A aberração esférica

Aberração óptica
Distorção A aberração esférica Coma Astigmatismo Curvatura campo Petzval A aberração cromática Defocus Toldo

A aberração esférica. Uma lente perfeito (topo) centra-se todos os raios de entrada para um ponto sobre o eixo óptico. Uma lente real com superfícies esféricas (inferior) sofre de aberração esférica: foca os raios mais fortemente se inseri-lo longe do eixo óptico do que se introduza mais perto do eixo. É, portanto, não produz um ponto focal perfeito. (O desenho é exageradas.)

A fonte de ponto como fotografada por um sistema com negativa (em cima), zero (centro), e positiva (parte inferior) aberração esférica. Imagens para a esquerda são desfocado em direção ao interior, as imagens à direita em direção ao exterior.

Cortes longitudinais através de um feixe focalizado com (superior) negativa, (centro) zero, e (em baixo) aberração esférica positiva. A lente é para a esquerda.

Na óptica , a aberração esférica é um desvio da norma resultando em uma imperfeição de imagem que ocorre devido ao aumento refração dos raios de luz quando os raios encontrar um ou uma lente reflexão dos raios de luz que ocorre quando os raios encontrar um espelho perto de sua borda, em comparação com aqueles que greve mais perto do centro. A lente tem uma esfera ponto-aplanatic que significa sem aberração esférica-se apenas com um raio que é igual ao raio da esfera dividido por o índice de refracção, isto é, no interior da lente. Considera-se frequentemente ser uma imperfeição de telescópios e outros instrumentos que torna a sua concentrando-se menos do que ideal, devido à esférica forma de lentes e espelhos. Este é um efeito importante, como formas esféricas são muito mais fáceis de produzir do que formas esféricas asféricas e assim a maioria das lentes têm.

"Positivo" aberração esférica significa raios periféricos estão empenhados demais. "Negativo" aberração esférica significa raios periféricos não estão dobrados suficiente.

O efeito é proporcional à quarta potência do diâmetro e inversamente proporcional à terceira potência do comprimento focal, de modo que é muito mais pronunciada a curto relações focais, ou seja, lentes "rápidos".

Para pequenos telescópios que usam espelhos esféricos com relações focais mais curtas do que f / 10, a luz de uma fonte de ponto distante (como uma estrela ) não é todos focados no mesmo ponto. Particularmente, a luz que incide na parte interior do espelho concentra-se mais longe a partir do espelho de luz que atinge a parte exterior. Como resultado, a imagem não pode ser focado como drasticamente à medida que se a aberração não estavam presentes. Por causa da aberração esférica, telescópios mais curto do que f / 10 são normalmente feitas com espelhos não esféricas ou com lentes correctivas.

Em sistemas de lentes, o efeito pode ser minimizado usando combinações especiais de convexo e lentes côncavas, bem como a utilização de lentes asféricas.

Para projetos simples pode-se, por vezes, calcular parâmetros que minimizam a aberração esférica. Por exemplo, em um desenho constituído por uma única lente com superfícies esféricas e uma determinada distância o objecto, imagem distância i, e do índice de refracção n, pode-se minimizar a aberração esférica, ajustando os raios de curvatura e das superfícies frontais e traseiras da lente de tal forma que

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A aberração esférica de luz colimada incidente sobre um côncava espelho esférico.