Aberration sphérique

Aberration optique
Distorsion Aberration sphérique Coma Astigmatisme Courbure de champ Aberration chromatique Défocalisation Inclinaison

Aberration sphérique. Une lentille parfaite (en haut) se concentre tous les rayons entrants vers un point sur l'axe optique. Un vrai lentille avec des surfaces sphériques (en bas) souffre d'aberration sphérique: il focalise les rayons plus étroitement si elles pénètrent il loin de l'axe optique que se ils entrent proche de l'axe. Il ne produit donc pas un parfait point focal. (Le dessin est exagérée.)

Un source ponctuelle en image par un système à négative (en haut), zéro (centre), et positif (en bas) aberration sphérique. Images à gauche sont Sans mise au point vers l'intérieur, les images sur la droite vers l'extérieur.

Des sections longitudinales à travers un faisceau focalisé avec (en haut) négative, (au centre) zéro et (en bas) de l'aberration sphérique positive. La lentille est située à gauche.

Dans l'optique , l'aberration sphérique est une déviation de la norme résultant en une imperfection de l'image qui se produit en raison de l'augmentation réfraction des rayons lumineux lorsque les rayons frappent un une lentille ou réflexion des rayons lumineux qui se produit lorsque les rayons frappent un miroir près de son bord, en comparaison avec ceux qui frappent plus près du centre. Une lentille sphérique a un point aplanétique qui signifie aucune aberration sphérique uniquement à un rayon qui est égal au rayon de la sphère, divisée par l'indice de réfraction, qui est à l'intérieur de la lentille. Il est souvent considéré comme une imperfection de télescopes et autres instruments qui rend leur concentrant moins que l'idéal en raison de la forme sphérique forme de lentilles et de miroirs. Ce est un effet important, comme des formes sphériques sont beaucoup plus faciles à produire que des formes sphériques asphériques et ainsi de la plupart des objectifs ont.

Aberration sphérique «Positive» signifie rayons périphériques sont pliées trop. "Négatif" aberration sphérique signifie rayons périphériques ne sont pas assez tordue.

L'effet est proportionnel à la quatrième puissance du diamètre et inversement proportionnelle à la troisième puissance de la distance focale, il est donc beaucoup plus prononcé à court rapports focaux, ce est à dire, les lentilles "rapides".

Pour les petits télescopes utilisant des miroirs sphériques ratios focales plus courtes que f / 10, la lumière provenant d'une source de point distant (comme une étoile ) ne est pas tous concentrés au même point. En particulier, la lumière frappant la partie intérieure du miroir se concentre plus sur le miroir que la lumière frappant la partie extérieure. En conséquence, l'image ne peut pas être focalisé aussi fortement que si l'aberration ne étaient pas présents. En raison de l'aberration sphérique, télescopes plus courte que f / 10 sont généralement faites avec miroirs non sphériques ou avec verres correcteurs.

Dans les systèmes de lentilles, l'effet peut être minimisé en utilisant des combinaisons spéciales de convexe et lentilles concaves, ainsi que l'utilisation de lentilles asphériques.

Pour les modèles simples, on peut parfois calculer les paramètres qui minimisent l'aberration sphérique. Par exemple, dans une conception consistant en une seule lentille avec des surfaces sphériques et un o distance donnée d'un objet, distance d'image i, et n l'indice de réfraction, on peut minimiser l'aberration sphérique en ajustant les rayons de courbure et des surfaces avant et arrière de la lentille de telle sorte que

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Aberration sphérique de la lumière incidente collimaté sur un concave miroir sphérique.