DSCF6638

232

płaską wiązkę padającą ukośnie na soczewkę, to możliwe są dwa graniczne przypadki - w pierwszym płaszczyzna wiązki leży w płaszczyźnie padania (nazywamy ją płaszczyzną tangencjalną), w drugim jest prostopadła do płaszczyzny padania (płaszczyzna sagitaina). Obrazami szczelin przy ustalonym kącie padania są w obu przypadkach dość ostre „punkty”, leżące w różnych odległościach od soczewki (oprócz przypadku zerowego kąta padania). Zbiór punktów obu obrazów tworzy dwie zakrzywione powierzchnie o symetrii osiowej, stykające się na osi soczewki.

Jeśli zamiast diafragmy szczelinowej użyjemy przysłony kołowej, jej obrazami na obu zakrzywionych płaszczyznach będą elipsy o wzajemnie prostopadłych osiach, a obrazami bardzo małych diafragm punktowych będą krótkie kreski. Nazwa „astygmatyzm” pochodzi właśnie od zniekształcenia obrazu przedmiotów punktowych i dosłownie oznacza „niepunktowość”. Miarą astygmatyzmu jest odległość pomiędzy ogniskami dla promieni w płaszczyźnie tangencjalnęj i sagitalnej. Krzywizna obrazu polega na transformowaniu płaskiego obiektu w zakrzywiony obraz: inaczej mówiąc - na płaskim ekranie nie udaje się uzyskać ostrego wyobrażenia całego przedmiotu. Podobnie jak astygmatyzm, również krzywizna powierzchni obrazu szybko rośnie przy zwiększaniu kąta nachylenia wiązek w stosunku do osi układu.

d. Dystorsja

Jeśli Ejt0, wówczas ze wzoru 5 otrzymujemy:

5y = Eyl    (13)

a więc bardzo silny wpływ odległości punktu przedmiotu od osi optycznej na wielkość zniekształcenia. Wymienione wcześniej wady soczewek obniżają jakość obrazu: nazywa się je niekiedy „błędami ostrości". Dystorsja, będąca wadą polegającą na tym, że powiększenie liniowe obrazu zależy od odległości od osi optycznej, powoduje zniekształcenie formy. Obrazem kwadratu jest wówczas figura o bokach wypukłych („beczka”) lub wklęsłych („poduszka”).

e. Aberracją chromatyczna

Rozpatrywaliśmy dotąd wady soczewek, które występują w przypadku stosowania monochromatycznych wiązek światła - tzw. aberracje geometryczne.

ponieważ większość układów optycznych przeznaczona jest do pracy , jwietle o szerokim widmie, pojawia się dodatkowe zniekształcenie obrazu, [j tzw. aberracja chromatyczna jest następstwem zależności długości ogniskowej od współczynnika załamania materiału, z którego wykonana jest soczewka (por. wzór la): /~ l(n— 1). Wartość współczynnika załamania uleży z kolei od długości fali światła - mówimy, że w ośrodku występuje iyspersja. Aberrację chromatyczną poprzeczną i podłużną ilustruje rys. 88.

Rys. 88. Aberracja chromatyczna

3. Zastosowanie

Optyka praktyczna, zajmująca się jeszcze w XIX w. głównie udoskonalaniem obiektywów teleskopów i mikroskopów, z chwilą wynalezienia fotografii (1839) musiała znaleźć metody konstruowania obiektywów fotograficznych o dużych aperturach i polach widzenia. Wymagało to umiejętności korygowania obiektywów na aberracje geometryczne, a w wielu wypadkach (np. • fotografia barwna) również na aberrację chromatyczną.

a. Korekcja aberracji sferycznej

Nie można wyeliminować aberracji sferycznej pojedynczej soczewki, można ją jednak zmniejszyć przez odpowiedni dobór promieni krzywizn lub, co jest technicznie dość skomplikowane, wykonując soczewki asferyczne. Aberrację sferyczną układu soczewek zmniejsza się dzięki temu, że aberracje soczewek wklęsłych i wypukłych mają przeciwne znaki, co umożliwia ich

A