా చెప్పుకొంటారు. ప్రస్తుతం ఉత్పత్తి అవుతున్న కటకాలలో అత్యంత వేగవంతమైనవి f/1.2 లేదా f/1.4. వీటిని మించినవి f/1.8 మరియు f/2.0 కాగా వాటిని మించిన f/2.8 సూక్ష్మరంధ్రాల వేగం తక్కువే. f/1.0 సూక్ష్మరంధ్రాల వలన కొన్ని ఉపయోగాలు గలవు.
ఒక కటకం ద్వారా బంధించబడే కాంతి దాని సూక్ష్మరంధ్రానికి నిష్పత్తిలో ఉంటుంది.
f అనగా నాభ్యంతరం. N అనగా ఎఫ్-సంఖ్య
ఒకే నాభ్యంతరం గల రెండు కటకాలున్నప్పుడు f విలువ ఒకటి అవుతుంది.
చాలా ఎస్ ఎల్ ఆర్ కెమెరా లకి స్వయంచాలిత సూక్ష్మరంధ్ర నియంత్రణ సౌలభ్యం ఉంటుంది. ఈ సౌలభ్యం కటకం యొక్క అత్యధిక సూక్ష్మరంధ్రం ద్వారా చూడటం మరియు మీటరింగ్ చేయటం, బహిర్గతం చేసే సమయానికి కావలసినంతగా కటకాన్ని ఆపటం, బహిర్గతం అయ్యిన తర్వాత కటకాన్ని మరల అత్యధిక సూక్ష్మరంధ్రం వద్దకి తీసుకురావటం చేస్తుంది.