0217

Istnieją jeszcze dwa rodzaje aberracji, też pozaosiowych, mianowicie krzywizna pola i dystorsja. Krzywizna pola powoduje, że obraz płaszczyzny jest powierzchnią krzywą. Aberrację tę trzeba dobrze korygować w układach optycznych rzutujących obraz na płaszczyznę, np. w mikrofotografii stosuje się obiektywy planachromatyczne. Dystorsja sprawia, że powiększenie P układu zmienia się z kątem w, wówczas obraz siatki kwadratowej ma kształt poduszki przy rosnącym P wraz ze wzrostem to lub beczki przy malejącym P.

12.1.3. Dyfrakcja

Przypomnijmy sobie, że szukamy przyczyn „plamkowego obrazu” punktu i zaraz przekonamy się, że nie tylko aberracje są tu „winowajcami”. Na bieg światła przez układ optyczny wpływają także przesłony ograniczające pęk promień i przechodzący przez układ. Stanowią je oprawy soczewek, a także są celowo wprowadzone do układu, np. przesłona irysowa w obiektywie fotograficznym. W każdym układzie istnieje przesłona decydująca o średnicy wiązki światła przechodzącej przez układ i w tym sensie najmniejsza — nazwijmy ją przesłoną aperturową (ryc. 12.10). Obraz przesłony aperturowej utworzony przez elementy układu będące przed nią, patrząc z biegiem światła, stanowi źrenicę wejściową układu, a obraz utworzony przez elementy położone za przesłoną jest źrenicą wyjściową układu optycznego. Nie trzeba chyba przekonywać, że źrenica wyjściowa jest też obrazem źrenicy

Ryc. 12.10. Kąt aperturowy u jest zawarty między osią optyczną a promieniem aperturowym, który wychodzi z osiowego punktu przedmiotu i przechodzi brzegiem źrenicy wejściowej.

wejściowej. Łatwo zarazem stwierdzić, dlaczego każdy promień przechodzący przez źrenicę wejściową i trafiający do układu przejdzie przez układ, biegnąc też przez źrenicę wyjściową — tak jest, bo nic ma „mniejszej” przesłony w układzie. Czasem przesłonę aperturową stanowi oprawa pierwszej soczewki i wtedy oczywiście źrenicą wejściową jest przesłona apertu-

rowa.

Promień wychodzący z osiowego punktu przedmiotu i wchodzący jeszcze do układu, czyli przechodzący brzegiem źrenicy wejściowej, jest promieniem aperturowym. Na podstawie jego biegu wprowadzono ważne, szczególnie w mikroskopii, pojęcie apertury numerycznej. Apertura numeryczna A jest to iloczyn współczynnika załamania ośrodka między przedmiotem a układem optycznym przez sinus kąta aperturowego u

A = n sin u    12.12

Przesłona aperturową nie tylko wybiera pęk promieni, które tworzą obraz, ale wpływa także na ich bieg! Wiemy bowiem, że na każdej krawędzi światło ulega ugięciu (dyfrakcji).

224