i astigmatizam). Postoje sferne aberacije trećeg, petog i višeg reda.
Enciklopedijski YouTube
-
1 / 5
Razdaljina δs" duž optičke ose između tačaka nestajanja nulte i ekstremnih zraka naziva se uzdužna sferna aberacija.
Prečnik δ" Krug raspršenja (disk) određuje se formulom
δ ′ = 2 h 1 δ s ′ a ′ (\displaystyle (\delta ")=(\frac (2h_(1)\delta s")(a"))),
- 2h 1 - prečnik rupe sistema;
- a"- udaljenost od sistema do tačke slike;
- δs"- longitudinalna aberacija.
Za objekte koji se nalaze u beskonačnosti
A ′ = f ′ (\displaystyle (a")=(f")),
Da bi se konstruirala karakteristična krivulja uzdužne sferne aberacije, uzdužna sferna aberacija je iscrtana duž ose apscise. δs", a duž ordinatne ose - visine zraka na ulaznoj zjenici h. Da bi se konstruisala slična krivulja za poprečnu aberaciju, tangente uglova otvora blende u prostoru slike iscrtavaju se duž x-ose, a poluprečnici krugova raspršenja se crtaju duž ordinatne ose. δg"
Kombinovanje takvih jednostavna sočiva, sferna aberacija se može značajno ispraviti.
Redukcija i korekcija
U nekim slučajevima, mala količina sferne aberacije trećeg reda može se ispraviti blagim defokusiranjem objektiva. U tom slučaju se ravan slike pomiče u tzv "avion bolja instalacija» , koji se u pravilu nalazi u sredini, između sjecišta aksijalnih i ekstremnih zraka, a ne podudara se s najužom točkom presjeka svih zraka širokog snopa (disk najmanjeg raspršenja). Ovo odstupanje se objašnjava raspodjelom svjetlosne energije u disku najmanjeg raspršenja, formirajući maksimume osvjetljenja ne samo u centru, već i na rubu. Odnosno, možemo reći da je "disk" svijetli prsten sa centralnom tačkom. Stoga će rezolucija optičkog sistema u ravni koja se poklapa sa diskom najmanjeg raspršenja biti niža, uprkos nižoj vrijednosti poprečne sferne aberacije. Pogodnost ove metode zavisi od veličine sferne aberacije i prirode distribucije osvetljenja u raspršivaču.
Sferna aberacija se može prilično uspješno korigirati kombinacijom pozitivnih i negativnih leća. Štoviše, ako se leće ne lijepe zajedno, tada će, osim zakrivljenosti površina komponenti, na veličinu sferne aberacije također utjecati veličina zračnog raspora (čak i ako površine koje ograničavaju ovaj zračni jaz imaju istu zakrivljenost). Ovom metodom korekcije obično se ispravljaju hromatske aberacije.
Strogo govoreći, sferna aberacija se može u potpunosti ispraviti samo za neki par uskih zona i, osim toga, samo za određene dvije konjugirane tačke. Međutim, u praksi korekcija može biti sasvim zadovoljavajuća čak i za sisteme sa dva sočiva.
Obično se sferna aberacija eliminiše za jednu vrijednost visine h 0 odgovara ivici zjenice sistema. Gde najveća vrijednost očekuje se zaostala sferna aberacija na visini h e određeno jednostavnom formulom
h e h 0 = 0,707 (\displaystyle (\frac (h_(e))(h_(0)))=(0,707))Aberacija je polisemantički pojam koji se koristi u različitim oblastima znanja: astronomiji, optici, biologiji, fotografiji, medicini i drugim. Šta su aberacije i koje vrste aberacija postoje, biće reči u ovom članku.
Značenje pojma
Reč "aberacija" dolazi od latinski jezik i doslovno se prevodi kao "odstupanje, izobličenje, uklanjanje". Dakle, aberacija je fenomen odstupanja od određene vrijednosti.
U kojim naučnim oblastima se može posmatrati fenomen aberacije?
Aberacija u astronomiji
U astronomiji se koristi koncept svjetlosne aberacije. To se shvata kao vizuelno pomeranje nebesko telo ili objekt. Uzrokuje ga brzina prostiranja svjetlosti u odnosu na promatrani objekt i posmatrača. Drugim rečima, posmatrač u pokretu vidi objekat na drugom mestu od onoga gde bi ga posmatrao da miruje. To je zbog činjenice da je naša planeta unutra stalno kretanje, stoga je stanje mirovanja posmatrača fizički nemoguće.
Budući da je fenomen aberacije uzrokovan kretanjem Zemlje, postoje dvije vrste:
- dnevna aberacija: odstupanje je uzrokovano dnevnom rotacijom Zemlje oko svoje ose;
- godišnja aberacija: uzrokovana revolucijom planete oko Sunca.
Ovaj fenomen je otkriven 1727. godine i od tada su mnogi naučnici obraćali pažnju na aberaciju svjetlosti: Thomas Young, Airy, Einstein i drugi.
Aberacija optičkog sistema
Optički sistem je skup optičkih elemenata koji pretvaraju svjetlosne zrake. Najvažniji sistem ove vrste za ljude je oko. Ovakvi sistemi se koriste i za projektovanje optičkih instrumenata - kamera, teleskopa, mikroskopa, projektora itd.
Optičke aberacije su različita izobličenja slike optički sistemi ah, što se odrazilo na konačni rezultat.
Kada se objekat udalji od takozvane optičke ose, dolazi do raspršivanja zraka, konačna slika je nejasna, nefokusirana, mutna ili ima drugačiju boju od originalne. Ovo je aberacija. Prilikom određivanja stepena aberacije mogu se koristiti posebne formule za njegovo izračunavanje.
Aberacija sočiva se dijeli na nekoliko tipova.
Monohromatske aberacije
U savršenom optičkom sistemu, snop iz svake tačke na objektu je takođe koncentrisan u jednoj tački na izlazu. U praksi, ovaj rezultat je nemoguće postići: snop, koji dolazi do površine, koncentriran je na različitim tačkama. Upravo ovaj fenomen aberacije uzrokuje da konačna slika postane mutna. Ova izobličenja su prisutna u svakom stvarnom optičkom sistemu i nemoguće ih je riješiti.
Hromatska aberacija
Ova vrsta aberacije je uzrokovana fenomenom disperzije - raspršivanja svjetlosti. Različite boje spektar imaju različite brzine raspodjela i stepen refrakcije. Tako se ispostavlja da je žižna daljina različita za svaku boju. To dovodi do pojave obojenih obrisa ili različito obojenih područja na slici.
Fenomen hromatske aberacije može se smanjiti upotrebom posebnih akromatskih sočiva u optičkim instrumentima.
Sferna aberacija
Idealan snop svjetlosti u kojem sve zrake prolaze kroz samo jednu tačku naziva se homocentričan.
Sa fenomenom sferne aberacije, svjetlosni zraci koji prolaze na različitim udaljenostima od optičke ose prestaju biti homocentrični. Ovaj fenomen se javlja čak i kada polazna tačka nalazi se direktno na optičkoj osi. Uprkos činjenici da zraci putuju simetrično, udaljene zrake su podložne jačem lomu, a krajnja tačka dobija neujednačeno osvetljenje.
Fenomen sferne aberacije može se smanjiti korištenjem sočiva sa povećanim polumjerom površine.
Distorzija
Fenomen izobličenja (zakrivljenosti) očituje se u neskladu između oblika originalnog predmeta i njegove slike. Kao rezultat, na slici se pojavljuju izobličene konture objekta. mogu biti dva tipa: konkavnost kontura ili njihova konveksnost. Sa fenomenom kombinovanog izobličenja, slika može imati složen obrazac izobličenja. Ova vrsta aberacije je uzrokovana udaljenosti između optičke ose i izvora.
Fenomen izobličenja se može ispraviti posebnim odabirom sočiva u optičkom sistemu. Za ispravljanje fotografija mogu se koristiti grafički uređivači.
Koma
Ako svjetlosni snop prolazi pod kutom u odnosu na optičku os, tada se opaža fenomen kome. Slika tačke u ovom slučaju ima izgled rasute tačke, koja podsjeća na kometu, što objašnjava naziv ove vrste aberacije. Prilikom fotografisanja, koma se često pojavljuje kada se snima na otvorenom otvoru blende.
Ova pojava se može ispraviti, kao u slučaju sfernih aberacija ili izobličenja, odabirom sočiva, kao i otvorom blende - smanjenjem poprečnog presjeka svjetlosnog snopa pomoću dijafragme.
Astigmatizam
Kod ove vrste aberacije, tačka koja nije smještena na optičkoj osi može poprimiti izgled ovala ili linije na slici. Ova aberacija je uzrokovana različitim zakrivljenjima optičke površine.
Ovaj fenomen se ispravlja odabirom posebne zakrivljenosti površine i debljine sočiva.
Ovo su glavne aberacije karakteristične za optičke sisteme.
Aberacije hromozoma
Ova vrsta aberacije manifestuje se mutacijama i preuređivanjem strukture hromozoma.
Kromosom je struktura u ćelijskom jezgru odgovorna za prijenos nasljednih informacija.
Aberacije hromozoma se obično javljaju tokom ćelijske diobe. Oni su intrahromozomski i interhromozomski.
Vrste aberacija:
Uzroci hromozomskih aberacija su sljedeći:
- izloženost patogenim mikroorganizmima - bakterijama i virusima koji prodiru u strukturu DNK;
- fizički faktori: zračenje, ultraljubičasto, ekstremne temperature, pritisak, elektromagnetno zračenje, itd.;
- hemijska jedinjenja vještačkog porijekla: rastvarači, pesticidi, soli teški metali, dušikov oksid itd.
Hromozomske aberacije dovode do ozbiljnih zdravstvenih posljedica. Bolesti koje uzrokuju obično nose imena specijalista koji su ih opisali: Downov sindrom, Shershevsky-Turnerov sindrom, Edwardsov sindrom, Klinefelterov sindrom, Wolf-Hirschhorn sindrom i druge.
Najčešće bolesti izazvane ovom vrstom aberacije utiču na mentalnu aktivnost, strukturu skeleta, kardiovaskularne, probavne i nervni sistem, reproduktivnu funkciju tijelo.
Ne može se uvijek predvidjeti vjerovatnoća pojave ovih bolesti. Međutim, već u fazi perinatalnog razvoja djeteta, uz pomoć posebnih studija, mogu se uočiti postojeće patologije.
Aberacija u entomologiji
Entomologija je grana zoologije koja proučava insekte.
Ova vrsta aberacije se javlja spontano. Obično se izražava u blagoj promjeni strukture tijela ili boje insekata. Najčešće se aberacija uočava kod Lepidoptera i Coleoptera.
Razlozi njegovog nastanka su efekti na insekte hromozomskog ili fizički faktori u fazi koja prethodi imagu (odrasla osoba).
Dakle, aberacija je fenomen devijacije, izobličenja. Ovaj termin se pojavljuje u mnogim naučnim oblastima. Najčešće se koristi u odnosu na optičke sisteme, medicinu, astronomiju i zoologiju.
Pojava ove greške može se pratiti pomoću lako dostupnih eksperimenata. Uzmimo jednostavnu sabirnu leću 1 (na primjer, planokonveksno sočivo) što većeg prečnika i manje žižne daljine. Mali i u isto vrijeme prilično svijetao izvor svjetlosti može se dobiti bušenjem otvora u velikom ekranu 2 prečnika od oko , i pričvršćivanjem komada mat stakla 3 ispred njega, osvijetljenog jakom lampom iz kratkog razdaljina. Još je bolje koncentrirati svjetlost lučne svjetiljke na mat staklo. Ova „svetleća tačka“ treba da se nalazi na glavnoj optičkoj osi sočiva (Sl. 228, a).
Rice. 228. Eksperimentalno proučavanje sferne aberacije: a) sočivo na koje pada široki snop daje mutnu sliku; b) centralna zona sočiva daje dobru oštru sliku
Uz pomoć ovog sočiva, na koje padaju široki snopovi svjetlosti, nije moguće dobiti oštru sliku izvora. Bez obzira kako pomeramo ekran 4, on proizvodi prilično mutnu sliku. Ali ako ograničite zrake koje padaju na sočivo tako što ćete staviti komad kartona 5 ispred njega s malom rupom nasuprot središnjem dijelu (Sl. 228, b), tada će se slika značajno poboljšati: možete pronaći takav položaj za ekran 4 da će slika izvora na njemu biti prilično oštra. Ovo zapažanje je sasvim u skladu sa onim što znamo o slici dobijenoj u sočivu korišćenjem uskih paraksijalnih zraka (uporedi §89).
Rice. 229. Ekran sa rupama za proučavanje sferne aberacije
Zamenimo sada karton sa centralnom rupom sa komadom kartona sa malim rupicama koje se nalaze duž prečnika sočiva (Sl. 229). Put zraka koji prolaze kroz ove rupe može se pratiti ako se zrak iza sočiva lagano zadimi. Naći ćemo da se zrake koje prolaze kroz rupe koje se nalaze na različitim udaljenostima od središta sočiva sijeku u različitim točkama: što zrak izlazi dalje od ose sočiva, to se više lomi i što je tačka bliže sočivu. njegovog preseka sa osom.
Dakle, naši eksperimenti pokazuju da zrake koje prolaze kroz zasebne zone sočiva koje se nalaze na različitim udaljenostima od ose daju slike izvora koji leži na različitim udaljenostima od sočiva. Na datoj poziciji ekrana, na njemu će dati različite zone sočiva: neke su oštrije, druge su mutnije slike izvora, koje će se spojiti u svjetlosni krug. Kao rezultat toga, sočivo velikog promjera proizvodi sliku točkastog izvora ne u obliku tačke, već u obliku mutne svjetlosne mrlje.
Dakle, kada koristimo široke svjetlosne zrake, ne dobijamo tačku sliku čak ni kada se izvor nalazi na glavnoj osi. Ova greška u optičkim sistemima naziva se sferna aberacija.
Rice. 230. Pojava sferne aberacije. Zrake koje izlaze iz sočiva na različitim visinama iznad ose daju slike tačke u različitim tačkama
Za jednostavna negativna sočiva, zbog sferne aberacije, žižna daljina zraka koje prolaze kroz središnju zonu sočiva će također biti veća nego za zrake koje prolaze kroz perifernu zonu. Drugim riječima, paralelni snop koji prolazi kroz centralnu zonu divergentnog sočiva postaje manje divergentan od zraka koji prolazi kroz vanjske zone. Forsirajući svjetlost nakon sabirnog sočiva da prođe kroz divergentno sočivo, povećavamo žižnu daljinu. Ovo povećanje će, međutim, biti manje značajno za centralne zrake nego za periferne zrake (slika 231).
Rice. 231. Sferna aberacija: a) u sabirnom sočivu; b) u divergentnom sočivu
Dakle, duža žižna daljina konvergentne leće koja odgovara centralnim zracima će se povećati manje od kraće žižne daljine perifernih zraka. Shodno tome, divergentno sočivo, zbog svoje sferne aberacije, izjednačava razliku žižnih daljina centralnih i perifernih zraka, uzrokovanu sfernom aberacijom sabirne leće. Ispravnim proračunom kombinacije sabirnih i divergentnih sočiva, ovo poravnanje možemo izvesti tako potpuno da će sferna aberacija sistema od dva sočiva biti praktično svedena na nulu (slika 232). Obično su oba jednostavna sočiva zalijepljena zajedno (Sl. 233).
Rice. 232. Korekcija sferne aberacije kombinacijom konvergentnog i divergentnog sočiva
Rice. 233. Zalijepljeno astronomsko sočivo, ispravljeno za sfernu aberaciju
Iz navedenog je jasno da se uništavanje sferne aberacije vrši kombinacijom dva dijela sistema čije se sferne aberacije međusobno kompenzuju. Isto radimo i kada ispravljamo druge sistemske nedostatke.
Primer optičkog sistema sa eliminisanom sfernom aberacijom su astronomska sočiva. Ako se zvijezda nalazi na osi sočiva, tada njena slika praktički nije izobličena aberacijom, iako promjer sočiva može doseći nekoliko desetina centimetara.
Sferna aberacija ()
Ako su svi koeficijenti, osim B, jednaki nuli, tada (8) poprima oblik
Aberacijske krive u ovom slučaju imaju oblik koncentričnih krugova, čiji su centri smješteni u tački paraksijalne slike, a radijusi su proporcionalni trećem stepenu radijusa zone, ali ne ovise o položaju () objekat u vizuelnoj zoni. Ovaj nedostatak slike naziva se sferna aberacija.
Sferna aberacija, budući da je nezavisna od, izobličuje i tačke na osi i van ose. Zrake koje izlaze iz aksijalne tačke objekta i prave značajne uglove sa osom će ga preseći u tačkama koje leže ispred ili iza paraksijalnog fokusa (slika 5.4). Tačka u kojoj se zraci s ruba dijafragme sijeku sa osom naziva se ivičnim fokusom. Ako je ekran u oblasti slike postavljen pod pravim uglom u odnosu na osu, tada postoji pozicija ekrana u kojoj je okruglo mesto slike na njemu minimalno; ova minimalna "slika" naziva se najmanji krug raspršenja.
koma()
Aberacija koju karakterizira F koeficijent koji nije nula naziva se koma. Komponente radijacijske aberacije u ovom slučaju imaju, prema (8). pogled
Kao što vidimo, sa fiksnim radijusom zone, tačka (vidi sliku 2.1) kada se promeni od 0 do dva puta opisuje krug u ravni slike. Poluprečnik kruga je jednak, a njegovo središte je na udaljenosti od paraksijalnog fokusa prema negativnim vrijednostima at. Posljedično, ovaj krug dodiruje dvije prave linije koje prolaze kroz paraksijalnu sliku i komponente sa osom at uglovi od 30°. Ako svi dotrče moguće vrijednosti, tada skup sličnih krugova formira područje ograničeno segmentima ovih pravih linija i lukom najveće aberacijske kružnice (slika 3.3). Dimenzije rezultujuće površine rastu linearno sa povećanjem udaljenosti tačke objekta od ose sistema. Kada je ispunjen uslov Abbeovog sinusa, sistem daje oštru sliku elementa ravni objekta koji se nalazi u neposrednoj blizini ose. Prema tome, u ovom slučaju proširenje funkcije aberacije ne može sadržavati pojmove koji linearno zavise. Iz toga slijedi da ako je ispunjen sinusni uvjet, nema primarne kome.
Astigmatizam () i zakrivljenost polja ()
Pogodnije je razmotriti aberacije koje karakterišu koeficijenti C i D zajedno. Ako su svi ostali koeficijenti u (8) jednaki nuli, onda
Da bismo demonstrirali važnost takvih aberacija, pretpostavimo prvo da je snop slike vrlo uzak. Prema § 4.6, zraci takvog snopa sijeku dva kratka segmenta krivih, od kojih je jedan (tangencijalna fokalna linija) ortogonan meridijalnoj ravni, a drugi (sagitalna fokalna linija) leži u ovoj ravni. Razmotrimo sada svjetlost koja izlazi iz svih tačaka konačnog područja ravni objekta. Fokalne linije u prostoru slike će se transformisati u tangencijalne i sagitalne fokalne površine. U prvoj aproksimaciji, ove površine se mogu smatrati sferama. Neka su i njihovi radijusi, koji se smatraju pozitivnim ako se odgovarajući centri zakrivljenosti nalaze na drugoj strani ravni slike odakle se svjetlost širi (u slučaju prikazanom na slici 3.4. i).
Polumjeri zakrivljenosti mogu se izraziti kroz koeficijente WITH I D. Da biste to učinili, pri izračunavanju aberacija zraka uzimajući u obzir zakrivljenost, pogodnije je koristiti obične koordinate, a ne varijable Seidel. Imamo (slika 3.5)
Gdje u- mala udaljenost između sagitalne fokusne linije i ravni slike. Ako v je udaljenost od ove žarišne linije do ose
ako se i dalje zanemaruje I u poređenju sa, onda iz (12) nalazimo
Isto tako
Zapišimo sada ove relacije u terminima Seidel varijabli. Zamjenom (2.6) i (2.8) u njih dobijamo
i slično
U posljednje dvije relacije možemo zamijeniti sa i onda, koristeći (11) i (6), dobijamo
Veličina 2C + D obično se zove zakrivljenost tangencijalnog polja, magnituda D -- sagitalna zakrivljenost polja, i njihov polovični zbroj
što je proporcionalno njihovoj aritmetičkoj sredini, - jednostavno zakrivljenost polja.
Iz (13) i (18) slijedi da je na visini od ose udaljenost između dvije fokalne površine (tj. astigmatska razlika zraka koji formira sliku) jednaka
Polu-razlika
pozvao astigmatizam. U odsustvu astigmatizma (C = 0) imamo. Radijus R Ukupna, koincidentna, fokalna površina se u ovom slučaju može izračunati pomoću jednostavne formule, koja uključuje poluprečnike zakrivljenosti pojedinačnih površina sistema i indekse prelamanja svih medija.
Distorzija()
Ako je u relacijama (8) samo koeficijent različit od nule E, To
Pošto ovo ne uključuje koordinate i, prikaz će biti stigmatičan i neće zavisiti od radijusa izlazne zjenice; međutim, udaljenosti tačaka slike do ose neće biti proporcionalne odgovarajućim udaljenostima za tačke objekta. Ova aberacija se naziva distorzija.
U prisustvu takve aberacije, slika bilo koje linije u ravni objekta koja prolazi kroz osu bit će ravna linija, ali će slika bilo koje druge linije biti zakrivljena. Na sl. 3.6, a objekat je prikazan u obliku mreže pravih linija paralelnih sa osama X I at i nalaze se na istoj udaljenosti jedan od drugog. Rice. 3.6. b ilustruje tzv barel distorzija (E>0), i sl. 3.6. V - jastučasto izobličenje (E<0 ).
Rice. 3.6.
Prethodno je navedeno da od pet Seidelovih aberacija, tri (sferna, koma i astigmatizam) ometaju oštrinu slike. Druga dva (zakrivljenost polja i izobličenje) mijenjaju njegov položaj i oblik. Uopšteno govoreći, nemoguće je konstruisati sistem koji je slobodan i od svih primarnih aberacija i od aberacija višeg reda; stoga, uvijek moramo tražiti neko prikladno kompromisno rješenje koje uzima u obzir njihove relativne vrijednosti. U nekim slučajevima, Seidelove aberacije mogu se značajno smanjiti aberacijama višeg reda. U drugim slučajevima potrebno je potpuno eliminirati neke aberacije, iako se pojavljuju druge vrste aberacija. Na primjer, koma mora biti potpuno eliminirana u teleskopima, jer ako je prisutna, slika će biti asimetrična i sva precizna astronomska mjerenja položaja će biti besmislena . S druge strane, prisustvo neke zakrivljenosti polja i distorzija je relativno bezopasna, jer se može eliminisati odgovarajućim proračunima.
optička aberacija izobličenje kromatskog astigmatizma
Obično se smatra za snop zraka koji izlazi iz tačke na objektu koji se nalazi na optičkoj osi. Međutim, sferna aberacija se javlja i kod drugih snopova zraka koji izlaze iz tačaka objekta udaljenih od optičke ose, ali se u takvim slučajevima smatra sastavnim dijelom aberacija cjelokupnog nagnutog snopa zraka. Štaviše, iako se ova aberacija zove sferni, karakterističan je ne samo za sferne površine.
Kao rezultat sferne aberacije, cilindrični snop zraka, nakon prelamanja sočivom (u prostoru slike), poprima oblik ne stošca, već neke figure u obliku lijevka, čija je vanjska površina, u blizini uskog grla, naziva se kaustična površina. U ovom slučaju, slika tačke ima oblik diska s neujednačenom distribucijom osvjetljenja, a oblik kaustične krivulje omogućava suditi o prirodi raspodjele osvjetljenja. Uopšteno govoreći, figura rasejanja, u prisustvu sferne aberacije, je sistem koncentričnih krugova sa radijusima proporcionalnim trećem stepenu koordinata na ulaznoj (ili izlaznoj) zjenici.
Izračunate vrijednosti
Razdaljina δs" duž optičke ose između tačaka nestajanja nulte i ekstremnih zraka naziva se uzdužna sferna aberacija.
Prečnik δ" Krug raspršenja (disk) određuje se formulom
- 2h 1 - prečnik rupe sistema;
- a"- udaljenost od sistema do tačke slike;
- δs"- longitudinalna aberacija.
Za objekte koji se nalaze u beskonačnosti
Kombinacijom tako jednostavnih sočiva, sferna aberacija se može značajno ispraviti.
Redukcija i korekcija
U nekim slučajevima, mala količina sferne aberacije trećeg reda može se ispraviti blagim defokusiranjem objektiva. U tom slučaju se ravan slike pomiče u tzv “najbolji instalacijski avioni”, koji se u pravilu nalazi u sredini, između sjecišta aksijalnih i ekstremnih zraka, a ne podudara se s najužom točkom presjeka svih zraka širokog snopa (disk najmanjeg raspršenja). Ovo odstupanje se objašnjava raspodjelom svjetlosne energije u disku najmanjeg raspršenja, formirajući maksimume osvjetljenja ne samo u centru, već i na rubu. Odnosno, možemo reći da je "disk" svijetli prsten sa centralnom tačkom. Stoga će rezolucija optičkog sistema u ravni koja se poklapa sa diskom najmanjeg raspršenja biti niža, uprkos nižoj vrijednosti poprečne sferne aberacije. Pogodnost ove metode zavisi od veličine sferne aberacije i prirode distribucije osvetljenja u raspršivaču.
Strogo govoreći, sferna aberacija se može u potpunosti ispraviti samo za neki par uskih zona i, osim toga, samo za određene dvije konjugirane tačke. Međutim, u praksi korekcija može biti sasvim zadovoljavajuća čak i za sisteme sa dva sočiva.
Obično se sferna aberacija eliminiše za jednu vrijednost visine h 0 odgovara ivici zjenice sistema. U ovom slučaju, najveća vrijednost preostale sferne aberacije se očekuje na visini h e određeno jednostavnom formulom
Preostala sferna aberacija dovodi do činjenice da slika tačke nikada ne postaje tačka. Ostat će disk, iako mnogo manje veličine nego u slučaju nekorigirane sferne aberacije.
Da bi se smanjila zaostala sferna aberacija, izračunata "prekorekcija" se često koristi na rubu zjenice sistema, dajući sfernoj aberaciji rubne zone pozitivnu vrijednost ( δs"> 0). Istovremeno, zraci prelaze zenicu na visini h e, seku se još bliže žarištu, a ivični zraci, iako konvergiraju iza žarišne tačke, ne izlaze izvan granica diska raspršenja. Tako se veličina diska za raspršivanje smanjuje, a njegova svjetlina se povećava. Odnosno, poboljšavaju se i detalji i kontrast slike. Međutim, zbog posebnosti distribucije osvjetljenja u raspršivaču, sočiva s “prekorigiranom” sfernom aberacijom često imaju “dvostruko” zamućenje izvan područja fokusa.
U nekim slučajevima je dozvoljena značajna „ponovna korekcija“. Na primjer, rani “Planari” iz Carl Zeiss Jena imali su pozitivnu vrijednost sferne aberacije ( δs"> 0), i za rubnu i za srednju zonu zjenice. Ovo rješenje neznatno smanjuje kontrast pri punom otvoru blende, ali primjetno povećava rezoluciju pri malim otvorima.
Bilješke
Književnost
- Begunov B. N. Geometrijska optika, Izdavačka kuća Moskovskog državnog univerziteta, 1966.
- Volosov D.S., Fotografska optika. M., “Iskusstvo”, 1971.
- Zakaznov N.P. et al., Teorija optičkih sistema, M., „Mašinogradnja“, 1992.
- Landsberg G. S. Optika. M., FIZMATLIT, 2003.
- Churilovsky V. N. Teorija optičkih instrumenata, Lenjingrad, „Mašinogradnja“, 1966.
- Smith, Warren J. Moderno optičko inženjerstvo, McGraw-Hill, 2000.
Wikimedia Foundation. 2010.
Fizička enciklopedija
Jedan od tipova aberacija optičkih sistema (vidi Aberacije optičkih sistema); manifestuje se u neusklađenosti fokusa za svetlosne zrake koji prolaze kroz osno simetričan optički sistem (sočivo (vidi sočivo), sočivo) na različitim udaljenostima od ... Velika sovjetska enciklopedija
Distorzija slike u optičkim sistemima zbog činjenice da se svjetlosni zraci iz tačkastog izvora koji se nalazi na optičkoj osi ne sakupljaju u jednoj tački sa zracima koji prolaze kroz dijelove sistema udaljene od ose. * * * SFERIČNI… … enciklopedijski rječnik
sferna aberacija- sferinė aberacija statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. sferna aberacija vok. sphärische Aberration, f rus. sferna aberacija, f pranc. aberration de spéricité, f; aberration sphérique, f … Fizikos terminų žodynas
SFERIČNA ABERACIJA- Vidi aberaciju, sferni... Rječnik u psihologiji
sferna aberacija- uzrokovano neusklađenošću žarišta svjetlosnih zraka koji prolaze na različitim udaljenostima od optičke ose sistema, što dovodi do slike tačke u obliku kruga različitog osvjetljenja. Vidi također: Aberacija kromatska aberacija... Enciklopedijski rečnik metalurgije
Jedna od aberacija optičkih sistema, uzrokovana neusklađenošću fokusa za svjetlosne zrake koje prolaze kroz osno simetrično optičko sočivo. sistema (sočiva, objektiva) na različitim udaljenostima od optičke ose ovog sistema. Ona se manifestuje u činjenici da slika...... Veliki enciklopedijski politehnički rječnik
Optička distorzija slike sistema, zbog činjenice da svetlosni zraci iz tačkastog izvora koji se nalazi na optičkom ose se ne okupljaju u jednoj tački sa zracima koji prolaze kroz delove sistema udaljene od ose... Prirodna nauka. enciklopedijski rječnik
