Aberație optică

Fig. 1

Aberaţia este un fenomen datorită căruia imaginea formată de un sistem optic nu este stigmatică, plană şi asemenea cu obiectul. Apare ca efect al dependenţei drumului optic de indicele de refracţie şi de drumul geometric, al dependenţei indicelui de refracţie de lungimea de undă şi al difracţiei.

Aberaţie cromatică

Aberaţie cromatică la o lentilă convergentă

Aberaţia cromatică (sau cromatism) se produce datorită fenomenului de dispersie a luminii ce străbate mediile transparente (lentile, prisme etc.) din care este alcătuit un sistem optic. Imaginile formate în instrumentele optice necorectate (vezi acromatizare) pentru acest tip de aberaţie apar cu marginile colorate.

În cazul unei lentile convergente, focarul razelor violete se formează mai aproape decât al celor roşii.

Va exista o anumită poziţie a ecranului pentru care pata luminoasă va avea marginea irizată în violet şi o altă poziţie extremă pentru irizaţia în roşu. Există o poziţie intermediară pentru care pata va avea suprafaţa minimă, în care caz vom avea o regiune de concentrare maximă a luminii albe.

Dacă fasciculul incident pe lentilă este cilindric şi paralel cu axa optică, pata este circulară, iara raza acesteia este luată ca măsură a aberaţiei cromatice, purtând numele de aberaţie cromatică transversală principală şi are expresia:

$\rho = \frac h 2 \cdot \frac{\Delta n}{n-1}. \!$

unde

• $h \!$ - raza secţiunii transversale a fasciculului incident pe lentilă
• $n \!$ - indicele de refracţie al lentilei pentru o lungime de undă mijlocie a luminii folosite
• $\Delta n = n_R-n_V \!$
• $n_R \!$ - indicele de refracţie pentru radiaţia roşie
• $n_V \!$ - indicele de refracţie pentru radiaţia violetă
• $\Delta n \!$ - dispersie
• $\frac{\Delta n}{n-1} \!$ - putere dispersivă.

Pentru caracterizarea aberaţiilor cromatice ale lentilelor, se folosesc (în notaţia Fraunhofer) două radiaţii ale hidrogenului, cu lungimile de undă $\lambda_C= 6.563 \AA \!$ (roşu) şi $\lambda_F = 4.861 \AA \!$ (albastru). Ca radiaţie mijlocie se alege linia galbenă a sodiului ($\lambda_D= 5.893 \AA \!$).

În adest caz:

$\rho = \frac h 2 \cdot \frac{n_F - n_C}{n_D - 1}, \!$

unde $\frac{n_F - n_C}{n_D - 1} \!$ poartă numele de putere dispersivă mijlocie a mediului transparent al lentilei.

Aberaţie de sfericitate

Fig. 2

Aberaţia de sfericitate apare datorită formei sferice pe care o au suprafeţele utilizate în majoritatea instrumentelor optice. Astfel, la oglinzile sferice, razele incidente centrale converg în alt punct decât cele marginale.

Fig. 3

Fig. 4

Aberaţie geometrică

Acest tip de aberaţie constă în abaterea de la condiţia de stigmatism, datorită faptului că drumurile optice ale diferitelor raze de lumină ce concură la formarea fiecărui punct al imaginii variază în urma trecerii acestor raze prin diferite zone ale sistemului optic.

Vezi şi

• Aberație a luminii
• Comă
• Distorsiune
• Anastigmatism

Resurse

• SkyWatcher.ro Noţiuni de optică
• Astronomy.ro