Введение в оптику

3. Физическая оптика

В практической оптике для ослабления хроматической аберрации используют другой прием, позволяющий работать во всей видимой области спектра. На пути светового луча вместо обычной однородной линзы помещают другую, равную ей по оптической силе, но склеенную из двух отдельных линз, собирательной и рассеивающей, как показано на рис. 17. Части, составляющие склеенную линзу, изготовлены из стекол, резко отличающихся коэффициентами преломления. Если, например, одна из линз имеет некоторый коэффициент преломления, то коэффициент преломления стекла второй линзы должен быть большим. При прохождении через первую линзу луч отклоняется к оптической оси и диспергирует; войдя во вторую линзу, он незначительно отклоняется в обратную сторону и повторно диспергирует, но в обратном направлении. В результате хроматическая аберрация первой линзы компенсируется второй, отрицательной, линзой, и лучи различных цветов соберутся в одной точке. Такие линзы, исправляющие хроматическую аберрацию, называются ахроматическими линзами. Ахроматические линзы используются во всех современных объективах.


Рис. 17. Ахроматическая линза	Рис. 18. Сферическая аберрация

Сферическая аберрация. Сферическая аберрация также не позволяет точку предмета изобразить идеальной, реальные линзы изображают точку некоторым кружком рассеяния, снижая общую резкость изображения. Причина возникновения кружка рассеяния сферической аберрации состоит в том, что приосевые, центральные, пучки лучей и крайние, наиболее удаленные от оптической оси, пересекаются в разных точках, как показано на рис. 18.

Если поместить экран в фокусе приосевых лучей, то размытость создадут крайние лучи, при смещении экрана в фокус крайних лучей размытость образуют центральные лучи. Полностью устранить сферическую аберрацию нельзя, но ее влияние можно уменьшить, если с помощью диафрагмы отсечь крайние лучи. Дело в том, что на величину кружка нерезкости наибольшее влияние оказывают крайние лучи, и если у линзы поставить шторку с небольшим отверстием, крайние лучи отсе-кутся и изображение будет построено только центральными, менее искаженными лучами. В этом случае мы получим достаточную резкость изображения.

Кома. Мы рассмотрели сферическую аберрацию для прямых пучков лучей, идущих параллельно оптической оси. В косых пучках лучей, идущих от светящейся точки наклонно к оптической оси, на экране вместо размытой точки получится пятно, своей формой напоминающее запятую (рис. 19). Отсюда и название "кома", что в переводе означает "запятая".

Кома является частным случаем сферической аберрации и незначительно уменьшается диафрагмированием.

Рис. 19. Кома в косом пучке

Продолжение