Aberații Fizică
Până la sfârșitul acestei secțiuni, veți putea:
- Descrieți aberația optică.
Lentilele reale se comportă oarecum diferit de modul în care sunt modelate folosind ecuațiile lentilei subțiri, producând aberații. O aberație este o distorsiune a unei imagini. Există o varietate de aberații datorate dimensiunii obiectivului, materialului, grosimii și poziției obiectului. Un tip comun de aberație este aberația cromatică, care este legată de culoare. Deoarece indicele de refracție al lentilelor depinde de culoare sau lungimea de undă, imaginile sunt produse în locuri diferite și cu măriri diferite pentru culori diferite. (Legea reflexiei este independentă de lungimea de undă, deci oglinzile nu au această problemă. Acesta este un alt avantaj pentru oglinzile din sistemele optice precum telescoapele.)
Figura 1a prezintă aberația cromatică pentru un singur obiectiv convex și corecția sa parțială cu un sistem cu două lentile. Razele violete sunt îndoite mai mult decât roșu, deoarece au un indice de refracție mai mare și sunt astfel focalizate mai aproape de obiectiv. Lentila divergentă corectează parțial acest lucru, deși de obicei nu este posibil să o faci complet. Pot fi utilizate lentile din diferite materiale și cu dispersii diferite. De exemplu, un dublu acromatic format dintr-o lentilă convergentă din sticlă coroană și o lentilă divergentă din sticlă de silex în contact poate reduce dramatic aberația cromatică (a se vedea figura 1b).
Figura 1. (a) Aberația cromatică este cauzată de dependența indicelui de refracție al obiectivului de culoare (lungimea de undă). Obiectivul este mai puternic pentru violet (V) decât pentru roșu (R), producând imagini cu locații și măriri diferite. (b) Sistemele cu lentile multiple pot corecta parțial aberațiile cromatice, dar pot necesita lentile din diferite materiale și pot contribui la cheltuielile sistemelor optice precum camerele.
Destul de des într-un sistem de imagistică obiectul este descentrat. În consecință, diferite părți ale obiectivului sau ale oglinzii nu refractează sau reflectă imaginea în același punct. Acest tip de aberație se numește comă și este prezentat în Figura 2. Imaginea în acest caz apare adesea în formă de pară. O altă aberație obișnuită este aberația sferică în care razele care converg de la marginile exterioare ale obiectivului converg către un focalizare mai aproape de obiectiv și razele mai apropiate de focalizarea axei în continuare (vezi Figura 3). Aberațiile datorate astigmatismului în lentilele ochilor sunt discutate în corectarea vederii, iar o diagramă utilizată pentru detectarea astigmatismului este prezentată în Figura 4. Astfel de aberații și pot fi, de asemenea, o problemă cu lentilele fabricate.
Figura 2. Coma este o aberație cauzată de un obiect care este descentrat, rezultând adesea o imagine în formă de pară. Razele provin din puncte care nu sunt pe axa optică și nu converg la un punct focal comun.