Линза обеспечивает получение правильного резкого изображения объекта (предмета) только для узких приосевых (параксиальных) пучков монохроматического света. Каждый луч в таком пучке составляет малый угол с оптической осью, такой, что допустима замена синуса и тангенса угла значением самого угла, выраженного в радианах. Такую замену используют при выводе формулы линзы, расчете положения изображения и увеличения. Кроме того, предполагается, что пучок лучей, вышедших из одной точки объекта, после преломления в линзе сходится также в одной точке — точке изображения. Если изображение мнимое, то сходятся продолжения лучей. Однако применение в практической оптике широких пучков белого света приводит к искажениям изображения (аберрациям). Изображение оказывается размытым, окрашенным, деформированным. Дополнительные искажения возникают из-за неточности изготовления линз, дефектов в стекле и дифракции.
Аберрации в монохроматическом свете
Сферическая аберрация (рис.1.4,а). Параксиальный пучок лучей, исходящий из точечного источника, находящегося на оптической оси, преобразуется собирающей линзой в сходящийся пучок лучей, который дает точечное изображение. Нарушение параксиальности приводит к размытию изображения. Чем больше угол между падающими лучами и оптической осью, тем на меньшем расстоянии от линзы преломленные лучи пересекают оптическую ось. По этой причине изображение точечного источника, формируемое широким пучком, имеет вид размытого светлого пятна.
Количественной мерой сферической аберрации может служить разность
(для луча с углом наклона ai на рис.1.4,а).
Кома (рис.1.4,б). Изображение точечного источника, расположенного вне оптической оси, получается в виде неравномерно освещенного несимметричного пятна, напоминающего полет кометы. Причина аберрации — нарушение параксиальности и симметрии в условиях преломления наклонного широкого пучка лучей.
Загрузка...
