dan astigmatisme). Terdapat penyimpangan sfera bagi susunan ketiga, kelima dan lebih tinggi.
YouTube ensiklopedia
-
1 / 5
Jarak δs" sepanjang paksi optik antara titik lenyap sifar dan sinar melampau dipanggil penyimpangan sfera membujur.
Diameter δ" Bulatan serakan (cakera) ditentukan oleh formula
δ ′ = 2 h 1 δ s ′ a ′ (\displaystyle (\delta ")=(\frac (2h_(1)\delta s")(a"))),
- 2h 1 - diameter lubang sistem;
- a"- jarak dari sistem ke titik imej;
- δs"- penyimpangan membujur.
Untuk objek yang terletak di infiniti
A ′ = f ′ (\displaystyle (a")=(f")),
Untuk membina lengkung ciri penyimpangan sfera membujur, penyimpangan sfera membujur diplot di sepanjang paksi absis. δs", dan sepanjang paksi ordinat - ketinggian sinar pada murid pintu masuk h. Untuk membina lengkung yang serupa untuk penyimpangan melintang, tangen sudut apertur dalam ruang imej diplot di sepanjang paksi-x, dan jejari bulatan serakan diplot di sepanjang paksi ordinat. δg"
Menggabungkan sedemikian kanta mudah, penyimpangan sfera boleh dibetulkan dengan ketara.
Pengurangan dan pembetulan
Dalam sesetengah kes, sejumlah kecil penyimpangan sfera urutan ketiga boleh dibetulkan dengan menyahfokus sedikit kanta. Dalam kes ini, satah imej beralih kepada yang dipanggil "kapal terbang pemasangan yang lebih baik» , terletak, sebagai peraturan, di tengah, antara persimpangan sinar paksi dan ekstrem, dan tidak bertepatan dengan titik persilangan yang paling sempit dari semua sinar rasuk lebar (cakera yang paling sedikit hamburan). Percanggahan ini dijelaskan oleh pengagihan tenaga cahaya dalam cakera yang paling sedikit hamburan, membentuk maksima pencahayaan bukan sahaja di tengah, tetapi juga di tepi. Iaitu, kita boleh mengatakan bahawa "cakera" adalah cincin terang dengan titik pusat. Oleh itu, resolusi sistem optik dalam satah bertepatan dengan cakera yang paling sedikit hamburan akan menjadi lebih rendah, walaupun nilai penyimpangan sfera melintang yang lebih rendah. Kesesuaian kaedah ini bergantung pada magnitud penyimpangan sfera dan sifat taburan pencahayaan dalam cakera hamburan.
Penyimpangan sfera boleh dibetulkan dengan agak berjaya menggunakan gabungan kanta positif dan negatif. Selain itu, jika kanta tidak melekat bersama, maka, sebagai tambahan kepada kelengkungan permukaan komponen, magnitud penyimpangan sfera juga akan dipengaruhi oleh saiz jurang udara (walaupun permukaan mengehadkan jurang udara ini. mempunyai kelengkungan yang sama). Dengan kaedah pembetulan ini, penyimpangan kromatik biasanya diperbetulkan.
Tegasnya, penyimpangan sfera boleh dibetulkan sepenuhnya hanya untuk beberapa pasangan zon sempit, dan, lebih-lebih lagi, hanya untuk dua titik konjugat tertentu. Walau bagaimanapun, dalam amalan pembetulan boleh agak memuaskan walaupun untuk sistem dua kanta.
Biasanya, penyimpangan sfera dihapuskan untuk satu nilai ketinggian h 0 sepadan dengan tepi murid sistem. Di mana nilai tertinggi penyimpangan sfera sisa dijangka pada ketinggian h e ditentukan oleh formula mudah
h e h 0 = 0.707 (\gaya paparan (\frac (h_(e))(h_(0)))=(0.707))Aberration ialah istilah polisemantik yang digunakan dalam pelbagai bidang ilmu: astronomi, optik, biologi, fotografi, perubatan dan lain-lain. Apakah penyimpangan dan jenis penyimpangan yang wujud akan dibincangkan dalam artikel ini.
Maksud istilah
Perkataan "penyimpangan" berasal dari bahasa latin dan secara literal diterjemahkan sebagai "penyimpangan, herotan, penyingkiran." Oleh itu, penyelewengan adalah fenomena penyelewengan daripada nilai tertentu.
Dalam bidang saintifik apakah fenomena penyelewengan boleh diperhatikan?
Penyimpangan dalam astronomi
Dalam astronomi, konsep penyimpangan cahaya digunakan. Ia difahami sebagai anjakan visual badan angkasa atau objek. Ia disebabkan oleh kelajuan perambatan cahaya berbanding objek yang diperhatikan dan pemerhati. Dalam erti kata lain, pemerhati yang bergerak melihat objek di tempat yang berbeza dari tempat dia akan memerhatikannya jika dia berehat. Ini disebabkan oleh fakta bahawa planet kita berada pergerakan berterusan, oleh itu keadaan rehat pemerhati adalah mustahil secara fizikal.
Oleh kerana fenomena penyimpangan disebabkan oleh pergerakan Bumi, terdapat dua jenis:
- penyimpangan harian: sisihan disebabkan oleh putaran harian Bumi di sekeliling paksinya;
- penyimpangan tahunan: disebabkan oleh revolusi planet mengelilingi Matahari.
Fenomena ini ditemui pada tahun 1727, dan sejak itu ramai saintis telah memberi perhatian kepada penyimpangan cahaya: Thomas Young, Airy, Einstein dan lain-lain.
Penyimpangan sistem optik
Sistem optik ialah satu set elemen optik yang menukarkan pancaran cahaya. Sistem yang paling penting seperti ini bagi manusia ialah mata. Sistem sedemikian juga digunakan untuk mereka bentuk instrumen optik - kamera, teleskop, mikroskop, projektor, dll.
Penyimpangan optik ialah pelbagai herotan imej dalam sistem optik ah, tercermin dalam keputusan akhir.
Apabila objek bergerak menjauhi paksi optik yang dipanggil, serakan sinar berlaku, imej akhir tidak jelas, tidak fokus, kabur, atau mempunyai warna yang berbeza daripada yang asal. Ini adalah penyimpangan. Apabila menentukan tahap penyimpangan, formula khas boleh digunakan untuk mengiranya.
Aberasi kanta terbahagi kepada beberapa jenis.
Penyimpangan monokromatik
Dalam sistem optik yang sempurna, pancaran dari setiap titik pada objek juga tertumpu pada satu titik pada output. Dalam amalan, keputusan ini adalah mustahil untuk dicapai: rasuk, mencapai permukaan, tertumpu pada titik yang berbeza. Fenomena penyimpangan inilah yang menyebabkan imej akhir menjadi kabur. Herotan ini terdapat dalam mana-mana sistem optik sebenar dan adalah mustahil untuk menyingkirkannya.
Penyimpangan kromatik
Penyimpangan jenis ini disebabkan oleh fenomena penyebaran - penyebaran cahaya. Warna yang berbeza spektrum mempunyai kelajuan yang berbeza taburan dan darjah pembiasan. Oleh itu, jarak fokus ternyata berbeza untuk setiap warna. Ini membawa kepada penampilan garis besar berwarna atau kawasan berwarna berbeza dalam imej.
Fenomena penyimpangan kromatik boleh dikurangkan dengan menggunakan kanta akromatik khas dalam instrumen optik.
Penyimpangan sfera
Pancaran cahaya yang ideal di mana semua sinar melalui hanya satu titik dipanggil homosentrik.
Dengan fenomena penyimpangan sfera, sinar cahaya yang melalui pada jarak yang berbeza dari paksi optik tidak lagi menjadi homosentrik. Fenomena ini berlaku walaupun ketika titik permulaan terletak terus pada paksi optik. Walaupun fakta bahawa sinar bergerak secara simetri, sinar jauh tertakluk kepada pembiasan yang lebih kuat, dan titik akhir memperoleh pencahayaan tidak seragam.
Fenomena penyimpangan sfera boleh dikurangkan dengan menggunakan kanta dengan jejari permukaan yang meningkat.
herotan
Fenomena herotan (kelengkungan) menampakkan dirinya dalam percanggahan antara bentuk objek asal dan imejnya. Akibatnya, kontur objek yang herot muncul dalam imej. boleh terdiri daripada dua jenis: cekung kontur atau cembungnya. Dengan fenomena herotan gabungan, imej mungkin mempunyai corak herotan yang kompleks. Penyimpangan jenis ini disebabkan oleh jarak antara paksi optik dan sumber.
Fenomena herotan boleh diperbetulkan dengan pemilihan kanta khas dalam sistem optik. Penyunting grafik boleh digunakan untuk membetulkan gambar.
Koma
Jika pancaran cahaya melepasi sudut relatif kepada paksi optik, maka fenomena koma diperhatikan. Imej titik dalam kes ini mempunyai rupa tempat yang bertaburan, mengingatkan komet, yang menerangkan nama jenis penyimpangan ini. Apabila mengambil gambar, koma sering muncul apabila merakam pada apertur terbuka.
Fenomena ini boleh diperbetulkan, seperti dalam kes penyimpangan sfera atau herotan, dengan memilih kanta, serta dengan apertur - mengurangkan keratan rentas pancaran cahaya menggunakan diafragma.
Astigmatisme
Dengan penyimpangan jenis ini, titik yang tidak terletak pada paksi optik mungkin kelihatan seperti bujur atau garisan dalam imej. Penyimpangan ini disebabkan oleh kelengkungan permukaan optik yang berbeza.
Fenomena ini diperbetulkan dengan memilih kelengkungan permukaan khas dan ketebalan kanta.
Ini adalah ciri penyimpangan utama sistem optik.
Penyimpangan kromosom
Penyimpangan jenis ini ditunjukkan oleh mutasi dan penyusunan semula dalam struktur kromosom.
Kromosom ialah struktur dalam nukleus sel yang bertanggungjawab untuk menghantar maklumat keturunan.
Penyimpangan kromosom biasanya berlaku semasa pembahagian sel. Mereka adalah intrachromosomal dan interchromosomal.
Jenis penyimpangan:
Sebab-sebab penyimpangan kromosom adalah seperti berikut:
- pendedahan kepada mikroorganisma patogenik - bakteria dan virus yang menembusi struktur DNA;
- Faktor fizikal: sinaran, ultraungu, suhu yang melampau, tekanan, sinaran elektromagnet, dsb.;
- sebatian kimia asal tiruan: pelarut, racun perosak, garam logam berat, nitrik oksida, dsb.
Penyimpangan kromosom membawa kepada akibat kesihatan yang serius. Penyakit-penyakit yang ditimbulkannya biasanya menggunakan nama pakar yang menggambarkannya: Sindrom Down, Sindrom Shershevsky-Turner, Sindrom Edwards, Sindrom Klinefelter, Sindrom Wolf-Hirschhorn dan lain-lain.
Selalunya, penyakit yang dicetuskan oleh jenis penyimpangan ini menjejaskan aktiviti mental, struktur rangka, kardiovaskular, pencernaan dan sistem saraf, fungsi pembiakan badan.
Kemungkinan penyakit ini berlaku tidak selalu dapat diramalkan. Walau bagaimanapun, sudah pada peringkat perkembangan perinatal kanak-kanak, dengan bantuan kajian khas, patologi sedia ada dapat dilihat.
Penyimpangan dalam entomologi
Entomologi ialah cabang zoologi yang mengkaji serangga.
Penyimpangan jenis ini muncul secara spontan. Biasanya ia dinyatakan dalam sedikit perubahan dalam struktur badan atau warna serangga. Selalunya, penyimpangan diperhatikan dalam Lepidoptera dan Coleoptera.
Punca kejadiannya adalah kesan pada serangga kromosom atau faktor fizikal pada peringkat mendahului imago (dewasa).
Oleh itu, penyelewengan adalah fenomena penyelewengan, penyelewengan. Istilah ini muncul dalam banyak bidang saintifik. Ia paling kerap digunakan berhubung dengan sistem optik, perubatan, astronomi dan zoologi.
Kejadian ralat ini boleh dikesan menggunakan eksperimen yang mudah diakses. Mari kita ambil kanta menumpu mudah 1 (contohnya, kanta plano-cembung) dengan diameter yang besar dan jarak fokus yang kecil yang mungkin. Sumber cahaya yang kecil dan pada masa yang sama agak terang boleh diperolehi dengan menggerudi lubang pada skrin besar 2 dengan diameter kira-kira , dan melampirkan sekeping kaca beku 3 di hadapannya, diterangi oleh lampu yang kuat dari lampu pendek. jarak. Lebih baik untuk menumpukan cahaya daripada lampu suluh arka pada kaca beku. "Titik bercahaya" ini hendaklah terletak pada paksi optik utama kanta (Rajah 228, a).
nasi. 228. Kajian eksperimen tentang penyimpangan sfera: a) kanta yang jatuh pada rasuk lebar memberikan imej kabur; b) zon tengah kanta memberikan imej tajam yang baik
Dengan bantuan kanta ini, di mana pancaran cahaya yang luas jatuh, tidak mungkin untuk mendapatkan imej yang tajam dari sumbernya. Tidak kira bagaimana kita menggerakkan skrin 4, ia menghasilkan imej yang agak kabur. Tetapi jika anda mengehadkan rasuk yang jatuh pada kanta dengan meletakkan sekeping kadbod 5 di hadapannya dengan lubang kecil bertentangan dengan bahagian tengah (Rajah 228, b), maka imej akan bertambah baik dengan ketara: anda boleh mencari kedudukan sedemikian untuk skrin 4 bahawa imej sumber padanya akan menjadi agak tajam. Pemerhatian ini agak konsisten dengan apa yang kita ketahui tentang imej yang diperolehi dalam kanta menggunakan rasuk paraxial sempit (rujuk §89).
nasi. 229. Skrin dengan lubang untuk mengkaji penyimpangan sfera
Marilah kita menggantikan kadbod dengan lubang tengah dengan sekeping kadbod dengan lubang kecil yang terletak di sepanjang diameter kanta (Gamb. 229). Laluan sinar yang melalui lubang ini boleh dikesan jika udara di belakang kanta berasap sedikit. Kita akan mendapati bahawa sinar yang melalui lubang yang terletak pada jarak yang berbeza dari pusat kanta bersilang pada titik yang berbeza: semakin jauh sinar keluar dari paksi kanta, semakin banyak ia dibiaskan dan semakin dekat dengan kanta adalah titik. persilangannya dengan paksi.
Oleh itu, eksperimen kami menunjukkan bahawa sinar yang melalui zon berasingan kanta yang terletak pada jarak yang berbeza dari paksi memberikan imej sumber yang terletak pada jarak yang berbeza dari kanta. Pada kedudukan skrin tertentu, zon kanta yang berbeza akan menghasilkan padanya: sesetengahnya lebih tajam, yang lain adalah imej sumber yang lebih kabur, yang akan bergabung menjadi bulatan cahaya. Akibatnya, kanta berdiameter besar menghasilkan imej sumber titik bukan dalam bentuk titik, tetapi dalam bentuk bintik cahaya kabur.
Jadi, apabila menggunakan pancaran cahaya lebar, kita tidak mendapat imej titik walaupun sumbernya terletak pada paksi utama. Ralat dalam sistem optik ini dipanggil penyimpangan sfera.
nasi. 230. Kemunculan penyimpangan sfera. Sinar yang muncul dari kanta pada ketinggian yang berbeza di atas paksi memberikan imej titik pada titik yang berbeza
Untuk kanta negatif mudah, disebabkan penyimpangan sfera, jarak fokus sinar yang melalui zon tengah kanta juga akan lebih besar daripada sinar yang melalui zon persisian. Dalam erti kata lain, rasuk selari yang melalui zon tengah kanta mencapah menjadi kurang mencapah daripada rasuk yang melalui zon luar. Dengan memaksa cahaya selepas kanta menumpu untuk melalui kanta mencapah, kami meningkatkan panjang fokus. Peningkatan ini, bagaimanapun, akan menjadi kurang ketara untuk sinar pusat berbanding sinaran persisian (Rajah 231).
nasi. 231. Penyimpangan sfera: a) dalam kanta pengumpul; b) dalam kanta mencapah
Oleh itu, panjang fokus kanta menumpu yang lebih panjang sepadan dengan sinar pusat akan meningkat kurang daripada panjang fokus sinar persisian yang lebih pendek. Akibatnya, kanta mencapah, disebabkan penyimpangan sferanya, menyamakan perbezaan dalam jarak fokus sinar pusat dan persisian, yang disebabkan oleh penyimpangan sfera kanta pengumpul. Dengan mengira gabungan kanta menumpu dan mencapah dengan betul, kita boleh menjalankan penjajaran ini dengan lengkap sehingga penyimpangan sfera sistem dua kanta akan dikurangkan secara praktikal kepada sifar (Rajah 232). Biasanya kedua-dua kanta ringkas dilekatkan bersama (Gamb. 233).
nasi. 232. Pembetulan penyimpangan sfera dengan menggabungkan kanta menumpu dan mencapah
nasi. 233. Kanta astronomi terpaku, diperbetulkan untuk penyimpangan sfera
Daripada perkara di atas adalah jelas bahawa pemusnahan penyimpangan sfera dilakukan oleh gabungan dua bahagian sistem, penyimpangan sfera yang saling mengimbangi antara satu sama lain. Kami melakukan perkara yang sama apabila membetulkan kekurangan sistem yang lain.
Contoh sistem optik dengan penyimpangan sfera yang dihapuskan ialah kanta astronomi. Jika bintang terletak pada paksi kanta, maka imejnya secara praktikal tidak diputarbelitkan oleh penyimpangan, walaupun diameter kanta boleh mencapai beberapa puluh sentimeter.
Penyimpangan sfera ()
Jika semua pekali, kecuali B, adalah sama dengan sifar, maka (8) mengambil bentuknya
Lengkung penyimpangan dalam kes ini mempunyai bentuk bulatan sepusat, pusatnya terletak pada titik imej paraxial, dan jejari adalah berkadar dengan kuasa ketiga jejari zon, tetapi tidak bergantung pada kedudukan () objek dalam zon visual. Kecacatan imej ini dipanggil penyimpangan sfera.
Penyimpangan sfera, bebas daripada, memesongkan kedua-dua titik pada paksi dan luar paksi imej. Sinar yang muncul dari titik paksi objek dan membuat sudut ketara dengan paksi akan bersilang pada titik yang terletak di hadapan atau di belakang fokus paraxial (Rajah 5.4). Titik di mana sinar dari tepi diafragma bersilang dengan paksi dipanggil fokus tepi. Jika skrin dalam kawasan imej diletakkan pada sudut tepat ke paksi, maka terdapat kedudukan skrin di mana titik bulat imej di atasnya adalah minimum; "imej" minimum ini dipanggil bulatan serakan terkecil.
Koma()
Penyimpangan yang dicirikan oleh pekali F bukan sifar dipanggil koma. Komponen penyimpangan sinaran dalam kes ini mempunyai, menurut (8). pandangan
Seperti yang kita lihat, dengan jejari zon tetap, satu titik (lihat Rajah 2.1) apabila berubah daripada 0 kepada dua kali menggambarkan bulatan dalam satah imej. Jejari bulatan adalah sama, dan pusatnya berada pada jarak dari fokus paraxial ke arah nilai negatif di. Akibatnya, bulatan ini menyentuh dua garis lurus yang melalui imej paraxial dan komponen dengan paksi di sudut 30°. Jika semua orang datang berlari nilai yang mungkin, maka koleksi bulatan yang serupa membentuk kawasan yang dihadkan oleh segmen garis lurus ini dan lengkok bulatan penyimpangan terbesar (Rajah 3.3). Dimensi kawasan yang terhasil meningkat secara linear dengan peningkatan jarak titik objek dari paksi sistem. Apabila syarat sinus Abbe dipenuhi, sistem menyediakan imej yang tajam bagi unsur satah objek yang terletak berdekatan dengan paksi. Akibatnya, dalam kes ini, pengembangan fungsi penyimpangan tidak boleh mengandungi istilah yang bergantung secara linear. Ia berikutan bahawa jika keadaan sinus dipenuhi, tidak ada koma primer.
Astigmatisme () dan kelengkungan medan ()
Adalah lebih mudah untuk mempertimbangkan penyimpangan yang dicirikan oleh pekali C dan D bersama-sama. Jika semua pekali lain dalam (8) adalah sama dengan sifar, maka
Untuk menunjukkan kepentingan penyimpangan tersebut, mari kita anggap dahulu bahawa pancaran pengimejan adalah sangat sempit. Menurut § 4.6, sinar rasuk sedemikian memotong dua segmen pendek lengkung, satu daripadanya (garis fokus tangensial) adalah ortogon kepada satah meridional, dan satu lagi (garis fokus sagittal) terletak pada satah ini. Sekarang mari kita pertimbangkan cahaya yang terpancar dari semua titik kawasan terhingga satah objek. Garis fokus dalam ruang imej akan berubah menjadi permukaan fokus tangen dan sagital. Untuk anggaran pertama, permukaan ini boleh dianggap sebagai sfera. Biarkan dan menjadi jejarinya, yang dianggap positif jika pusat kelengkungan yang sepadan terletak pada sisi lain satah imej dari tempat cahaya merambat (dalam kes ditunjukkan dalam Rajah 3.4. i).
Jejari kelengkungan boleh dinyatakan melalui pekali DENGAN Dan D. Untuk melakukan ini, apabila mengira penyimpangan sinar dengan mengambil kira kelengkungan, adalah lebih mudah untuk menggunakan koordinat biasa daripada pembolehubah Seidel. Kami ada (Gamb. 3.5)
di mana u- jarak kecil antara garis fokus sagital dan satah imej. Jika v ialah jarak dari garis fokus ini ke paksi, maka
jika masih diabaikan Dan berbanding dengan, maka daripada (12) kita dapati
Begitu juga
Mari kita tulis hubungan ini dalam sebutan pembolehubah Seidel. Menggantikan (2.6) dan (2.8) kepada mereka, kami memperoleh
dan seumpamanya
Dalam dua hubungan terakhir kita boleh gantikan dengan dan kemudian, menggunakan (11) dan (6), kita memperoleh
Saiz 2C + D biasa dipanggil kelengkungan medan tangen, magnitud D -- kelengkungan medan sagital, dan separuh jumlah mereka
yang berkadar dengan min aritmetik mereka, - ringkasnya kelengkungan medan.
Daripada (13) dan (18) ia mengikuti bahawa pada ketinggian dari paksi jarak antara dua permukaan fokus (iaitu, perbezaan astigmatik rasuk yang membentuk imej) adalah sama dengan
Separuh perbezaan
dipanggil astigmatisme. Dengan ketiadaan astigmatisme (C = 0) kita ada. Jejari R Jumlah, kebetulan, permukaan fokus dalam kes ini boleh dikira menggunakan formula mudah, yang merangkumi jejari kelengkungan permukaan individu sistem dan indeks biasan semua media.
herotan()
Jika dalam hubungan (8) hanya pekali berbeza daripada sifar E, Itu
Oleh kerana ini tidak termasuk koordinat dan, paparan akan menjadi stigma dan tidak akan bergantung pada jejari murid keluar; walau bagaimanapun, jarak imej menunjuk ke paksi tidak akan berkadar dengan jarak yang sepadan untuk titik objek. Penyimpangan ini dipanggil herotan.
Dengan adanya penyimpangan sedemikian, imej mana-mana garisan dalam satah objek yang melalui paksi akan menjadi garis lurus, tetapi imej mana-mana garis lain akan melengkung. Dalam Rajah. 3.6, dan objek ditunjukkan dalam bentuk grid garis lurus selari dengan paksi X Dan di dan terletak pada jarak yang sama antara satu sama lain. nasi. 3.6. b menggambarkan apa yang dipanggil herotan tong (E>0), dan Rajah. 3.6. V - herotan kusyen (E<0 ).
nasi. 3.6.
Sebelum ini telah dinyatakan bahawa daripada lima penyimpangan Seidel, tiga (sfera, koma dan astigmatisme) mengganggu ketajaman imej. Dua lagi (kelengkungan medan dan herotan) menukar kedudukan dan bentuknya. Secara amnya, adalah mustahil untuk membina sistem yang bebas daripada semua penyimpangan utama dan daripada penyimpangan peringkat tinggi; oleh itu, kita sentiasa perlu mencari penyelesaian kompromi yang sesuai yang mengambil kira nilai relatifnya. Dalam sesetengah kes, penyimpangan Seidel boleh dikurangkan dengan ketara oleh penyimpangan tertib yang lebih tinggi. Dalam kes lain, adalah perlu untuk menghapuskan sepenuhnya beberapa penyimpangan, walaupun jenis penyimpangan lain muncul. Sebagai contoh, koma mesti dihapuskan sepenuhnya dalam teleskop, kerana jika ia hadir, imej akan menjadi tidak simetri dan semua ukuran ketepatan kedudukan astronomi akan menjadi tidak bermakna. . Sebaliknya, kehadiran beberapa kelengkungan medan dan herotan adalah agak tidak berbahaya, kerana ia boleh dihapuskan menggunakan pengiraan yang sesuai.
penyimpangan optik herotan astigmatisme kromatik
Ia biasanya dipertimbangkan untuk pancaran sinar yang muncul dari titik pada objek yang terletak pada paksi optik. Walau bagaimanapun, penyimpangan sfera juga berlaku untuk pancaran sinar lain yang muncul dari titik objek yang jauh dari paksi optik, tetapi dalam kes sedemikian ia dianggap sebagai sebahagian daripada penyimpangan keseluruhan pancaran condong. Lebih-lebih lagi, walaupun penyimpangan ini dipanggil berbentuk sfera, ia adalah ciri bukan sahaja permukaan sfera.
Hasil daripada penyimpangan sfera, pancaran sinar silinder, selepas pembiasan oleh kanta (dalam ruang imej), tidak mengambil bentuk kon, tetapi beberapa rajah berbentuk corong, permukaan luarnya, berdekatan dengan kesesakan, dipanggil permukaan kaustik. Dalam kes ini, imej titik mempunyai bentuk cakera dengan taburan pencahayaan tidak seragam, dan bentuk lengkung kaustik membolehkan seseorang menilai sifat taburan pencahayaan. Secara umum, angka serakan, dengan kehadiran penyimpangan sfera, adalah sistem bulatan sepusat dengan jejari berkadar dengan kuasa ketiga koordinat pada murid masuk (atau keluar).
Nilai yang dikira
Jarak δs" sepanjang paksi optik antara titik lenyap sifar dan sinar melampau dipanggil penyimpangan sfera membujur.
Diameter δ" Bulatan serakan (cakera) ditentukan oleh formula
- 2h 1 - diameter lubang sistem;
- a"- jarak dari sistem ke titik imej;
- δs"- penyimpangan membujur.
Untuk objek yang terletak di infiniti
Dengan menggabungkan kanta mudah sedemikian, penyimpangan sfera boleh dibetulkan dengan ketara.
Pengurangan dan pembetulan
Dalam sesetengah kes, sejumlah kecil penyimpangan sfera urutan ketiga boleh dibetulkan dengan menyahfokus sedikit kanta. Dalam kes ini, satah imej beralih kepada yang dipanggil "pesawat pemasangan terbaik", terletak, sebagai peraturan, di tengah, antara persimpangan sinar paksi dan ekstrem, dan tidak bertepatan dengan titik persilangan yang paling sempit dari semua sinar rasuk lebar (cakera yang paling sedikit hamburan). Percanggahan ini dijelaskan oleh pengagihan tenaga cahaya dalam cakera yang paling sedikit hamburan, membentuk maksima pencahayaan bukan sahaja di tengah, tetapi juga di tepi. Iaitu, kita boleh mengatakan bahawa "cakera" adalah cincin terang dengan titik pusat. Oleh itu, resolusi sistem optik dalam satah bertepatan dengan cakera yang paling sedikit hamburan akan menjadi lebih rendah, walaupun nilai penyimpangan sfera melintang yang lebih rendah. Kesesuaian kaedah ini bergantung pada magnitud penyimpangan sfera dan sifat taburan pencahayaan dalam cakera hamburan.
Tegasnya, penyimpangan sfera boleh dibetulkan sepenuhnya hanya untuk beberapa pasangan zon sempit, dan, lebih-lebih lagi, hanya untuk dua titik konjugat tertentu. Walau bagaimanapun, dalam amalan pembetulan boleh agak memuaskan walaupun untuk sistem dua kanta.
Biasanya, penyimpangan sfera dihapuskan untuk satu nilai ketinggian h 0 sepadan dengan tepi murid sistem. Dalam kes ini, nilai tertinggi penyimpangan sfera sisa dijangka pada ketinggian h e ditentukan oleh formula mudah
Penyimpangan sfera sisa membawa kepada fakta bahawa imej titik tidak pernah menjadi titik. Ia akan kekal sebagai cakera, walaupun saiznya jauh lebih kecil daripada dalam kes penyimpangan sfera yang tidak diperbetulkan.
Untuk mengurangkan penyimpangan sfera sisa, "pembetulan berlebihan" yang dikira sering digunakan di pinggir murid sistem, memberikan penyimpangan sfera zon tepi nilai positif ( δs"> 0). Pada masa yang sama, sinaran melintasi murid pada ketinggian h e, bersilang lebih dekat dengan titik fokus, dan sinar tepi, walaupun ia menumpu di belakang titik fokus, jangan melampaui sempadan cakera hamburan. Oleh itu, saiz cakera hamburan berkurangan dan kecerahannya meningkat. Iaitu, kedua-dua butiran dan kontras imej bertambah baik. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh keanehan taburan pencahayaan dalam cakera hamburan, kanta dengan penyimpangan sfera yang "terlebih diperbetulkan" selalunya mempunyai kabur "berganda" di luar kawasan fokus.
Dalam sesetengah kes, "pembetulan semula" yang ketara dibenarkan. Contohnya, "Planar" awal daripada Carl Zeiss Jena mempunyai nilai penyimpangan sfera positif ( δs"> 0), kedua-duanya untuk zon marginal dan tengah murid. Penyelesaian ini sedikit mengurangkan kontras pada apertur penuh, tetapi nyata meningkatkan resolusi pada apertur kecil.
Nota
kesusasteraan
- Begunov B. N. Optik geometri, Rumah Penerbitan Universiti Negeri Moscow, 1966.
- Volosov D.S., Optik fotografi. M., "Iskusstvo", 1971.
- Zakaznov N.P. et al., Teori sistem optik, M., "Mesin Bangunan", 1992.
- Landsberg G. S. Optik. M., FIZMATLIT, 2003.
- Churilovsky V. N. Teori instrumen optik, Leningrad, "Bangunan Mesin", 1966.
- Smith, Warren J. Kejuruteraan optik moden, McGraw-Hill, 2000.
Yayasan Wikimedia. 2010.
Ensiklopedia fizikal
Salah satu jenis penyimpangan sistem optik (Lihat Penyimpangan sistem optik); menampakkan dirinya dalam ketidakpadanan Fokus untuk sinar cahaya yang melalui sistem optik paksi-simetri (kanta (Lihat Kanta), Kanta) pada jarak yang berbeza dari ... Ensiklopedia Soviet yang Hebat
Herotan imej dalam sistem optik disebabkan oleh fakta bahawa sinar cahaya dari sumber titik yang terletak pada paksi optik tidak dikumpulkan pada satu titik dengan sinaran melalui bahagian sistem yang jauh dari paksi. * * * Sfera… … Kamus ensiklopedia
penyimpangan sfera- sferinė aberacija statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. penyimpangan sfera vok. Sphärische Aberration, f rus. penyimpangan sfera, f pranc. aberration de spéricité, f; aberration sphérique, f … Fizikos terminų žodynas
ABERASI SFERIKAL- Lihat penyimpangan, sfera... Kamus dalam psikologi
penyimpangan sfera- disebabkan oleh ketidakpadanan fokus sinar cahaya yang melalui jarak yang berbeza dari paksi optik sistem, yang membawa kepada imej titik dalam bentuk bulatan pencahayaan yang berbeza. Lihat juga: Aberasi penyimpangan kromatik ... Kamus Ensiklopedia Metalurgi
Salah satu penyimpangan sistem optik, disebabkan oleh ketidakpadanan fokus untuk sinar cahaya yang melalui kanta optik axisymmetric. sistem (kanta, objektif) pada jarak yang berbeza dari paksi optik sistem ini. Ia menampakkan dirinya dalam fakta bahawa imej... ... Kamus Besar Politeknik Ensiklopedia
Herotan imej dalam optik sistem, disebabkan oleh fakta bahawa sinaran cahaya dari sumber titik yang terletak pada optik paksi tidak berkumpul pada satu titik dengan sinaran melalui bahagian sistem yang jauh dari paksi... Sains semula jadi. Kamus ensiklopedia
