və astiqmatizm). Üçüncü, beşinci və daha yüksək dərəcələrin sferik aberrasiyaları var.
Ensiklopedik YouTube
-
1 / 5
Məsafə δs" optik ox boyunca sıfır və həddindən artıq şüaların itmə nöqtələri arasında deyilir uzununa sferik aberasiya.
Diametri δ" Səpilmə dairəsi (disk) düsturla müəyyən edilir
δ ′ = 2 h 1 δ s ′ a ′ (\displaystyle (\delta ")=(\frac (2h_(1)\delta s")(a"))),
- 2h 1 - sistem çuxurunun diametri;
- a"- sistemdən təsvir nöqtəsinə qədər olan məsafə;
- δs"- uzununa aberasiya.
Sonsuzluqda yerləşən obyektlər üçün
A ′ = f ′ (\displaystyle (a")=(f")),
Uzununa sferik aberasiyanın xarakterik əyrisini qurmaq üçün uzununa sferik aberasiya absis oxu boyunca çəkilir. δs", və ordinat oxu boyunca - giriş şagirdindəki şüaların hündürlükləri h. Eninə aberrasiya üçün oxşar əyri qurmaq üçün təsvir məkanında apertura bucaqlarının tangensləri x oxu boyunca, səpilmə dairələrinin radiusları isə ordinat oxu boyunca çəkilir. δg"
Belə birləşən sadə linzalar, sferik aberasiya əhəmiyyətli dərəcədə düzəldilə bilər.
Azaltma və düzəliş
Bəzi hallarda, linzanın fokusunu bir qədər azaltmaqla kiçik miqdarda üçüncü dərəcəli sferik aberasiya düzəldilə bilər. Bu vəziyyətdə, görüntü müstəvisi sözdə olana keçir "təyyarə daha yaxşı quraşdırma» , bir qayda olaraq, ortada, eksenel və həddindən artıq şüaların kəsişməsi arasında yerləşir və geniş şüanın bütün şüalarının kəsişməsinin ən dar nöqtəsi ilə üst-üstə düşmür (ən az səpilmə diski). Bu uyğunsuzluq işıq enerjisinin ən az səpələnmiş diskdə paylanması ilə izah olunur, işıqlandırma maksimalları təkcə mərkəzdə deyil, həm də kənarda formalaşır. Yəni deyə bilərik ki, "disk" mərkəzi nöqtəsi olan parlaq bir üzükdür. Buna görə də, eninə sferik aberasiyanın aşağı dəyərinə baxmayaraq, ən az səpilmə diski ilə üst-üstə düşən müstəvidə optik sistemin həlli daha aşağı olacaqdır. Bu metodun uyğunluğu sferik aberasiyanın böyüklüyündən və səpilmə diskində işıqlandırmanın paylanmasının xarakterindən asılıdır.
Sferik aberasiya müsbət və mənfi linzaların birləşməsindən istifadə etməklə kifayət qədər uğurla düzəldilə bilər. Üstəlik, linzalar bir-birinə yapışmazsa, komponentlərin səthlərinin əyriliyinə əlavə olaraq, sferik aberasiyanın böyüklüyünə hava boşluğunun ölçüsü də təsir edəcəkdir (hətta bu hava boşluğunu məhdudlaşdıran səthlər belə eyni əyriliyə malikdir). Bu korreksiya üsulu ilə adətən xromatik aberasiyalar düzəldilir.
Düzünü desək, sferik aberasiya yalnız bəzi cüt dar zonalar üçün və üstəlik, yalnız müəyyən iki birləşmə nöqtəsi üçün tamamilə düzəldilə bilər. Bununla belə, praktikada düzəliş hətta iki lensli sistemlər üçün də kifayət qədər qənaətbəxş ola bilər.
Tipik olaraq, bir hündürlük dəyəri üçün sferik aberasiya aradan qaldırılır h 0 sistemin şagirdinin kənarına uyğundur. Eyni zamanda ən yüksək dəyər hündürlükdə qalıq sferik aberasiya gözlənilir h e sadə düsturla müəyyən edilir
h e h 0 = 0,707 (\displaystyle (\frac (h_(e))(h_(0)))=(0,707))Aberrasiya müxtəlif bilik sahələrində istifadə olunan polisemantik termindir: astronomiya, optika, biologiya, fotoqrafiya, tibb və s. Bu yazıda aberrasiyaların nə olduğu və hansı növ sapmaların mövcud olduğu müzakirə olunacaq.
Termin mənası
"Aberrasiya" sözü buradan gəlir latın dili və hərfi mənada “sapma, təhrif, aradan qaldırma” kimi tərcümə olunur. Beləliklə, aberrasiya müəyyən bir dəyərdən kənarlaşma hadisəsidir.
Aberrasiya fenomeni hansı elmi sahələrdə müşahidə oluna bilər?
Astronomiyada aberrasiya
Astronomiyada işıq aberrasiyası anlayışından istifadə edilir. Vizual yerdəyişmə kimi başa düşülür göy cismi və ya obyekt. Müşahidə olunan obyektə və müşahidəçiyə nisbətən işığın yayılma sürəti səbəb olur. Başqa sözlə desək, hərəkət edən müşahidəçi cismi istirahətdə olsaydı onu müşahidə edəcəyi yerdən fərqli yerdə görür. Bu, planetimizin içində olması ilə əlaqədardır daimi hərəkət, buna görə də müşahidəçinin istirahət vəziyyəti fiziki cəhətdən mümkün deyil.
Aberrasiya hadisəsi Yerin hərəkətindən qaynaqlandığı üçün iki növ var:
- gündəlik aberrasiya: sapma Yerin öz oxu ətrafında gündəlik fırlanması ilə əlaqədardır;
- illik aberrasiya: planetin Günəş ətrafında fırlanması nəticəsində yaranır.
Bu fenomen 1727-ci ildə kəşf edildi və o vaxtdan bəri bir çox elm adamları işığın aberrasiyasına diqqət yetirdilər: Tomas Yanq, Ayri, Eynşteyn və başqaları.
Optik sistemin aberasiyası
Optik sistem işıq şüalarını çevirən optik elementlər toplusudur. İnsanlar üçün bu tip ən vacib sistem gözdür. Bu cür sistemlər həmçinin optik cihazların - kameraların, teleskopların, mikroskopların, proyektorların və s.
Optik aberrasiyalar, şəkillərin müxtəlif təhrifləridir optik sistemlər ah, yekun nəticədə əks olundu.
Bir obyekt optik ox deyilən oxdan uzaqlaşdıqda şüaların səpilməsi baş verir, son görüntü aydın deyil, fokuslanmamış, bulanıq və ya orijinaldan fərqli bir rəngə malikdir. Bu aberrasiyadır. Aberrasiya dərəcəsini təyin edərkən, onu hesablamaq üçün xüsusi düsturlardan istifadə etmək olar.
Lens aberasiyası bir neçə növə bölünür.
Monoxromatik aberrasiyalar
Mükəmməl bir optik sistemdə cismin hər bir nöqtəsindən gələn şüa da çıxışda bir nöqtədə cəmlənir. Praktikada bu nəticəyə nail olmaq mümkün deyil: səthə çatan şüa müxtəlif nöqtələrdə cəmlənir. Məhz bu aberrasiya fenomeni son görüntünün bulanıq olmasına səbəb olur. Bu təhriflər istənilən real optik sistemdə mövcuddur və onlardan xilas olmaq mümkün deyil.
Xromatik aberasiya
Bu tip aberrasiya dispersiya fenomeni - işığın səpilməsi nəticəsində yaranır. Müxtəlif rənglər spektri var müxtəlif sürətlər paylanması və qırılma dərəcəsi. Beləliklə, fokus uzunluğu hər rəng üçün fərqli olur. Bu, təsvirdə rəngli konturların və ya fərqli rəngli sahələrin görünməsinə gətirib çıxarır.
Xromatik aberasiya fenomenini optik alətlərdə xüsusi akromatik linzalardan istifadə etməklə azaltmaq olar.
Sferik aberasiya
Bütün şüaların yalnız bir nöqtədən keçdiyi ideal işıq şüasına homosentrik deyilir.
Sferik aberasiya fenomeni ilə optik oxdan müxtəlif məsafələrdən keçən işıq şüaları homosentrik olmağı dayandırır. Bu fenomen hətta zaman baş verir başlanğıc nöqtəsi birbaşa optik oxda yerləşir. Şüaların simmetrik şəkildə yayılmasına baxmayaraq, uzaq şüalar daha güclü qırılmaya məruz qalır və son nöqtə qeyri-bərabər işıqlandırma əldə edir.
Sferik aberasiya fenomeni artan səth radiusu olan bir lens istifadə edərək azaldıla bilər.
Təhrif
Təhrif (əyrilik) fenomeni ilkin obyektin forması ilə onun təsviri arasındakı uyğunsuzluqda özünü göstərir. Nəticədə təsvirdə obyektin təhrif edilmiş konturları görünür. iki növ ola bilər: konturların qabarıqlığı və ya qabarıqlığı. Kombinə edilmiş təhrif fenomeni ilə təsvirin mürəkkəb təhrif nümunəsi ola bilər. Bu tip aberrasiya optik ox ilə mənbə arasındakı məsafədən qaynaqlanır.
Təhrif fenomeni optik sistemdə linzaların xüsusi seçimi ilə düzəldilə bilər. Qrafik redaktorlar fotoşəkilləri düzəltmək üçün istifadə edilə bilər.
Koma
Əgər işıq şüası optik oxa nisbətən bucaq altında keçirsə, o zaman koma fenomeni müşahidə olunur. Bu vəziyyətdə nöqtənin təsviri kometi xatırladan səpələnmiş ləkənin görünüşünə malikdir və bu aberrasiya növünün adını izah edir. Fotoşəkil çəkərkən, açıq diyaframda çəkiliş zamanı koma tez-tez görünür.
Bu fenomen, sferik aberrasiya və ya təhrif vəziyyətində olduğu kimi, linzaları seçməklə, həmçinin diafraqma ilə - diafraqmalardan istifadə edərək işıq şüasının kəsişməsini azaltmaqla düzəldilə bilər.
Astiqmatizm
Bu tip aberasiya ilə optik oxda yerləşməyən bir nöqtə təsvirdə oval və ya xətt görünüşünü ala bilər. Bu aberrasiya optik səthin müxtəlif əyriliklərindən qaynaqlanır.
Bu fenomen xüsusi bir səth əyriliyi və lens qalınlığı seçilməklə düzəldilir.
Bunlar optik sistemlərə xas olan əsas aberasiyalardır.
Xromosom aberrasiyaları
Bu tip aberrasiya xromosomların strukturunda mutasiyalar və yenidən qurulmalarla özünü göstərir.
Xromosom hüceyrə nüvəsində irsi məlumatların ötürülməsindən məsul olan bir quruluşdur.
Xromosom aberrasiyaları adətən hüceyrə bölünməsi zamanı baş verir. Onlar intraxromosomal və interxromosomlardır.
Aberrasiya növləri:
Xromosom aberrasiyalarının səbəbləri aşağıdakılardır:
- patogen mikroorqanizmlərə məruz qalma - DNT strukturuna nüfuz edən bakteriya və viruslar;
- fiziki amillər: radiasiya, ultrabənövşəyi, ekstremal temperaturlar, təzyiq, elektromaqnit şüalanma və s.;
- kimyəvi birləşmələr süni mənşəli: həlledicilər, pestisidlər, duzlar ağır metallar, azot oksidi və s.
Xromosom aberrasiyaları ciddi sağlamlıq nəticələrinə səbəb olur. Onların törətdiyi xəstəliklər adətən onları təsvir edən mütəxəssislərin adlarını daşıyır: Daun sindromu, Şerşevski-Törner sindromu, Edvard sindromu, Klaynfelter sindromu, Volf-Hirşhorn sindromu və s.
Çox vaxt bu tip aberasiyanın səbəb olduğu xəstəliklər zehni fəaliyyətə, skelet quruluşuna, ürək-damar, həzm və sinir sistemi, reproduktiv funksiya bədən.
Bu xəstəliklərin baş vermə ehtimalı həmişə proqnozlaşdırıla bilməz. Bununla belə, artıq uşağın perinatal inkişafı mərhələsində, xüsusi tədqiqatların köməyi ilə mövcud patologiyalar görünə bilər.
Entomologiyada aberasiya
Entomologiya zoologiyanın həşəratları öyrənən bir sahəsidir.
Bu tip aberrasiya kortəbii şəkildə özünü göstərir. Adətən bu, həşəratların bədən quruluşunda və ya rəngində bir az dəyişikliklə ifadə edilir. Çox vaxt aberrasiya Lepidoptera və Coleopterada müşahidə olunur.
Onun meydana gəlməsinin səbəbləri xromosom və ya həşəratlara təsirdir fiziki amillər imaqodan əvvəlki mərhələdə (böyük).
Beləliklə, aberrasiya sapma, təhrif hadisəsidir. Bu termin bir çox elmi sahələrdə rast gəlinir. Ən çox optik sistemlərə, tibbə, astronomiyaya və zoologiyaya münasibətdə istifadə olunur.
Bu xətanın baş verməsi asan əldə edilən təcrübələrdən istifadə etməklə izlənilə bilər. Mümkün qədər böyük diametrə və kiçik fokus uzunluğuna malik sadə birləşən lens 1 (məsələn, plano-qabarıq lens) götürək. Kiçik və eyni zamanda kifayət qədər parlaq işıq mənbəyi, diametri təxminən 2 olan böyük bir ekranda bir deşik qazaraq və qarşısına qısa bir lampadan güclü bir lampa ilə işıqlandırılan şaxtalı şüşə parçası 3 əlavə etməklə əldə edilə bilər. məsafə. Qövslü fənərin işığını şaxtalı şüşəyə cəmləmək daha yaxşıdır. Bu "işıqlı nöqtə" lensin əsas optik oxunda yerləşməlidir (şəkil 228, a).
düyü. 228. Sferik aberasiyanın eksperimental tədqiqi: a) geniş şüanın düşdüyü obyektiv bulanıq təsvir verir; b) linzanın mərkəzi zonası yaxşı kəskin təsvir verir
Geniş işıq şüalarının düşdüyü bu linzanın köməyi ilə mənbənin kəskin təsvirini əldə etmək mümkün deyil. Ekran 4-ü necə hərəkət etdirməyimizdən asılı olmayaraq, o, kifayət qədər bulanıq bir görüntü yaradır. Ancaq linzaya düşən şüaları onun önünə mərkəzi hissənin əksinə kiçik bir çuxur olan 5 karton parçası qoyaraq məhdudlaşdırsanız (şəkil 228, b), onda təsvir əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşacaq: üçün bir mövqe tapa bilərsiniz. ekran 4 elədir ki, üzərindəki mənbənin təsviri kifayət qədər kəskin olacaq. Bu müşahidə dar paraksial şüalardan istifadə edərək obyektivdə əldə edilən təsvir haqqında bildiklərimizlə kifayət qədər uyğundur (müq. §89).
düyü. 229. Sferik aberasiyanın öyrənilməsi üçün deşikli ekran
İndi kartonu lensin diametri boyunca yerləşən kiçik deşikləri olan bir karton parçası ilə mərkəzi çuxur ilə əvəz edək (şəkil 229). Bu dəliklərdən keçən şüaların yolu, linzanın arxasındakı hava bir az hisə verilmiş olarsa, izlənilə bilər. Lensin mərkəzindən müxtəlif məsafələrdə yerləşən dəliklərdən keçən şüaların müxtəlif nöqtələrdə kəsişdiyini görəcəyik: şüa linzanın oxundan nə qədər uzaqlaşarsa, o qədər çox sınır və linzaya yaxınlaşan nöqtə nöqtədir. onun oxu ilə kəsişməsindən.
Beləliklə, təcrübələrimiz göstərir ki, linzanın oxdan müxtəlif məsafələrdə yerləşən ayrı zonalarından keçən şüalar linzadan müxtəlif məsafələrdə yerləşən mənbənin təsvirlərini verir. Ekranın müəyyən bir mövqeyində linzanın müxtəlif zonaları onun üzərində yaranacaq: bəziləri daha kəskin, digərləri işıq dairəsinə birləşəcək mənbənin daha bulanıq təsvirləridir. Nəticədə, böyük diametrli lens nöqtə şəklində deyil, bulanıq işıq ləkəsi şəklində bir nöqtə mənbəyinin təsvirini yaradır.
Beləliklə, geniş işıq şüalarından istifadə edərkən, mənbə əsas oxda yerləşdikdə belə, nöqtə təsvirini almırıq. Optik sistemlərdə bu xəta sferik aberasiya adlanır.
düyü. 230. Sferik aberasiyanın yaranması. Oxdan yuxarı müxtəlif hündürlüklərdə obyektivdən çıxan şüalar müxtəlif nöqtələrdəki nöqtənin təsvirlərini verir
Sadə mənfi linzalar üçün, sferik aberasiyaya görə, lensin mərkəzi zonasından keçən şüaların fokus uzunluğu da periferik zonadan keçən şüalardan daha çox olacaqdır. Başqa sözlə, divergent lensin mərkəzi zonasından keçən paralel şüa, xarici zonalardan keçən şüadan daha az fərqlənir. Birləşən lensdən sonra işığı uzaqlaşan bir lensdən keçməyə məcbur edərək, fokus uzunluğunu artırırıq. Bununla belə, bu artım periferik şüalara nisbətən mərkəzi şüalar üçün daha az əhəmiyyətli olacaqdır (Şəkil 231).
düyü. 231. Sferik aberasiya: a) toplayıcı obyektivdə; b) fərqli obyektivdə
Beləliklə, mərkəzi şüalara uyğun gələn birləşən lensin daha uzun fokus uzunluğu periferik şüaların daha qısa fokus uzunluğundan daha az artacaq. Nəticə etibarı ilə, sferik aberasiyaya görə ayrılan lens, toplayıcı lensin sferik aberrasiyası nəticəsində yaranan mərkəzi və periferik şüaların fokus uzunluqları arasındakı fərqi bərabərləşdirir. Birləşən və ayrılan linzaların birləşməsini düzgün hesablamaqla, biz bu uyğunlaşdırmanı elə tam şəkildə həyata keçirə bilərik ki, iki linzalı sistemin sferik aberrasiyası praktiki olaraq sıfıra endiriləcək (şək. 232). Adətən hər iki sadə lens bir-birinə yapışdırılır (şəkil 233).
düyü. 232. Birləşən və ayrılan lensi birləşdirərək sferik aberasiyanın korreksiyası
düyü. 233. Sferik aberasiya üçün düzəldilmiş yapışqanlı astronomik lens
Yuxarıda deyilənlərdən aydın olur ki, sferik aberasiyanın məhv edilməsi sferik aberasiyaları qarşılıqlı olaraq bir-birini kompensasiya edən sistemin iki hissəsinin birləşməsi ilə həyata keçirilir. Digər sistem çatışmazlıqlarını düzəldərkən də eyni şeyi edirik.
Sferik aberasiya aradan qaldırılmış optik sistemə misal astronomik linzalardır. Ulduz lensin oxunda yerləşirsə, lensin diametri bir neçə on santimetrə çata bilsə də, onun təsviri praktiki olaraq aberasiya ilə təhrif edilmir.
Sferik aberasiya ()
Əgər B istisna olmaqla bütün əmsallar sıfıra bərabərdirsə, (8) formasını alır
Bu vəziyyətdə aberasiya əyriləri mərkəzləri paraksial təsvirin nöqtəsində yerləşən və radiusları zona radiusunun üçüncü gücünə mütənasib olan konsentrik dairələr formasına malikdir, lakin mövqeyindən () asılı deyildir. vizual zonadakı obyekt. Bu görüntü qüsuru sferik aberasiya adlanır.
Sferik aberrasiya müstəqil olaraq təsvirin həm oxda, həm də oxdan kənar nöqtələrini təhrif edir. Cismin ox nöqtəsindən çıxan və oxu ilə əhəmiyyətli bucaqlar yaradan şüalar onu paraksial fokusun qarşısında və ya arxasında yerləşən nöqtələrdə kəsəcək (şək. 5.4). Diafraqmanın kənarından gələn şüaların oxla kəsişdiyi nöqtəyə kənar fokus deyilirdi. Şəkil sahəsindəki ekran oxa düz bucaq altında yerləşdirilibsə, onda təsvirin dairəvi nöqtəsinin minimal olduğu ekranın mövqeyi var; bu minimal “şəkil” ən kiçik səpilmə dairəsi adlanır.
Koma()
Sıfırdan fərqli F əmsalı ilə xarakterizə olunan aberrasiya koma adlanır. Bu halda radiasiya aberrasiyasının komponentləri (8)-ə uyğundur. görünüşü
Gördüyümüz kimi, sabit zona radiusu ilə 0-dan iki dəfə dəyişdikdə nöqtə (bax. 2.1) təsvir müstəvisində dairəni təsvir edir. Dairənin radiusu bərabərdir və mərkəzi paraxial fokusdan mənfi dəyərlərə doğru bir məsafədədir saat. Nəticə etibarilə, bu çevrə paraksial təsvirdən keçən iki düz xəttə və ox ilə komponentlərə toxunur. saat açılar 30°. Hamı qaçıb gəlsə mümkün dəyərlər, onda oxşar dairələrin toplanması bu düz xətlərin seqmentləri və ən böyük aberrasiya dairəsinin qövsü ilə məhdudlaşan sahəni təşkil edir (şəkil 3.3). Yaranan sahənin ölçüləri obyekt nöqtəsinin sistem oxundan məsafəsinin artması ilə xətti olaraq artır. Abbe sinüsləri şərti yerinə yetirildikdə, sistem oxa yaxın yerdə yerləşən obyekt müstəvisinin elementinin kəskin təsvirini təmin edir. Nəticə etibarilə, bu halda aberasiya funksiyasının genişlənməsi xətti asılı olan terminləri ehtiva edə bilməz. Buradan belə çıxır ki, sinus şərti yerinə yetirilirsə, birincil koma yoxdur.
Astiqmatizm () və sahə əyriliyi ()
C və D əmsalları ilə xarakterizə olunan aberrasiyaları birlikdə nəzərdən keçirmək daha rahatdır. Əgər (8)-dəki bütün digər əmsallar sıfıra bərabərdirsə, onda
Bu cür aberrasiyaların əhəmiyyətini nümayiş etdirmək üçün əvvəlcə təsvir şüasının çox dar olduğunu fərz edək. § 4.6-a əsasən, belə bir şüanın şüaları əyrilərin iki qısa seqmentini kəsir, onlardan biri (tangensial fokus xətti) meridional müstəviyə ortoqonaldır, digəri (sagittal fokus xətti) bu müstəvidə yerləşir. İndi obyekt müstəvisinin sonlu bölgəsinin bütün nöqtələrindən çıxan işığı nəzərdən keçirək. Təsvir məkanındakı fokus xətləri tangensial və sagittal fokus səthlərinə çevriləcəkdir. İlk təxmini hesablamaya görə, bu səthləri kürə hesab etmək olar. Müvafiq əyrilik mərkəzləri işığın yayıldığı yerdən təsvir müstəvisinin digər tərəfində yerləşdikdə müsbət hesab edilən onların radiusları olsun və olsun (şəkil 3.4. i-də göstərilən halda).
Əyrilik radiusları əmsallarla ifadə edilə bilər İLƏ Və D. Bunun üçün əyrilik nəzərə alınmaqla şüa aberrasiyalarını hesablayarkən, Seydel dəyişənlərindən daha çox adi koordinatlardan istifadə etmək daha rahatdır. Bizdə (Şəkil 3.5)
Harada u- sagittal fokus xətti ilə görüntü müstəvisi arasında kiçik məsafə. Əgər v bu fokus xəttindən oxa qədər olan məsafədir, onda
hələ də laqeyd qalırsa Və ilə müqayisədə, sonra (12) dən tapırıq
Eynilə
İndi bu münasibətləri Seydel dəyişənləri baxımından yazaq. Onlara (2.6) və (2.8) əvəz edərək, əldə edirik
və buna bənzər
Son iki münasibətdə biz əvəz edə bilərik və sonra (11) və (6) istifadə edərək əldə edirik
Ölçü 2C + D adətən çağırılır tangensial sahə əyriliyi, böyüklük D -- sagittal sahənin əyriliyi, və onların yarım cəmi
onların arifmetik ortasına mütənasib olan, - sadəcə sahə əyriliyi.
(13) və (18)-dən belə çıxır ki, oxdan yüksəklikdə iki fokus səthi arasındakı məsafə (yəni, təsviri yaradan şüanın astiqmatik fərqi) bərabərdir.
Yarım fərq
çağırdı astiqmatizm. Astiqmatizm olmadıqda (C = 0) bizdə var. Radius RÜmumi, təsadüfi, fokus səthi bu halda sistemin ayrı-ayrı səthlərinin əyrilik radiuslarını və bütün mühitlərin qırılma göstəricilərini özündə birləşdirən sadə bir düsturdan istifadə etməklə hesablana bilər.
Təhrif ()
Əgər (8) münasibətlərində yalnız əmsal sıfırdan fərqlidir E, Bu
Buraya koordinatlar daxil olmadığından və ekran stiqmatik olacaq və çıxış göz bəbəyinin radiusundan asılı olmayacaq; lakin təsvir nöqtələrinin oxa olan məsafələri obyekt nöqtələri üçün müvafiq məsafələrə mütənasib olmayacaqdır. Bu aberasiya təhrif adlanır.
Belə aberrasiya olduqda, oxdan keçən cismin müstəvisində hər hansı bir xəttin təsviri düz xətt olacaq, lakin hər hansı digər xəttin təsviri əyri olacaqdır. Şəkildə. 3.6 və obyekt oxlara paralel düz xətlər şəbəkəsi şəklində göstərilmişdir X Və saat və bir-birindən eyni məsafədə yerləşir. düyü. 3.6. b sözdə təsvir edir barel təhrifi (E>0), və Şek. 3.6. V - pincushion təhrif (E<0 ).
düyü. 3.6.
Daha əvvəl bildirilmişdi ki, beş Seidel aberrasiyasından üçü (sferik, koma və astiqmatizm) təsvirin kəskinliyinə mane olur. Digər ikisi (sahənin əyriliyi və təhrifi) onun mövqeyini və formasını dəyişir. Ümumiyyətlə, həm bütün ilkin aberrasiyalardan, həm də daha yüksək dərəcəli aberrasiyalardan azad olan bir sistem qurmaq mümkün deyil; buna görə də biz həmişə onların nisbi dəyərlərini nəzərə alan hansısa uyğun kompromis həlli axtarmalıyıq. Bəzi hallarda, Seidel aberrasiyaları daha yüksək səviyyəli aberasiyalarla əhəmiyyətli dərəcədə azaldıla bilər. Digər hallarda, digər aberrasiya növləri görünsə də, bəzi aberrasiyaları tamamilə aradan qaldırmaq lazımdır. Məsələn, teleskoplarda koma tamamilə aradan qaldırılmalıdır, çünki əgər varsa, görüntü asimmetrik olacaq və bütün dəqiq astronomik mövqe ölçmələri mənasız olacaq. . Digər tərəfdən bəzi sahə əyriliyinin olması və təhrif nisbətən zərərsizdir, çünki müvafiq hesablamalardan istifadə etməklə aradan qaldırıla bilər.
optik aberasiya xromatik astiqmatizm təhrifi
Adətən optik oxda yerləşən obyektin nöqtəsindən çıxan şüalar şüası üçün nəzərdə tutulur. Bununla belə, sferik aberrasiya obyektin optik oxdan uzaq nöqtələrindən çıxan digər şüalar üçün də baş verir, lakin belə hallarda o, bütün maili şüa şüasının aberrasiyalarının tərkib hissəsi kimi qəbul edilir. Üstəlik, bu aberasiya adlansa da sferik, təkcə sferik səthlər üçün xarakterik deyil.
Sferik aberasiya nəticəsində silindrik şüa şüası, lensin (şəkil məkanında) sınmasından sonra konus deyil, hansısa huni formalı fiqur şəklini alır, onun xarici səthi darboğaz yaxınlığında, kaustik səth adlanır. Bu halda, nöqtənin təsviri qeyri-bərabər işıqlandırma paylanması olan disk formasına malikdir və kaustik əyrinin forması işıqlandırmanın paylanmasının təbiətini mühakimə etməyə imkan verir. Ümumiyyətlə, sferik aberasiyanın mövcudluğunda səpilmə fiquru giriş (və ya çıxış) göz bəbəyindəki koordinatların üçüncü dərəcəsinə mütənasib radiuslu konsentrik dairələr sistemidir.
Hesablanmış dəyərlər
Məsafə δs" optik ox boyunca sıfır və həddindən artıq şüaların itmə nöqtələri arasında deyilir uzununa sferik aberasiya.
Diametri δ" Səpilmə dairəsi (disk) düsturla müəyyən edilir
- 2h 1 - sistem çuxurunun diametri;
- a"- sistemdən təsvir nöqtəsinə qədər olan məsafə;
- δs"- uzununa aberasiya.
Sonsuzluqda yerləşən obyektlər üçün
Belə sadə linzaları birləşdirərək, sferik aberasiya əhəmiyyətli dərəcədə düzəldilə bilər.
Azaltma və düzəliş
Bəzi hallarda, linzanın fokusunu bir qədər azaltmaqla kiçik miqdarda üçüncü dərəcəli sferik aberasiya düzəldilə bilər. Bu vəziyyətdə, görüntü müstəvisi sözdə olana keçir “Ən yaxşı quraşdırma təyyarələri”, bir qayda olaraq, ortada, eksenel və həddindən artıq şüaların kəsişməsi arasında yerləşir və geniş şüanın bütün şüalarının kəsişməsinin ən dar nöqtəsi ilə üst-üstə düşmür (ən az səpilmə diski). Bu uyğunsuzluq işıq enerjisinin ən az səpələnmiş diskdə paylanması ilə izah olunur, işıqlandırma maksimalları təkcə mərkəzdə deyil, həm də kənarda formalaşır. Yəni deyə bilərik ki, "disk" mərkəzi nöqtəsi olan parlaq bir üzükdür. Buna görə də, eninə sferik aberasiyanın aşağı dəyərinə baxmayaraq, ən az səpilmə diski ilə üst-üstə düşən müstəvidə optik sistemin həlli daha aşağı olacaqdır. Bu metodun uyğunluğu sferik aberasiyanın böyüklüyündən və səpilmə diskində işıqlandırmanın paylanmasının xarakterindən asılıdır.
Düzünü desək, sferik aberasiya yalnız bəzi cüt dar zonalar üçün və üstəlik, yalnız müəyyən iki birləşmə nöqtəsi üçün tamamilə düzəldilə bilər. Bununla belə, praktikada düzəliş hətta iki lensli sistemlər üçün də kifayət qədər qənaətbəxş ola bilər.
Tipik olaraq, bir hündürlük dəyəri üçün sferik aberasiya aradan qaldırılır h 0 sistemin şagirdinin kənarına uyğundur. Bu halda, hündürlükdə qalıq sferik aberasiyanın ən yüksək dəyəri gözlənilir h e sadə düsturla müəyyən edilir
Qalıq sferik aberrasiya bir nöqtənin təsvirinin heç vaxt nöqtəyə çevrilməməsinə səbəb olur. Düzəliş edilməmiş sferik aberasiya vəziyyətindən daha kiçik ölçüdə olsa da, disk olaraq qalacaq.
Qalıq sferik aberasiyanı azaltmaq üçün sistemin göz bəbəyinin kənarında tez-tez hesablanmış "həddindən artıq korreksiya" istifadə olunur və kənar zonanın sferik aberasiyasına müsbət qiymət verilir ( δs"> 0). Eyni zamanda, hündürlükdə şagirdi keçən şüalar h e, fokus nöqtəsinə daha da yaxın kəsişir və kənar şüalar, fokus nöqtəsinin arxasında birləşsələr də, səpilmə diskinin hüdudlarından kənara çıxmırlar. Beləliklə, səpilmə diskinin ölçüsü azalır və parlaqlığı artır. Yəni görüntünün həm detalı, həm də kontrastı yaxşılaşır. Bununla birlikdə, səpilmə diskində işıqlandırma paylanmasının xüsusiyyətlərinə görə, "həddindən artıq düzəldilmiş" sferik aberrasiyaya malik linzalar tez-tez fokus zonasından kənarda "ikiqat" bulanıqlığa malikdir.
Bəzi hallarda əhəmiyyətli "yenidən düzəlişlərə" icazə verilir. Məsələn, Carl Zeiss Jena-dan erkən "Planars" müsbət sferik aberasiya dəyərinə malik idi ( δs"> 0), həm şagirdin kənar, həm də orta zonaları üçün. Bu həll tam diyaframda kontrastı bir qədər azaldır, lakin kiçik diyaframlarda ayırdetmə qabiliyyətini nəzərəçarpacaq dərəcədə artırır.
Qeydlər
Ədəbiyyat
- Begunov B. N. Həndəsi optika, Moskva Dövlət Universitetinin nəşriyyatı, 1966.
- Volosov D.S., Foto optika. M., “İskusstvo”, 1971.
- Zakaznov N.P. və b., Optik sistemlərin nəzəriyyəsi, M., “Maşınqayırma”, 1992.
- Landsberg G. S. Optika. M., FİZMƏTLİT, 2003.
- Çurilovski V. N. Optik alətlər nəzəriyyəsi, Leninqrad, “Maşınqayırma”, 1966.
- Smith, Warren J. Müasir optik mühəndislik, McGraw-Hill, 2000.
Wikimedia Fondu.
2010.
Fiziki ensiklopediya Optik sistemlərin aberasiya növlərindən biri (Bax: Optik sistemlərin aberasiyaları); fərqli məsafələrdə ox simmetrik optik sistemdən (linza (Obyektiv bax), Lens) keçən işıq şüaları üçün Fokusların uyğunsuzluğunda özünü göstərir ...
Böyük Sovet Ensiklopediyası Optik sistemlərdə görüntü təhrifi, optik oxda yerləşən bir nöqtə mənbəyindən gələn işıq şüalarının sistemin oxdan uzaq hissələrindən keçən şüalarla bir nöqtədə toplanmaması ilə əlaqədardır. * * * Sferik… …
Ensiklopedik lüğət sferik aberasiya
- sferinė aberacija statusas T sritis fizika attikmenys: engl. sferik aberasiya vok. sphärische Aberration, f rus. sferik aberasiya, f pranc. aberration de spéricité, f; aberration sphérique, f … Fizikos terminų žodynas SFERİK ABERRASİYA - Bax aberrasiya, sferik... Lüğət
Ensiklopedik lüğət psixologiyada - sistemin optik oxundan müxtəlif məsafələrdə keçən işıq şüalarının ocaqlarının uyğunsuzluğundan yaranır və müxtəlif işıqlandırmalı dairə şəklində nöqtənin təsvirinə gətirib çıxarır. Həmçinin bax: Aberrasiya xromatik aberasiya...
Oxsimmetrik optik lensdən keçən işıq şüaları üçün fokusların uyğunsuzluğundan yaranan optik sistemlərin aberrasiyalarından biri. sistem (linza, obyektiv) bu sistemin optik oxundan müxtəlif məsafələrdə. O, özünü onda göstərir ki, obraz... ... Böyük Ensiklopedik Politexnik Lüğət
Optikdə təsvirin pozulması sistemlər, işıq şüalarının optik üzərində yerləşən nöqtə mənbəyindən olması ilə əlaqədardır sistemin oxdan uzaq hissələrindən keçən şüalarla oxlar bir nöqtədə toplaşmır... Təbiət elmi. Ensiklopedik lüğət
