aberrasjon - fysikk

Aberrasjon. 2. Fortegning av et kvadratisk objekt (a), ved plassering av blenderen foran linsen (b), og bak linsen (c).

Aberrasjon av /Store norske leksikon ※. Gjengitt med tillatelse

Aberrasjon. 3. Kromatisk aberrasjon. Når vi stiller en hvit skjerm like bak samlelinsen (som antas fri for sfærisk aberrasjon), ser vi et belyst, sirkulært felt som er begrenset av en gul/rød rand. Etter som vi fjerner skjermen fra linsen, minker det belyste feltet. Når skjermen står i F, viser den sirkulære flekken seg med blåfiolett midtpunkt og rød rand. Et sted mellom F og R har flekken sin minste diameter, med grønt midtpunkt og en rand i magenta – denne avstanden gir best avbildning. I R har flekken rødt midtpunkt og blå rand. Utenfor R vokser igjen det belyste feltet, men er nå begrenset av en blå/fiolett rand.

Aberrasjon av /Store norske leksikon ※. Gjengitt med tillatelse

Aberrasjon. 1. Sfærisk aberrasjon. Strålegang gjennom en samlelinse fra et uendelig fjernt punkt på aksen. Avstanden mellom B og C er et mål for linsens sfæriske aberrasjon.

Aberrasjon av /Store norske leksikon ※. Gjengitt med tillatelse

Optiske avbildningsfeil som skyldes at et system av linser og/eller krumme speil ikke avbilder objektpunktene entydig som billedpunkter. Aberrasjonen er bestemt av de speilende flaters form, og av linsens fargespredning (dispersjon).

Faktaboks

Uttale
aberrasjˈon
Etymologi
av latin ‘forville seg, komme bort fra’

Hovedtyper av aberrasjon:

Sfærisk aberrasjon (åpningsfeil) skyldes at linsens randsone bryter lyset sterkere enn sentralsonen og derfor har kortere brennvidde enn denne. Se figur 1 som viser strålegangen gjennom en sfærisk samlelinse når objektpunktet er et uendelig fjernt punkt på aksen. Randstrålene krysser hverandre i punktet B (se figur 1), mens strålene nær linsens senter krysses i punktet C lenger unna linsen.

Billedpunktet blir dermed utsmurt til en uskarp, sirkulær «sky» omkring aksen. Skyen har sin minste diameter (beste avbildning) et sted mellom B og C.

Den sfæriske aberrasjonen kan reduseres ved at man blender av randstrålene. Ved å tilpasse linsens form, eller ved å kombinere passende samle- og spredelinser, kan man oppheve den sfæriske aberrasjonen for en bestemt objektavstand. Dette kalles sfærisk korreksjon. Kikkert- og kameraobjektiver blir korrigert for et uendelig fjernt objektpunkt. Mikroskopobjektiver blir korrigert for en objektavstand som er bare litt større enn objektivets brennvidde.

Koma opptrer når objektpunktet ligger utenfor aksen. Selv om linsen er korrigert for sfærisk aberrasjon, blir punktet avbildet med en kometlignende hale som peker mot eller bort fra den optiske aksen, alt etter linsens form eller blenderens posisjon. En enkel linse kan gis en slik form at koma er opphevet for en bestemt objektavstand. Et linsesystem som er korrigert for både sfærisk aberrasjon og koma, kalles aplanatisk, og egner seg da også for avbildning av punkter som ligger utenfor aksen.

Fortegning oppstår ved avbildning av utstrakte objekter, og skyldes at forstørrelsen varierer med objektpunktets avstand fra aksen. Et kvadrat avbildes tønne- eller puteformet alt etter som systemets blender står foran eller bak linsen (se figur 2). Fortegning kan korrigeres ved at man plasserer blenderen mellom to innbyrdes symmetriske linser. Se også astigmatisme.

Kromatisk aberrasjon (fargefeil) skyldes at linsen bryter kortbølget (blått, fiolett) lys sterkere enn langbølget (rødt, gult) lys. Billedpunktet F for kortbølget lys faller derfor nærmere linsen enn billedpunktet R for langbølget lys (se figur 3). Et uendelig fjernt, hvitt punkt på aksen, i sort omgivelse, avbildes derfor mellom F og R som en sammenhengende serie av fargete billedpunkter, svarende til de ulike bølgelengdene i lyset. Fordi det utenfor billedpunktet finner sted en blanding av de øvrige bølgelengdene, blir det utsmurt til en uskarp, sirkulær, farget flekk loddrett på aksen. Flekkens diameter og fargefordeling varierer fra punkt til punkt mellom F og R, og der hvor diameteren er minst har vi den beste avbildningen. Ettersom en linse aldri vil være helt uten sfærisk aberrasjon, vil fargeovergangene være mer utflytende enn vist i figuren. (Se også randfarger.)

Hvis vi i stedet for det nevnte lyspunktet avbilder et sort punkt med hvit omgivelse, ser vi en tilsvarende, fargemessig komplementær rekke av billedpunkter.

Spredelinser frembringer virtuelle billedpunkter, og rekkefølgen langs aksen er omvendt av samlelinsens. Den kromatiske aberrasjonen for spredelinser kan derfor reduseres ved at man kombinerer en samlelinse med en spredelinse som har mindre linsestyrke, men større fargespredning, se akromatisk linsesystem.

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg