Bahay Madla 6 Mga aberasyon - ano ang mga ito? Ano ang mga aberasyon? Spherical aberration sa mga lente Ano ang dapat ipag-alala.

Mga aberasyon - ano ang mga ito? Ano ang mga aberasyon? Spherical aberration sa mga lente Ano ang dapat ipag-alala.

at astigmatismo). May mga spherical aberration ng ikatlo, ikalima at mas mataas na mga order.

Encyclopedic YouTube

1 / 5
Distansya δs" kasama ang optical axis sa pagitan ng mga nawawalang punto ng zero at matinding ray ay tinatawag longitudinal spherical aberration.
diameter δ" Ang scattering circle (disk) ay tinutukoy ng formula
δ ′ = 2 h 1 δ s ′ a ′ (\displaystyle (\delta ")=(\frac (2h_(1)\delta s")(a"))),
- 2h 1 - diameter ng butas ng system;
- a"- distansya mula sa system hanggang sa punto ng imahe;
- δs"- longitudinal aberration.
Para sa mga bagay na matatagpuan sa infinity
A ′ = f ′ (\displaystyle (a")=(f")),
Upang makabuo ng isang katangian na curve ng longitudinal spherical aberration, ang longitudinal spherical aberration ay naka-plot kasama ang abscissa axis. δs", at kasama ang ordinate axis - ang taas ng mga sinag sa entrance pupil h. Upang makabuo ng isang katulad na curve para sa transverse aberration, ang mga tangent ng mga anggulo ng aperture sa espasyo ng imahe ay naka-plot sa kahabaan ng abscissa axis, at ang radii ng scattering circle ay naka-plot kasama ang ordinate axis δg"
Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga simpleng lente, ang spherical aberration ay maaaring maitama nang malaki.

Pagbawas at pagwawasto

Sa ilang mga kaso, ang isang maliit na halaga ng third-order spherical aberration ay maaaring itama sa pamamagitan ng bahagyang pag-defocus sa lens. Sa kasong ito, ang eroplano ng imahe ay lumilipat sa tinatawag na "pinakamahusay na mga eroplano sa pag-install", na matatagpuan, bilang panuntunan, sa gitna, sa pagitan ng intersection ng axial at extreme ray, at hindi tumutugma sa pinakamaliit na punto ng intersection ng lahat ng mga ray ng malawak na sinag (disk ng hindi bababa sa scattering). Ang pagkakaibang ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pamamahagi ng liwanag na enerhiya sa disk ng hindi bababa sa scattering, na bumubuo ng illumination maxima hindi lamang sa gitna, kundi pati na rin sa gilid. Iyon ay, maaari nating sabihin na ang "disk" ay isang maliwanag na singsing na may gitnang punto. Samakatuwid, ang resolution ng optical system sa eroplano na tumutugma sa disk ng hindi bababa sa scattering ay magiging mas mababa, sa kabila ng mas mababang halaga ng transverse spherical aberration. Ang pagiging angkop ng pamamaraang ito ay nakasalalay sa laki ng spherical aberration at ang likas na katangian ng pamamahagi ng pag-iilaw sa scattering disk.

Maaaring matagumpay na maitama ang spherical aberration gamit ang kumbinasyon ng positibo at negatibong lente. Bukod dito, kung ang mga lente ay hindi magkadikit, kung gayon, bilang karagdagan sa kurbada ng mga ibabaw ng mga bahagi, ang magnitude ng spherical aberration ay maaapektuhan din ng laki ng air gap (kahit na ang mga ibabaw ay naglilimita sa air gap na ito. may parehong kurbada). Sa paraan ng pagwawasto na ito, ang mga chromatic aberration ay karaniwang itinatama.
Sa mahigpit na pagsasalita, ang spherical aberration ay maaaring ganap na itama para lamang sa ilang pares ng makitid na zone, at, bukod dito, para lamang sa ilang partikular na dalawang conjugate point. Gayunpaman, sa pagsasagawa ang pagwawasto ay maaaring maging lubos na kasiya-siya kahit na para sa dalawang-lens na sistema.
Karaniwan, inaalis ang spherical aberration para sa isang halaga ng taas h 0 na naaayon sa gilid ng mag-aaral ng system. Sa kasong ito, ang pinakamalaking halaga ng natitirang spherical aberration ay inaasahan sa taas h e tinutukoy ng isang simpleng formula
h e h 0 = 0.707 (\displaystyle (\frac (h_(e))(h_(0)))=(0.707))

Ang aberration ay isang polysemantic na termino na ginagamit sa iba't ibang larangan ng kaalaman: astronomy, optika, biology, photography, medisina at iba pa. Kung ano ang mga aberasyon at kung anong mga uri ng mga aberasyon ang umiiral ay tatalakayin sa artikulong ito.

Kahulugan ng termino

Ang salitang "pagkaligaw" ay nagmula sa wikang Latin at literal na isinasalin bilang "paglihis, pagbaluktot, pagtanggal." Kaya, ang aberration ay ang phenomenon ng deviation mula sa isang tiyak na halaga.
Sa anong mga pang-agham na larangan maaaring maobserbahan ang phenomenon ng aberration?

Pagkaligaw sa astronomiya

Sa astronomiya, ginagamit ang konsepto ng light aberration. Ito ay nauunawaan bilang ang visual displacement ng isang celestial body o bagay. Ito ay sanhi ng bilis ng pagpapalaganap ng liwanag na may kaugnayan sa naobserbahang bagay at sa nagmamasid. Sa madaling salita, ang isang gumagalaw na tagamasid ay nakakakita ng isang bagay sa ibang lugar mula sa kung saan niya ito mamamasdan kung siya ay nagpapahinga. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang ating planeta ay patuloy na gumagalaw, kaya ang estado ng pahinga ng tagamasid ay pisikal na imposible.
Dahil ang phenomenon ng aberration ay sanhi ng paggalaw ng Earth, mayroong dalawang uri:
- araw-araw na pagkaligaw: ang paglihis ay sanhi ng araw-araw na pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito;
- taunang aberasyon: sanhi ng rebolusyon ng planeta sa paligid ng Araw.
Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay natuklasan noong 1727, at mula noon maraming mga siyentipiko ang nagbigay-pansin sa aberration ng liwanag: Thomas Young, Airy, Einstein at iba pa.

Pagkaligaw ng optical system

Ang optical system ay isang hanay ng mga optical elements na nagko-convert ng mga light beam. Ang pinakamahalagang sistema ng ganitong uri para sa mga tao ay ang mata. Ang ganitong mga sistema ay ginagamit din upang magdisenyo ng mga optical na instrumento - mga camera, teleskopyo, mikroskopyo, projector, atbp.
Ang mga optical aberration ay iba't ibang distortion ng mga imahe sa mga optical system na nakakaapekto sa huling resulta.
Kapag ang isang bagay ay lumayo mula sa tinatawag na optical axis, nangyayari ang pagkalat ng mga sinag, ang huling imahe ay hindi malinaw, hindi nakatutok, malabo, o may ibang kulay mula sa orihinal. Ito ay isang aberasyon. Kapag tinutukoy ang antas ng aberration, maaaring gamitin ang mga espesyal na formula upang kalkulahin ito.
Ang aberration ng lens ay nahahati sa ilang uri.

Monochromatic aberrations

Sa isang perpektong optical system, ang sinag mula sa bawat punto sa bagay ay puro sa isang punto sa output. Sa pagsasagawa, ang resulta na ito ay imposibleng makamit: ang sinag, na umaabot sa ibabaw, ay puro sa iba't ibang mga punto. Ito ang hindi pangkaraniwang bagay ng aberration na nagiging sanhi ng panghuling imahe upang maging malabo. Ang mga pagbaluktot na ito ay naroroon sa anumang tunay na optical system at imposibleng mapupuksa ang mga ito.

Chromatic aberration

Ang ganitong uri ng aberration ay sanhi ng phenomenon ng dispersion - light scattering. Ang iba't ibang kulay ng spectrum ay may iba't ibang bilis ng pagpapalaganap at antas ng repraksyon. Kaya, ang focal length ay lumalabas na naiiba para sa bawat kulay. Ito ay humahantong sa paglitaw ng mga may kulay na balangkas o iba't ibang kulay na mga lugar sa larawan.

Ang kababalaghan ng chromatic aberration ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng paggamit ng mga espesyal na achromatic lens sa mga optical na instrumento.

Spherical aberration

Ang isang perpektong sinag ng liwanag kung saan ang lahat ng mga sinag ay dumadaan lamang sa isang punto ay tinatawag na homocentric.
Sa kababalaghan ng spherical aberration, ang mga light ray na dumadaan sa iba't ibang distansya mula sa optical axis ay huminto sa pagiging homocentric. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nangyayari kahit na ang pinagmulang punto ay direkta sa optical axis. Sa kabila ng katotohanan na ang mga sinag ay naglalakbay nang simetriko, ang mga malalayong sinag ay napapailalim sa mas malakas na repraksyon, at ang punto ng pagtatapos ay nakakakuha ng hindi pantay na pag-iilaw.

Ang phenomenon ng spherical aberration ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng paggamit ng lens na may mas mataas na surface radius.

Distortion

Ang kababalaghan ng pagbaluktot (curvature) ay nagpapakita ng sarili sa pagkakaiba sa pagitan ng hugis ng orihinal na bagay at ng imahe nito. Bilang resulta, lumilitaw ang mga distorted contours ng object sa imahe. maaaring may dalawang uri: concavity ng mga contours o ang kanilang convexity. Sa kababalaghan ng pinagsamang pagbaluktot, ang imahe ay maaaring magkaroon ng isang kumplikadong pattern ng pagbaluktot. Ang ganitong uri ng aberration ay sanhi ng distansya sa pagitan ng optical axis at ang pinagmulan.
Ang kababalaghan ng pagbaluktot ay maaaring itama sa pamamagitan ng espesyal na pagpili ng mga lente sa optical system. Maaaring gamitin ang mga graphic editor upang itama ang mga litrato.

Coma

Kung ang light beam ay pumasa sa isang anggulo na may kaugnayan sa optical axis, pagkatapos ay ang phenomenon ng coma ay sinusunod. Ang imahe ng punto sa kasong ito ay may hitsura ng isang nakakalat na lugar, nakapagpapaalaala sa isang kometa, na nagpapaliwanag sa pangalan ng ganitong uri ng aberration. Kapag kumukuha ng larawan, madalas na lumilitaw ang coma kapag nag-shoot sa isang bukas na siwang.
Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring itama, tulad ng sa kaso ng spherical aberrations o distortion, sa pamamagitan ng pagpili ng mga lente, pati na rin sa pamamagitan ng aperture - pagbabawas ng cross-section ng light beam gamit ang diaphragms.

Astigmatism

Sa ganitong uri ng aberration, ang isang puntong hindi matatagpuan sa optical axis ay maaaring magkaroon ng hitsura ng isang hugis-itlog o linya sa imahe. Ang aberration na ito ay sanhi ng iba't ibang mga curvature ng optical surface.
Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay naitama sa pamamagitan ng pagpili ng isang espesyal na curvature sa ibabaw at kapal ng lens.
Ito ang mga pangunahing aberrations na katangian ng mga optical system.

Chromosome aberrations

Ang ganitong uri ng aberration ay ipinakikita ng mga mutasyon at muling pagsasaayos sa istruktura ng mga chromosome.
Ang chromosome ay isang istraktura sa cell nucleus na responsable para sa pagpapadala ng namamana na impormasyon.
Karaniwang nangyayari ang mga aberasyon ng chromosome sa panahon ng paghahati ng cell. Ang mga ito ay intrachromosomal at interchromosomal.
Mga uri ng mga aberasyon:

Ang mga sanhi ng chromosomal aberrations ay ang mga sumusunod:
- pagkakalantad sa mga pathogenic microorganism - bakterya at mga virus na tumagos sa istraktura ng DNA;
- pisikal na mga kadahilanan: radiation, ultraviolet, matinding temperatura, presyon, electromagnetic radiation, atbp.;
- mga kemikal na compound ng artipisyal na pinagmulan: mga solvent, pestisidyo, heavy metal salts, nitric oxide, atbp.
Ang mga chromosomal aberration ay humahantong sa malubhang kahihinatnan sa kalusugan. Ang mga sakit na dulot nila ay karaniwang may mga pangalan ng mga espesyalista na naglalarawan sa kanila: Down syndrome, Shershevsky-Turner syndrome, Edwards syndrome, Klinefelter syndrome, Wolf-Hirschhorn syndrome at iba pa.
Kadalasan, ang mga sakit na pinukaw ng ganitong uri ng aberration ay nakakaapekto sa aktibidad ng kaisipan, istraktura ng kalansay, cardiovascular, digestive at nervous system, at ang reproductive function ng katawan.
Ang posibilidad ng mga sakit na ito ay hindi laging mahulaan. Gayunpaman, nasa yugto na ng perinatal development ng bata, sa tulong ng mga espesyal na pag-aaral, makikita ang mga umiiral na pathologies.

Pagkaligaw sa entomology

Ang Entomology ay isang sangay ng zoology na nag-aaral ng mga insekto.
Kusang lumilitaw ang ganitong uri ng aberasyon. Kadalasan ito ay ipinahayag sa isang bahagyang pagbabago sa istraktura ng katawan o kulay ng mga insekto. Kadalasan, ang pagkaligaw ay sinusunod sa Lepidoptera at Coleoptera.
Ang mga dahilan ng paglitaw nito ay ang impluwensya ng chromosomal o pisikal na mga kadahilanan sa mga insekto sa yugto bago ang imago (pang-adulto).

Kaya, ang aberration ay isang phenomenon ng deviation, distortion. Lumilitaw ang terminong ito sa maraming larangang pang-agham. Ito ay kadalasang ginagamit kaugnay ng mga optical system, medisina, astronomiya at zoology.

Karaniwan itong isinasaalang-alang para sa isang sinag ng mga sinag na umuusbong mula sa isang punto sa isang bagay na matatagpuan sa optical axis. Gayunpaman, ang spherical aberration ay nangyayari din para sa iba pang mga sinag ng sinag na lumalabas mula sa mga punto ng bagay na malayo sa optical axis, ngunit sa mga ganitong kaso ito ay itinuturing na isang mahalagang bahagi ng mga aberration ng buong hilig na sinag ng mga sinag. Bukod dito, kahit na ang aberasyong ito ay tinatawag spherical, ito ay katangian hindi lamang ng mga spherical na ibabaw.

Bilang resulta ng spherical aberration, ang isang cylindrical beam ng mga sinag, pagkatapos ng repraksyon ng isang lens (sa espasyo ng imahe), ay hindi isang kono, ngunit ng ilang hugis ng funnel, ang panlabas na ibabaw nito, malapit sa isang bottleneck, ay tinatawag na caustic surface. Sa kasong ito, ang imahe ng punto ay may anyo ng isang disk na may hindi pantay na pamamahagi ng pag-iilaw, at ang hugis ng caustic curve ay nagpapahintulot sa isa na hatulan ang likas na katangian ng pamamahagi ng pag-iilaw. Sa pangkalahatan, ang scattering figure, sa pagkakaroon ng spherical aberration, ay isang sistema ng concentric circles na may radii na proporsyonal sa ikatlong kapangyarihan ng mga coordinate sa entrance (o exit) pupil.

Mga kinakalkula na halaga

Distansya δs" kasama ang optical axis sa pagitan ng mga nawawalang punto ng zero at matinding ray ay tinatawag longitudinal spherical aberration.

diameter δ" Ang scattering circle (disk) ay tinutukoy ng formula
- 2h 1 - diameter ng butas ng system;
- a"- distansya mula sa system hanggang sa punto ng imahe;
- δs"- longitudinal aberration.
Para sa mga bagay na matatagpuan sa infinity

Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga simpleng lente, ang spherical aberration ay maaaring maitama nang malaki.

Pagbawas at pagwawasto

Sa ilang mga kaso, ang isang maliit na halaga ng third-order spherical aberration ay maaaring itama sa pamamagitan ng bahagyang pag-defocus sa lens. Sa kasong ito, ang eroplano ng imahe ay lumilipat sa tinatawag na "pinakamahusay na mga eroplano sa pag-install", na matatagpuan, bilang panuntunan, sa gitna, sa pagitan ng intersection ng axial at extreme ray, at hindi tumutugma sa pinakamaliit na punto ng intersection ng lahat ng mga ray ng isang malawak na sinag (disk ng hindi bababa sa scattering). Ang pagkakaibang ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pamamahagi ng liwanag na enerhiya sa disk ng hindi bababa sa scattering, na bumubuo ng illumination maxima hindi lamang sa gitna, kundi pati na rin sa gilid. Iyon ay, maaari nating sabihin na ang "disk" ay isang maliwanag na singsing na may gitnang punto. Samakatuwid, ang resolution ng optical system sa eroplano na tumutugma sa disk ng hindi bababa sa scattering ay magiging mas mababa, sa kabila ng mas mababang halaga ng transverse spherical aberration. Ang pagiging angkop ng pamamaraang ito ay nakasalalay sa laki ng spherical aberration at ang likas na katangian ng pamamahagi ng pag-iilaw sa scattering disk.

Sa mahigpit na pagsasalita, ang spherical aberration ay maaaring ganap na itama para lamang sa ilang pares ng makitid na zone, at, bukod dito, para lamang sa ilang partikular na dalawang conjugate point. Gayunpaman, sa pagsasagawa ang pagwawasto ay maaaring maging lubos na kasiya-siya kahit na para sa dalawang-lens na sistema.

Karaniwan, inaalis ang spherical aberration para sa isang halaga ng taas h 0 na naaayon sa gilid ng mag-aaral ng system. Sa kasong ito, ang pinakamalaking halaga ng natitirang spherical aberration ay inaasahan sa taas h e tinutukoy ng isang simpleng formula

Ang natitirang spherical aberration ay humahantong sa katotohanan na ang imahe ng isang punto ay hindi kailanman nagiging isang punto. Ito ay mananatiling isang disk, kahit na may mas maliit na sukat kaysa sa kaso ng hindi naitama na spherical aberration.

Upang mabawasan ang natitirang spherical aberration, ang isang kinakalkula na "overcorrection" ay kadalasang ginagamit sa gilid ng pupil ng system, na nagbibigay sa gilid ng spherical aberration ng positibong halaga ( δs"> 0). Kasabay nito, ang mga sinag na tumatawid sa mag-aaral sa taas h e, bumalandra kahit na mas malapit sa focal point, at ang mga ray ng gilid, kahit na sila ay nagtatagpo sa likod ng focal point, huwag lumampas sa mga hangganan ng scattering disk. Kaya, ang laki ng scattering disk ay bumababa at ang liwanag nito ay tumataas. Iyon ay, parehong nagpapabuti ang detalye at kaibahan ng larawan. Gayunpaman, dahil sa mga kakaiba ng pamamahagi ng pag-iilaw sa scattering disk, ang mga lente na may "overcorrected" na spherical aberration ay kadalasang may "double" na blur sa labas ng focus area.

Sa ilang mga kaso, pinapayagan ang makabuluhang "muling pagwawasto". Halimbawa, ang mga naunang "Planar" mula kay Carl Zeiss Jena ay may positibong spherical aberration value ( δs"> 0), kapwa para sa marginal at middle zone ng mag-aaral. Bahagyang binabawasan ng solusyon na ito ang contrast sa buong aperture, ngunit kapansin-pansing pinapataas ang resolution sa maliliit na aperture.

Mga Tala

Panitikan
- Begunov B. N. Geometric optics, Moscow State University Publishing House, 1966.
- Volosov D.S., Photographic optics. M., "Iskusstvo", 1971.
- Zakaznov N.P. et al., Teorya ng mga optical system, M., "Machine Building", 1992.
- Landsberg G. S. Optics. M., FIZMATLIT, 2003.
- Churilovsky V. N. Teorya ng mga optical na instrumento, Leningrad, "Machine Building", 1966.
- Smith, Warren J. Modern optical engineering, McGraw-Hill, 2000.
Wikimedia Foundation.

2010.

Pisikal na encyclopedia Isa sa mga uri ng aberrations ng optical system (Tingnan ang Aberrations ng optical system); nagpapakita ng sarili sa isang mismatch ng Mga Focus para sa mga light ray na dumadaan sa isang axis-symmetric optical system (lens (Tingnan ang Lens), Lens) sa iba't ibang distansya mula sa ...

Great Soviet Encyclopedia Ang pagbaluktot ng imahe sa mga optical system, na nauugnay sa katotohanan na ang mga light ray mula sa isang point source na matatagpuan sa optical axis ay hindi kinokolekta sa isang punto na may mga ray na dumadaan sa mga bahagi ng system na malayo mula sa axis. * * * SPHERICAL… …

Encyclopedic Dictionary spherical aberration

- sferinė aberacija statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. spherical aberration vok. sphärische Aberration, f rus. spherical aberration, f pranc. aberration de spéricité, f; aberration sphérique, f … Fizikos terminų žodynas SPHERICAL ABERRATION - Tingnan ang aberration, spherical...

Encyclopedic Dictionary Paliwanag na diksyunaryo ng sikolohiya - ay sanhi ng isang mismatch ng foci ng mga light ray na dumadaan sa iba't ibang distansya mula sa optical axis ng system, na humahantong sa imahe ng isang punto sa anyo ng isang bilog ng iba't ibang pag-iilaw. Tingnan din ang: Aberration chromatic aberration ...

Encyclopedic Dictionary of Metallurgy Isa sa mga aberration ng optical system, sanhi ng hindi pagkakatugma ng mga focus para sa mga light ray na dumadaan sa isang axisymmetric optical lens. system (lens, layunin) sa iba't ibang distansya mula sa optical axis ng system na ito. Ito ay nagpapakita ng sarili sa katotohanan na ang imahe... ...

Malaking Encyclopedic Polytechnic Dictionary Likas na agham. Encyclopedic Dictionary

1. Panimula sa teorya ng mga aberrations

Kapag pinag-uusapan ang pagganap ng lens, madalas na naririnig ng isang tao ang salita mga aberasyon. "Ito ay isang mahusay na lens, ang lahat ng mga aberration ay halos naitama dito!" - isang tesis na madalas na matatagpuan sa mga talakayan o pagsusuri. Hindi gaanong karaniwan na marinig ang isang diametrically opposite na opinyon, halimbawa: "Ito ay isang kahanga-hangang lens, ang mga natitirang aberration nito ay mahusay na ipinahayag at bumubuo ng isang hindi pangkaraniwang plastic at magandang pattern"...

Bakit lumilitaw ang gayong magkakaibang opinyon? Susubukan kong sagutin ang tanong na ito: gaano kabuti/kasama ang hindi pangkaraniwang bagay na ito para sa mga lente at para sa mga genre ng photography sa pangkalahatan. Ngunit una, subukan nating alamin kung ano ang mga aberration ng lens ng photographic. Magsisimula tayo sa teorya at ilang mga kahulugan.

Sa pangkalahatan gamitin ang termino Pagkaligaw (lat. ab- “from” + lat. errare “to wander, to be mistaken”) ay isang paglihis mula sa pamantayan, isang error, ilang uri ng pagkagambala sa normal na operasyon ng system.

Pagkaligaw ng lens- error, o error sa imahe sa optical system. Ito ay sanhi ng katotohanan na sa isang tunay na kapaligiran ang isang makabuluhang paglihis ng mga sinag ay maaaring mangyari mula sa direksyon kung saan sila pumunta sa kinakalkula na "ideal" na optical system.

Bilang resulta, ang pangkalahatang tinatanggap na kalidad ng isang photographic na imahe ay naghihirap: hindi sapat na sharpness sa gitna, pagkawala ng contrast, matinding paglabo sa mga gilid, pagbaluktot ng geometry at espasyo, kulay halos, atbp.

Ang mga pangunahing aberrations na katangian ng photographic lens ay ang mga sumusunod:
1. Comatic aberration.
2. Distortion.
3. Astigmatism.
4. Curvature ng field ng imahe.
Bago natin tingnan ang bawat isa sa kanila, alalahanin natin mula sa artikulo kung paano dumadaan ang mga sinag sa isang lens sa isang perpektong optical system:

may sakit. 1. Pagpasa ng mga sinag sa isang perpektong optical system.

Tulad ng nakikita natin, ang lahat ng mga sinag ay nakolekta sa isang punto F - ang pangunahing pokus. Ngunit sa katotohanan, ang lahat ay mas kumplikado. Ang kakanyahan ng optical aberrations ay ang mga sinag na insidente sa isang lens mula sa isang maliwanag na punto ay hindi nakolekta sa isang punto. Kaya, tingnan natin kung anong mga paglihis ang nangyayari sa isang optical system kapag nalantad sa iba't ibang mga aberasyon.

Dito dapat ding pansinin kaagad na sa parehong simpleng lens at kumplikadong lens, ang lahat ng mga aberasyong inilarawan sa ibaba ay kumikilos nang sama-sama.

Aksyon spherical aberration ay ang mga sinag na insidente sa mga gilid ng lens ay kinokolekta na mas malapit sa lens kaysa sa sinag na insidente sa gitnang bahagi ng lens. Bilang resulta, ang imahe ng isang punto sa isang eroplano ay lumilitaw sa anyo ng isang malabong bilog o disk.

may sakit. 2. Spherical aberration.

Sa mga litrato, lumilitaw ang mga epekto ng spherical aberration bilang isang pinalambot na imahe. Ang epekto ay lalo na kapansin-pansin sa mga bukas na aperture, at ang mga lente na may mas malalaking aperture ay mas madaling kapitan sa aberration na ito. Kung ang sharpness ng contours ay napanatili, tulad ng isang malambot na epekto ay maaaring maging lubhang kapaki-pakinabang para sa ilang mga uri ng photography, halimbawa, portraiture.

Masakit.3. Isang malambot na epekto sa isang bukas na aperture na dulot ng spherical aberration.

Sa mga lente na ganap na binuo mula sa mga spherical lens, halos imposibleng ganap na maalis ang ganitong uri ng aberration. Sa mga ultra-fast lens, ang tanging epektibong paraan upang makabuluhang mabayaran ito ay ang paggamit ng mga aspherical na elemento sa optical na disenyo.

3. Comatic aberration, o "Coma"

Ito ay isang espesyal na uri ng spherical aberration para sa mga side ray. Ang epekto nito ay nakasalalay sa katotohanan na ang mga sinag na dumarating sa isang anggulo sa optical axis ay hindi nakolekta sa isang punto. Sa kasong ito, ang imahe ng isang maliwanag na punto sa mga gilid ng frame ay nakuha sa anyo ng isang "lumilipad na kometa", at hindi sa anyo ng isang punto. Ang pagkawala ng malay ay maaari ding maging sanhi ng labis na pagkakalantad sa mga bahagi ng larawan sa lugar na wala sa pokus.

may sakit. 4. Koma.

may sakit. 5. Coma sa isang larawang larawan

Ito ay isang direktang kinahinatnan ng light dispersion. Ang kakanyahan nito ay ang isang sinag ng puting liwanag, na dumadaan sa isang lens, ay nabubulok sa mga sinag na may kulay na bumubuo nito. Ang mga short-wave ray (asul, violet) ay na-refracte sa lens nang mas malakas at nag-uugnay nang mas malapit dito kaysa sa mga long-focus ray (orange, pula).

may sakit. 6. Chromatic aberration. F - focus ng violet rays. K - pokus ng mga pulang sinag.

Dito, tulad ng sa kaso ng spherical aberration, ang imahe ng isang maliwanag na punto sa isang eroplano ay nakuha sa anyo ng isang blur na bilog/disk.

Sa mga litrato, lumilitaw ang chromatic aberration sa anyo ng mga extraneous shade at colored outline sa mga paksa. Ang impluwensya ng aberration ay lalong kapansin-pansin sa magkakaibang mga eksena. Sa kasalukuyan, madaling maitama ang CA sa mga RAW converter kung ang pagbaril ay ginawa sa RAW na format.

may sakit. 7. Isang halimbawa ng pagpapakita ng chromatic aberration.

5. Distortion

Ang pagbaluktot ay nagpapakita ng sarili sa kurbada at pagbaluktot ng geometry ng litrato. Yung. ang sukat ng imahe ay nagbabago sa distansya mula sa gitna ng field hanggang sa mga gilid, bilang isang resulta kung saan ang mga tuwid na linya ay yumuko patungo sa gitna o patungo sa mga gilid.

Makilala hugis bariles o negatibo(pinaka-karaniwan para sa isang malawak na anggulo) at hugis unan o positibo pagbaluktot (mas madalas na nakikita sa mahabang focal length).

may sakit. 8. Pincushion at barrel distortion

Ang pagbaluktot ay kadalasang mas malinaw sa mga lente na may variable na focal length (zooms) kaysa sa mga lens na may fixed focal length (fixes). Ang ilang mga nakamamanghang lente, tulad ng Fish Eye, ay sadyang hindi nagwawasto ng pagbaluktot at binibigyang-diin pa nga ito.

may sakit. 9. Binibigkas ang pagbaluktot ng bariles ng lensZenitar 16mmMata ng Isda.

Sa modernong mga lente, kabilang ang mga may variable na focal length, ang pagbaluktot ay epektibong naitama sa pamamagitan ng pagpasok ng isang aspherical lens (o ilang lens) sa optical na disenyo.

6. Astigmatism

Astigmatism(mula sa Greek Stigma - point) ay nailalarawan sa pamamagitan ng imposibilidad ng pagkuha ng mga imahe ng isang maliwanag na punto sa mga gilid ng patlang, kapwa sa anyo ng isang punto at maging sa anyo ng isang disk. Sa kasong ito, ang isang maliwanag na punto na matatagpuan sa pangunahing optical axis ay ipinadala bilang isang punto, ngunit kung ang isang punto ay nasa labas ng axis na ito, ito ay ipinadala bilang isang nagpapadilim, tumawid na mga linya, atbp.

Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay madalas na sinusunod sa mga gilid ng imahe.

may sakit. 10. Pagpapakita ng astigmatism

7. Pagkurba ng field ng larawan

Curvature ng field ng larawan- ito ay isang aberration, bilang isang resulta kung saan ang imahe ng isang patag na bagay na patayo sa optical axis ng lens ay namamalagi sa isang ibabaw na malukong o matambok sa lens. Ang aberration na ito ay nagdudulot ng hindi pantay na sharpness sa buong field ng imahe. Kapag ang gitnang bahagi ng larawan ay matalim na nakatutok, ang mga gilid nito ay mawawalan ng focus at hindi lilitaw na matalim. Kung aayusin mo ang sharpness sa mga gilid ng larawan, magiging malabo ang gitnang bahagi nito.
→ Pagkaligaw sa astronomiya
Ang salitang aberration ay tumutukoy sa maraming optical effect na nauugnay sa pagbaluktot ng isang bagay sa panahon ng pagmamasid. Sa artikulong ito ay pag-uusapan natin ang tungkol sa ilang mga uri ng aberration na pinaka-kaugnay para sa mga obserbasyon sa astronomiya.

Pagkaligaw ng liwanag sa astronomiya, ito ay ang maliwanag na pag-aalis ng isang celestial na bagay dahil sa may hangganan na bilis ng liwanag, na sinamahan ng paggalaw ng naobserbahang bagay at ng nagmamasid. Ang epekto ng aberration ay humahantong sa katotohanan na ang maliwanag na direksyon sa isang bagay ay hindi nag-tutugma sa geometric na direksyon dito sa parehong sandali sa oras.

Ang epekto ay, dahil sa paggalaw ng Earth sa paligid ng Araw at sa oras na kinakailangan para sa liwanag na maglakbay, nakikita ng nagmamasid ang bituin sa ibang lugar kaysa sa kung nasaan ito. Kung ang Daigdig ay nakatigil, o kung ang liwanag ay dumami kaagad, kung gayon ay walang liwanag na aberasyon. Samakatuwid, kapag tinutukoy ang posisyon ng isang bituin sa kalangitan gamit ang isang teleskopyo, hindi natin dapat sukatin ang anggulo kung saan nakatagilid ang bituin, ngunit bahagyang dagdagan ito sa direksyon ng paggalaw ng Earth.

Ang aberration effect ay hindi maganda. Ang pinakamalaking halaga nito ay nakakamit sa ilalim ng kondisyon na ang lupa ay gumagalaw patayo sa direksyon ng sinag. Sa kasong ito, ang paglihis ng posisyon ng bituin ay 20.4 segundo lamang, dahil ang mundo ay naglalakbay lamang ng 30 km sa 1 segundo ng oras, at ang light beam ay naglalakbay ng 300,000 km.

Mayroon ding ilang mga uri geometric aberration. Spherical aberration- isang aberration ng isang lens o layunin, na binubuo sa katotohanan na ang isang malawak na sinag ng monochromatic na ilaw na nagmumula sa isang punto na nakahiga sa pangunahing optical axis ng lens, kapag dumadaan sa lens, ay nagsa-intersect hindi sa isa, ngunit sa maraming mga punto na matatagpuan sa optical axis sa iba't ibang distansya mula sa lens, na nagreresulta sa pagiging malabo ng imahe. Bilang resulta, ang isang puntong bagay tulad ng isang bituin ay makikita bilang isang maliit na bola, na kinukuha ang laki ng bola na ito bilang ang laki ng bituin.

Curvature ng field ng larawan- aberration, bilang isang resulta kung saan ang imahe ng isang patag na bagay, patayo sa optical axis ng lens, ay namamalagi sa isang ibabaw na malukong o matambok sa lens. Ang aberration na ito ay nagdudulot ng hindi pantay na sharpness sa buong field ng imahe. Samakatuwid, kapag ang gitnang bahagi ng larawan ay matalas na nakatutok, ang mga gilid nito ay mawawala sa focus at ang larawan ay magiging malabo. Kung aayusin mo ang sharpness sa mga gilid ng larawan, magiging malabo ang gitnang bahagi nito. Ang ganitong uri ng aberration ay hindi makabuluhan para sa astronomy.

Narito ang ilan pang uri ng aberration:

Ang diffraction aberration ay nangyayari dahil sa diffraction ng liwanag sa diaphragm at frame ng photographic lens. Nililimitahan ng diffraction aberration ang resolving power ng isang photographic lens. Dahil sa aberration na ito, ang pinakamababang angular na distansya sa pagitan ng mga puntong naresolba ng lens ay nililimitahan ng lambda/D radians, kung saan ang lambda ay ang wavelength ng liwanag na ginamit (karaniwang kasama sa optical range ang mga electromagnetic wave na may haba mula 400 nm hanggang 700 nm) , D ay ang diameter ng lens. Sa pagtingin sa formula na ito, nagiging malinaw kung gaano kahalaga ang diameter ng lens. Ang parameter na ito ay susi para sa pinakamalaki at pinakamahal na teleskopyo. Malinaw din na ang isang teleskopyo na may kakayahang makakita sa X-ray ay maihahambing sa isang maginoo na optical telescope. Ang katotohanan ay ang wavelength ng X-ray ay 100 beses na mas maikli kaysa sa wavelength ng liwanag sa optical range. Samakatuwid, para sa mga naturang teleskopyo, ang pinakamababang nakikitang angular na distansya ay 100 beses na mas mababa kaysa para sa mga ordinaryong optical telescope na may parehong diameter ng lens.

Ang pag-aaral ng aberration ay naging posible upang makabuluhang mapabuti ang mga instrumentong pang-astronomiya. Sa modernong mga teleskopyo, ang mga epekto ng aberration ay pinaliit, ngunit ito ay aberration na naglilimita sa mga kakayahan ng mga optical na instrumento.