Аберрации оптических систем

Аберрации оптических систем (лат. aberratio - уклонение), погрешности изображений, даваемых оптическими системами. Проявляются в том, что оптические изображения в ряде случаев не вполне отчётливы, не точно соответствуют объекту или оказываются окрашенными. Наиболее значительны следующие виды аберраций. Сферическая аберрация - недостаток оптического изображения, заключающийся в том, что световые лучи, прошедшие вблизи оптической оси, и лучи, прошедшие через отдалённые от оси части оптической системы (например, линзы), не собираются в одну точку. Сферическая аберрация может быть практически почти полностью устранена применением специально рассчитанных комбинаций линз. Кома - недостаток оптического изображения (изображение точки имеет вид продолговатого несимметричного пятнышка), возникающий при косом прохождении световых лучей через оптическую систему. В случае простой линзы размеры пятнышка пропорциональны квадрату радиуса линзы и углу наклона светового пучка по отношению к оси. При больших углах наклона пучка к оси существенна аберрация, называемая астигматизмом. Если при прохождении оптической системы сферическая световая волна деформируется и перестаёт быть сферической, то пучок лучей становится сложным: лучи пересекаются не в одной точке, а в двух взаимно перпендикулярных отрезках прямой линии, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Такой пучок называется астигматическим, а само явление - астигматизмом (см. также Анастигмат). Аберрация оптической системы, называемая дисторсией, выделяется неодинаковостью линейного увеличения в пределах всего поля изображения и приводит к нарушению геометрического подобия между объектом и его изображением. Оптические системы могут обладать сразу несколькими видами аберраций.

Исправление аберраций в сложных оптических системах производится надлежащим сочетанием линз и представляет трудную задачу. Устранение тех или иных видов аберраций обычно производится в соответствии с назначением оптической системы. Перечисленные А. о. с. называют геометрическими. Несовершенства изображения в оптических системах связаны также с волновой природой света. Они возникают из-за дифракции света на диафрагмах, оправах линз и т. п. Влияние дифракции обычно невелико по сравнению с другими А. о. с. Существует ещё хроматическая аберрация, связанная с зависимостью показателя преломления от длины волны света, в результате чего при немонохроматическом свете (см. Монохроматический свет) изображения оказываются окрашенными.

Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Фриш С. Э., Тиморева А. В., Курс общей физики, 7 изд., т. 3, М., 1962.