Ne postoje idealne stvari... Također ne postoji idealna leća - leća sposobna izgraditi sliku beskonačno male točke u obliku beskonačno male točke. Razlog tome - sferna aberacija.
Sferna aberacija - izobličenje koje proizlazi iz razlike u žarištima za zrake koje prolaze na različitim udaljenostima od optičke osi. Za razliku od kome i astigmatizma koji su ranije opisani, ova distorzija nije asimetrična i rezultira jednolikom divergencijom zraka iz točkastog izvora svjetlosti.
Sferna aberacija svojstvena je različitim stupnjevima za sve objektive, uz nekoliko iznimaka (meni poznat je Era-12, oštrina mu je više ograničena kromatizmom), upravo ta distorzija ograničava oštrinu objektiva pri otvorenom otvoru blende.
Shema 1 (Wikipedia). Pojava sferne aberacije
Sferna aberacija ima mnogo lica - ponekad se naziva plemenitim "softverom", ponekad niskim "sapunom", u većoj mjeri oblikuje bokeh objektiva. Zahvaljujući njoj, Trioplan 100/2.8 je generator mjehurića, a New Petzval Lomografskog društva ima kontrolu zamućenja... Ipak, prvo na redu.
Kako se sferna aberacija pojavljuje na slici?
Najočitija manifestacija je zamućenje kontura objekta u zoni oštrine ("sjaj kontura", "meki efekt"), skrivanje sitnih detalja, osjećaj defokusiranja ("sapun" - u teškim slučajevima);
Primjer sferne aberacije (softver) na slici snimljenoj Industar-26M od FED-a, F/2.8
Mnogo manje očita je manifestacija sferne aberacije u bokehu objektiva. Ovisno o predznaku, stupnju korekcije itd., sferna aberacija može formirati različite krugove zabune.
Uzorak snimljen na Triplet 78 / 2.8 (F / 2.8) - krugovi zamućenja imaju svijetlu granicu i svijetlo središte - leća ima veliku količinu sferne aberacije
Primjer slike aplanata KO-120M 120 / 1.8 (F / 1.8) - krug zabune ima blago izraženu granicu, ali ipak postoji. Objektiv, sudeći po testovima (koje sam objavio ranije u drugom članku) - sferna aberacija je mala
I, kao primjer objektiva čija je sferna aberacija neizrecivo mala – snimak na Era-12 125/4 (F/4). Krug je općenito bez obruba, raspodjela svjetline vrlo je ravnomjerna. To govori o izvrsnoj korekciji leće (što je i istina).
Uklanjanje sferne aberacije
Glavna metoda je otvor blende. Odsijecanje "dodatnih" zraka omogućuje vam dobro poboljšanje oštrine.
Shema 2 (Wikipedia) - smanjenje sferne aberacije uz pomoć dijaframe (1 sl.) i uz pomoć defokusiranja (2 sl.). Metoda defokusiranja obično nije prikladna za fotografiranje.
Primjeri fotografija svijeta (središte je izrezano) na različitim otvorima blende - 2,8, 4, 5,6 i 8, napravljenih pomoću objektiva Industar-61 (rano, FED).
F / 2.8 - prilično jak softver je matiran
.jpg)
F / 4 - softver se smanjio, detalji slike su poboljšani
.jpg)
F/5.6 - gotovo bez softvera
F/8 - nema softvera, sitni detalji su jasno vidljivi
U grafički urednici možete koristiti funkcije izoštravanja i uklanjanja zamućenja, što vam omogućuje malo smanjenje negativan učinak sferna aberacija.
Ponekad dolazi do sferne aberacije zbog kvara leće. Obično - kršenja razmaka između leća. Pomaže pri poravnanju.
Na primjer, postoji sumnja da je nešto pošlo po zlu pri preračunavanju Jupitera-9 za LZOS: u usporedbi s Jupiterom-9 kojeg proizvodi KMZ, oštrina LZOS-a jednostavno nedostaje zbog ogromne sferne aberacije. De facto - leće se razlikuju u apsolutno svemu, osim u brojevima 85/2. Bijeli može pobijediti Canon 85/1.8 USM, a crni samo Triplet 78/2.8 i mekane leće.
Snimljeno na crnom Jupiteru-9 iz 80-ih, LZOS (F/2)
Snimljeno na bijelom Jupiteru-9 1959., KMZ (F/2)
Odnos prema sfernoj aberaciji fotografa
Sferna aberacija smanjuje oštrinu slike i ponekad je neugodna - čini se da je objekt izvan fokusa. Optika s povećanom sfričnom aberacijom ne bi se trebala koristiti u normalnom snimanju.
Međutim, sferna aberacija sastavni je dio uzorka leće. Bez njega ne bi bilo prekrasnih mekih portreta na Tairu-11, ludih fantastičnih monokl pejzaža, mjehurićastog bokeha slavnog Meyerovog Trioplana, "graška" Industara-26M i "voluminoznih" krugova u obliku mačje oko Zeiss Planar 50/1.7. Ne vrijedi se pokušavati riješiti sferne aberacije u lećama - vrijedi joj pokušati pronaći primjenu. Iako, naravno, prekomjerna sferna aberacija u većini slučajeva ne donosi ništa dobro.
zaključke
U članku smo detaljno analizirali utjecaj sferne aberacije na fotografiju: na oštrinu, bokeh, estetiku itd.
1. Uvod u teoriju aberacija
Kada se radi o performansama objektiva, često se čuje ta riječ aberacije. “Ovo je izvrstan objektiv, u njemu su praktički ispravljene sve aberacije!” - teza je koja se često može naći u raspravama ili recenzijama. Mnogo rjeđe možete čuti dijametralno suprotno mišljenje, na primjer: "Ovo je prekrasan objektiv, njegove zaostale aberacije su dobro izražene i tvore neobično plastičan i lijep uzorak" ...
Zašto postoje tako različita mišljenja? Pokušat ću odgovoriti na ovo pitanje: koliko je ovaj fenomen dobar/loš za objektive i općenito za žanrove fotografije. Ali prvo, pokušajmo shvatiti što su aberacije fotografskog objektiva. Počinjemo s teorijom i nekim definicijama.
U opća primjena termin Aberacija (lat. ab- "od" + lat. errare "lutati, griješiti") - ovo je odstupanje od norme, greška, neka vrsta kršenja normalna operacija sustava.
Aberacija objektiva- greška, odnosno greška slike u optičkom sustavu. To je uzrokovano činjenicom da u stvarnom mediju može doći do značajnog odstupanja zraka od smjera u kojem idu u proračunatom "idealnom" optičkom sustavu.
Zbog toga trpi općeprihvaćena kvaliteta fotografske slike: nedovoljna oštrina u središtu, gubitak kontrasta, jaka zamućenja na rubovima, izobličenje geometrije i prostora, oreoli u boji itd.
Glavne aberacije karakteristične za fotografske leće su sljedeće:
- Komična aberacija.
- Iskrivljenje.
- Astigmatizam.
- Zakrivljenost slikovnog polja.
Prije nego što bolje upoznamo svaku od njih, prisjetimo se iz članka kako zrake prolaze kroz leću u idealnom optičkom sustavu:
bolestan 1. Prolaz zraka u idealnom optičkom sustavu.
Kao što vidimo, sve zrake se skupljaju u jednoj točki F - glavnom fokusu. Ali u stvarnosti su stvari mnogo kompliciranije. Bit optičkih aberacija je da se zrake koje padaju na leću iz jedne svjetleće točke također ne skupljaju u jednoj točki. Dakle, pogledajmo koja se odstupanja javljaju u optičkom sustavu kada je izložen raznim aberacijama.
Ovdje također treba odmah napomenuti da i kod jednostavnog objektiva i kod složenog objektiva, sve dolje opisane aberacije djeluju zajedno.
Akcijski sferna aberacija je da se zrake koje upadaju na rubove leće skupljaju bliže leći od zraka koje upadaju u središnji dio leće. Kao rezultat, slika točke na ravnini dobiva se u obliku zamagljenog kruga ili diska.
.gif)
bolestan 2. Sferna aberacija.
Na fotografijama se učinak sferne aberacije pojavljuje kao omekšana slika. Osobito je često učinak vidljiv kod otvorenih otvora blende, a objektivi s većim otvorom blende su podložniji ovoj aberaciji. Sve dok su rubovi oštri, ovaj meki efekt može biti vrlo koristan za neke vrste fotografija, kao što su portreti.
sl.3. Meki efekt na otvorenom otvoru blende zbog djelovanja sferne aberacije.
U lećama koje su u potpunosti izrađene od sferičnih leća, gotovo je nemoguće potpuno eliminirati ovu vrstu aberacije. U ultrabrzim objektivima, jedini učinkovita metoda njegova bitna kompenzacija je uporaba asferičnih elemenata u optičkoj shemi.
3. Koma aberacija ili "Koma"
Ovo je posebna vrsta sferne aberacije za bočne grede. Njegovo djelovanje leži u činjenici da se zrake koje dolaze pod kutom u odnosu na optičku os ne skupljaju u jednoj točki. U ovom slučaju slika svjetleće točke na rubovima okvira dobiva se u obliku "letećeg kometa", a ne u obliku točke. Koma također može uzrokovati izbljeđivanje područja slike u zoni zamućenja.
.gif)
bolestan 4. Koma.
bolestan 5. Koma na fotografiji
To je izravna posljedica disperzije svjetlosti. Njegova suština leži u činjenici da se snop bijele svjetlosti, prolazeći kroz leću, razlaže na svoje sastavne obojene zrake. Zrake kratke valne duljine (plava, ljubičasta) jače se lome u leći i bliže joj konvergiraju od zraka dugog žarišta (narančasta, crvena).
bolestan 6. Kromatska aberacija. F - fokus ljubičastih zraka. K - fokus crvenih zraka.
Ovdje se, kao i u slučaju sferne aberacije, slika svjetleće točke na ravnini dobiva u obliku mutnog kruga/diska.
Na fotografijama se kromatska aberacija pojavljuje kao duhovi i obojeni obrisi na objektima. Učinak aberacije posebno je uočljiv kod kontrastnih objekata. Trenutno se XA prilično lako ispravlja u RAW konverterima ako je snimanje obavljeno u RAW formatu.
bolestan 7. Primjer manifestacije kromatske aberacije.
5. Iskrivljenje
Distorzija se očituje u zakrivljenosti i iskrivljenju geometrije fotografije. Oni. mjerilo slike mijenja se s udaljenošću od središta polja do rubova, zbog čega su ravne linije zakrivljene prema središtu ili prema rubovima.
razlikovati bačvastog oblika ili negativan(najtipičnije za široki kut) i u obliku jastuka ili pozitivan izobličenje (češće se očituje na dugom fokusu).
bolestan 8. Jastučić i bačvasta distorzija
Izobličenje je obično mnogo izraženije kod zoom objektiva nego kod fiksnih objektiva. Neke spektakularne leće, poput Fish Eye ( Riblje oko), namjerno ne ispravljena, pa čak i naglašena distorzija.
bolestan 9. Izražena bačvasta distorzija lećeZenitar 16mmriblje oko.
U modernim lećama, uključujući one s promjenjivom žarišnom duljinom, izobličenje se prilično učinkovito ispravlja uvođenjem asferične leće (ili nekoliko leća) u optičku shemu.
6. Astigmatizam
Astigmatizam(od grčke stigme - točka) karakterizira nemogućnost dobivanja slika svjetleće točke na rubovima polja u obliku točke, pa čak iu obliku diska. U ovom slučaju, svjetleća točka koja se nalazi na glavnoj optičkoj osi prenosi se kao točka, ali ako je točka izvan ove osi - kao zamračenje, prekrižene linije itd.
Ovaj fenomen najčešće se opaža na rubovima slike.
bolestan 10. Manifestacija astigmatizma
7. Zakrivljenost slikovnog polja
Zakrivljenost slikovnog polja- ovo je aberacija, uslijed koje slika ravnog predmeta okomito na optičku os leće leži na površini koja je konkavna ili konveksna u odnosu na leću. Ova aberacija uzrokuje nejednaku oštrinu u polju slike. Kada je središte slike oštro fokusirano, rubovi slike bit će izvan fokusa i neće izgledati oštro. Ako je postavka oštrine napravljena uz rubove slike, tada će njen središnji dio biti neoštar.
Sferna aberacija ()
Ako su svi koeficijenti, osim B, jednaki nuli, tada (8) ima oblik
Krivulje aberacije u ovom slučaju imaju oblik koncentričnih krugova, čija se središta nalaze u točki paraksijalne slike, a polumjeri su proporcionalni trećoj potenciji radijusa zone, ali ne ovise o položaju () predmet u vidnom polju. Ovaj nedostatak slike naziva se sferna aberacija.
Sferna aberacija, budući da je neovisna o, iskrivljuje i aksijalne i izvanosne točke slike. Zrake koje izlaze iz aksijalne točke objekta i čine značajne kutove s osi presijecat će ga u točkama koje leže ispred ili iza paraksijalnog fokusa (slika 5.4). Točka u kojoj se zrake s ruba dijafragme sijeku s osi naziva se rubno žarište. Ako je zaslon u području slike postavljen pod pravim kutom u odnosu na os, tada postoji položaj zaslona u kojem okrugla mrlja slike na njemu su minimalne; ta se minimalna "slika" naziva najmanji krug raspršenosti.
Koma()
Aberacija koju karakterizira koeficijent F različit od nule naziva se koma. Komponente aberacije zraka u ovom slučaju imaju, prema (8). pogled
Kao što vidimo, pri fiksnom polumjeru zone, točka (vidi sl. 2.1) pri promjeni od 0 do dva puta opisuje krug u ravnini slike. Polumjer kružnice je jednak, a središte joj je udaljeno od paraksijalnog žarišta u stranu negativne vrijednosti na. Dakle, ova kružnica tangira dvije ravne crte koje prolaze kroz paraksijalnu sliku, a komponente s osi na kutovi od 30°. Ako sve potrči moguće vrijednosti, tada skup sličnih kružnica tvori područje omeđeno segmentima tih ravnih linija i lukom najveće kružnice aberacije (slika 3.3). Dimenzije dobivenog područja rastu linearno s povećanjem udaljenosti točke objekta od osi sustava. Kada je zadovoljen uvjet Abbeovih sinusa, sustav daje oštru sliku elementa ravnine objekta koji se nalazi u neposrednoj blizini osi. Stoga u ovom slučaju proširenje aberacijske funkcije ne može sadržavati članove koji linearno ovise o. Iz ovoga slijedi da ako je uvjet sinusa zadovoljen, nema primarne kome.
Astigmatizam () i zakrivljenost polja ()
Aberacije karakterizirane koeficijentima C i D pogodnije je razmatrati zajedno. Ako su svi ostali koeficijenti u (8) jednaki nuli, tada
Da bismo pokazali važnost takvih aberacija, pretpostavimo prvo da je snop slike vrlo uzak. Prema § 4.6, zrake takvog snopa sijeku dva kratka segmenta krivulja, od kojih je jedan (tangencijalna žarišna linija) ortogonalna na meridijalnu ravninu, a druga (sagitalna žarišna linija) leži u ovoj ravnini. Razmotrimo sada svjetlost koja izlazi iz svih točaka konačnog područja ravnine objekta. Žarišne linije u prostoru slike prijeći će na tangencijalne i sagitalne žarišne površine. U prvoj aproksimaciji te se površine mogu smatrati kuglama. Neka su i njihovi radijusi, koji se smatraju pozitivnim ako se odgovarajuća središta zakrivljenosti nalaze s druge strane ravnine slike iz koje se svjetlost širi (u slučaju prikazanom na sl. 3.4. i).
Polumjeri zakrivljenosti mogu se izraziti preko koeficijenata S I D. Da biste to učinili, pri izračunavanju aberacija zraka s dopuštenjem za zakrivljenost, prikladnije je koristiti obične koordinate umjesto Seidelovih varijabli. Imamo (Sl. 3.5)
Gdje u- mala udaljenost između sagitalne žarišne linije i ravnine slike. Ako v je udaljenost od ove žarišne linije do osi, dakle
ako zanemarimo I u usporedbi s, tada iz (12) nalazimo
Na sličan način
Zapišimo sada ove relacije u terminima Seidelovih varijabli. Zamjenom (2.6) i (2.8) u njih dobivamo
i isto tako
U posljednje dvije relacije možemo zamijeniti s i tada pomoću (11) i (6) dobivamo
vrijednost 2C + D uobičajeno nazvan tangencijalna zakrivljenost polja, vrijednost D -- sagitalna zakrivljenost polja, i njihov poluzbroj
koji je proporcionalan njihovoj aritmetičkoj sredini, samo zakrivljenost polja.
Iz (13) i (18) slijedi da je, na visini od osi, udaljenost između dviju žarišnih površina (tj. astigmatska razlika snopa slike)
polurazlika
nazvao astigmatizam. U nedostatku astigmatizma (C = 0) imamo. Radius R zajednička, koincidirajuća, žarišna površina može se u ovom slučaju izračunati pomoću jednostavne formule, koja uključuje polumjere zakrivljenosti pojedinačnih površina sustava i indekse loma svih medija.
Iskrivljenje()
Ako je u relacijama (8) samo koeficijent E, To
Budući da koordinate i nisu ovdje uključene, mapiranje će biti stigmatično i neće ovisiti o polumjeru izlazne zjenice; međutim, udaljenosti točaka slike od osi neće biti proporcionalne odgovarajućim udaljenostima točaka predmeta. Ova aberacija se naziva distorzija.
U prisustvu takve aberacije, slika bilo koje linije u ravnini objekta koja prolazi kroz os bit će ravna linija, ali će slika bilo koje druge linije biti zakrivljena. Na sl. 3.6, ali objekt je prikazan u obliku mreže ravnih linija paralelnih s osi x I na i nalaze se na istoj udaljenosti jedna od druge. Riža. 3.6. b ilustrira tzv bačvasta distorzija (E>0), i sl. 3.6. V - jastučasta distorzija (E<0 ).
Riža. 3.6.
Ranije je istaknuto da od pet Seidelovih aberacija, tri (sferična, koma i astigmatizam) narušavaju oštrinu slike. Druga dva (zakrivljenost polja i distorzija) mijenjaju njegov položaj i oblik. U općem slučaju, nemoguće je konstruirati sustav koji je slobodan i od svih primarnih aberacija i od aberacija višeg reda; stoga uvijek treba tražiti neko prikladno kompromisno rješenje, uzimajući u obzir njihove relativne veličine. U nekim slučajevima, Seidelove aberacije mogu se značajno smanjiti aberacijama višeg reda. U drugim slučajevima, potrebno je potpuno eliminirati neke aberacije, unatoč činjenici da se u ovom slučaju pojavljuju druge vrste aberacija. Na primjer, koma mora biti potpuno eliminirana u teleskopima, jer ako je prisutna, slika će biti asimetrična i sva precizna mjerenja astronomske pozicije će izgubiti smisao. . S druge strane, prisutnost neke zakrivljenosti polja i distorzije su relativno bezopasne, budući da se mogu eliminirati uz pomoć odgovarajućih proračuna.
optička aberacija kromatski astigmatizam distorzija
→ Aberacija u astronomijiRiječ aberacija označava skup optičkih učinaka povezanih s izobličenjem objekta tijekom promatranja. U ovom ćemo članku govoriti o nekoliko vrsta aberacija koje su najrelevantnije za astronomska promatranja.
aberacija svjetla u astronomiji, to je prividni pomak nebeskog tijela zbog konačne brzine svjetlosti u kombinaciji s gibanjem promatranog objekta i promatrača. Djelovanje aberacije dovodi do činjenice da se prividni smjer prema objektu ne podudara s geometrijskim smjerom prema njemu u isto vrijeme.
Učinak je da zbog gibanja Zemlje oko Sunca i vremena potrebnog za širenje svjetlosti, promatrač vidi zvijezdu na drugom mjestu od onoga gdje se nalazi. Kad bi Zemlja bila stacionarna, ili kad bi se svjetlost širila trenutno, tada ne bi bilo svjetlosne aberacije. Stoga pri određivanju položaja zvijezde na nebu teleskopom ne smijemo računati kut pod kojim je zvijezda nagnuta, već ga malo povećati u smjeru kretanja Zemlje.
Učinak aberacije nije velik. Njegova najveća vrijednost postiže se pod uvjetom da se zemlja giba okomito na smjer snopa. U isto vrijeme, odstupanje položaja zvijezde je samo 20,4 sekunde, jer zemlja putuje samo 30 km u 1 sekundi vremena, a zraka svjetlosti - 300.000 km.
Također postoji nekoliko vrsta geometrijska aberacija. Sferna aberacija- aberacija leće ili leće, koja se sastoji u činjenici da se široki snop monokromatske svjetlosti koji izlazi iz točke koja leži na glavnoj optičkoj osi leće, kada prolazi kroz leću, siječe ne u jednoj, već u više točaka nalaze se na optičkoj osi na različitim udaljenostima od leće, što rezultira neoštrom slikom. Kao rezultat toga, takav točkasti objekt kao što je zvijezda može se vidjeti kao mala lopta, uzimajući veličinu te lopte kao veličinu zvijezde.
Zakrivljenost slikovnog polja- aberacija, uslijed koje slika ravnog predmeta, okomita na optičku os leće, leži na površini koja je konkavna ili konveksna prema leći. Ova aberacija uzrokuje nejednaku oštrinu u polju slike. Stoga, kada je središte slike oštro fokusirano, rubovi slike će biti izvan fokusa i slika će biti mutna. Ako je postavka oštrine napravljena uz rubove slike, tada će njen središnji dio biti neoštar. Ova vrsta aberacije nije bitna za astronomiju.
Evo još nekoliko vrsta aberacija:
Difrakcijska aberacija nastaje zbog difrakcije svjetlosti na otvoru blende i cijevi fotografskog objektiva. Difrakcijska aberacija ograničava razlučivost fotografskog objektiva. Zbog ove aberacije, minimalna kutna udaljenost između točaka koju dopušta leća ograničena je vrijednošću lambda / D radijana, gdje je lambda valna duljina korištene svjetlosti (optički raspon obično uključuje elektromagnetske valove valne duljine od 400 nm do 700 nm), D je promjer leće. Gledajući ovu formulu, postaje jasno koliko je važan promjer leće. Upravo je taj parametar ključan za najveće i najskuplje teleskope. Također je jasno da je teleskop koji može vidjeti u rendgenskim zrakama povoljniji u usporedbi s konvencionalnim optičkim teleskopom. Činjenica je da je valna duljina X-zraka 100 puta manja od valne duljine svjetlosti u optičkom području. Stoga je za takve teleskope minimalna kutna udaljenost koja se može razlikovati 100 puta manja nego za konvencionalne optičke teleskope s istim promjerom objektiva.
Proučavanje aberacije omogućilo je značajno poboljšanje astronomskih instrumenata. U modernim teleskopima učinci aberacije su minimizirani, ali aberacija je ta koja ograničava mogućnosti optičkih instrumenata.
Uobičajeno je uzeti u obzir snop zraka koji izlazi iz točke objekta smještene na optičkoj osi. Međutim, sferna aberacija se javlja i kod drugih snopova zraka koji izlaze iz točaka objekta udaljenih od optičke osi, ali se u takvim slučajevima smatra sastavnim dijelom aberacija cijelog kosog snopa zraka. Štoviše, iako se ova aberacija zove kuglastog, karakterističan je ne samo za sferne površine.
Kao rezultat sferne aberacije, cilindrični snop zraka, nakon što se lomi lećom (u prostoru slike), ne poprima oblik stošca, već neke lijevkaste figure, čija vanjska površina, u blizini uskog grla , naziva se kaustična površina. U ovom slučaju slika točke ima oblik diska s nejednolikom raspodjelom osvjetljenja, a oblik kaustične krivulje omogućuje procjenu prirode raspodjele osvjetljenja. U općem slučaju, lik raspršenja, u prisustvu sferne aberacije, je sustav koncentričnih krugova s polumjerima proporcionalnim trećoj potenciji koordinata na ulaznoj (ili izlaznoj) zjenici.
Vrijednosti dizajna
Udaljenost δs" duž optičke osi između točaka nestajanja nulte i krajnje zrake zove se longitudinalna sferna aberacija.
Promjer δ" krug raspršenja (disk) određuje se formulom
- 2h 1 - promjer rupe sustava;
- a"- udaljenost od sustava do točke slike;
- δs"- uzdužna aberacija.
Za objekte koji se nalaze u beskonačnosti
Kombinacijom tako jednostavnih leća sferna aberacija može se značajno ispraviti.
Smanjivanje i popravljanje
U nekim slučajevima, mala količina sferne aberacije trećeg reda može se ispraviti laganim defokusiranjem leće. U tom se slučaju ravnina slike pomiče u tzv "avion najbolje ugradnje", koji se u pravilu nalazi u sredini, između sjecišta aksijalnih i ekstremnih zraka, a ne podudara se s najužom točkom sjecišta svih zraka širokog snopa (disk najmanjeg raspršenja). Ova razlika se objašnjava raspodjelom svjetlosne energije u disku najmanjeg raspršenja, koji stvara maksimume osvjetljenja ne samo u središtu, već i na rubu. To jest, možemo reći da je "disk" svijetli prsten sa središnjom točkom. Stoga će rezolucija optičkog sustava, u ravnini koja koincidira s diskom najmanjeg raspršenja, biti niža, unatoč manjoj količini transverzalne sferne aberacije. Prikladnost ove metode ovisi o veličini sferne aberacije i prirodi distribucije osvjetljenja u disku za raspršivanje.
Strogo govoreći, sferna aberacija može se potpuno ispraviti samo za neki par uskih zona, i štoviše, samo za određene dvije konjugirane točke. Međutim, u praksi korekcija može biti sasvim zadovoljavajuća čak i za sustave s dvije leće.
Obično se sferna aberacija eliminira za jednu vrijednost visine h 0 koji odgovara rubu zjenice sustava. U ovom slučaju, najveća vrijednost rezidualne sferne aberacije očekuje se na visini h e određuje se jednostavnom formulom
Zaostala sferna aberacija dovodi do činjenice da slika točke nikada neće postati točka. Ostat će disk, iako puno manji nego u slučaju nekorigirane sferne aberacije.
Kako bi se smanjila zaostala sferna aberacija, često se pribjegava izračunatoj "korekciji" na rubu zjenice sustava, dajući sfernoj aberaciji rubne zone pozitivnu vrijednost ( δs"> 0). U ovom slučaju zrake prelaze zjenicu na visini h e , prelaze još bliže žarišnoj točki, a rubne zrake, iako konvergiraju iza žarišne točke, ne izlaze izvan granica diska za raspršivanje. Time se smanjuje veličina diska za raspršivanje i povećava njegov sjaj. To jest, poboljšavaju se i detalji i kontrast slike. Međutim, zbog prirode distribucije osvjetljenja u disku za raspršivanje, leće s "ponovno ispravljenom" sfernom aberacijom često imaju "udvostručeno" zamućenje izvan fokusa.
U nekim slučajevima dopušteno je značajno "ponovno ispravljanje". Tako su, na primjer, rani "Planari" Carl Zeiss Jena imali pozitivnu vrijednost sferne aberacije ( δs"> 0), i za rubnu i za srednju zonu zjenice. Ovo rješenje donekle smanjuje kontrast pri punom otvoru blende, ali osjetno povećava rezoluciju pri malim otvorima blende.
Bilješke
Književnost
- Begunov B. N. Geometrijska optika, Moskovsko državno sveučilište, 1966.
- Volosov D.S., Fotografska optika. M., "Umjetnost", 1971.
- Zakaznov N. P. i sur., Teorija optički sustavi, M., "Inženjering", 1992.
- Optika Landsberg G.S. M., FIZMATLIT, 2003.
- Churilovsky V. N. Teorija optičkih uređaja, L., "Inženjering", 1966.
- Smith, Warren J. Moderno optičko inženjerstvo, McGraw-Hill, 2000.
Zaklada Wikimedia. 2010. godine.
Fizička enciklopedija
Jedna od vrsta aberacija optičkih sustava (Vidi Aberacije optičkih sustava); očituje se u neusklađenosti fokusa za svjetlosne zrake koje prolaze kroz osnosimetrični optički sustav (leća (vidi leća), objektiv) na različitim udaljenostima od ... Velika sovjetska enciklopedija
Izobličenje slike u optičkim sustavima zbog činjenice da se svjetlosne zrake iz točkastog izvora smještenog na optičkoj osi ne skupljaju u jednoj točki sa zrakama koje su prošle kroz dijelove sustava udaljene od osi. * * * SFERIČNO… … enciklopedijski rječnik
sferna aberacija- sferinė aberacija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. sferna aberacija vok. spärische Aberacija, ž rus. sferna aberacija, fpranc. aberacija de sphéricité, f; aberration phérique, f … Fizikos terminų žodynas
SFERNA ABERACIJA- Vidi aberaciju, sferičnu... Rječnik u psihologiji
sferna aberacija- zbog neusklađenosti žarišta svjetlosnih zraka koje prolaze na različitim udaljenostima od optičke osi sustava, dovodi do slike točke u obliku kruga različitog osvjetljenja. Vidi također: aberacija kromatska aberacija... Enciklopedijski rječnik metalurgije
Jedna od aberacija optičkih sustava, zbog neusklađenosti žarišta za svjetlosne zrake koje prolaze kroz osnosimetrični optički sustav. sustav (leća, objektiv) na različitim udaljenostima od optičke osi tog sustava. Čini se da slika ... ... Veliki enciklopedijski politehnički rječnik
Optička distorzija slike sustava zbog činjenice da svjetlosne zrake iz točkastog izvora koji se nalazi na optičkoj. osi nisu skupljene u jednoj točki sa zrakama koje su prošle kroz dijelove sustava udaljene od osi ... Prirodna znanost. enciklopedijski rječnik
