Explicação das aberrações ópticas: da aberração esférica à cromática
Um sistema óptico ideal obtém imagens perfeitas para objetos paraxiais com feixes estreitos: pontos objeto/imagem correspondem um a um, planos objeto/imagem mantêm correspondência,e a ampliação transversal permanece constante em todo o plano do objetoNo entanto, os sistemas ópticos reais envolvem pontos e raios não-paraxiais, causando desvios entre imagens reais e ideais, conhecidos como aberrações ópticas.aberrações monocromáticas (que afetam pontos/raios não paraxiais) eaberrações cromáticas(causado por índices de refração dependentes do comprimento de onda nas lentes).
1Aberração esférica.
Causa
Ocorre devido à refração assimétrica, especialmente em feixes de grande abertura.Lente fina, os raios não axiais interceptam o eixo óptico em pontos diferentes, formando um ponto alargado em vez de um único ponto focal.
Impacto
Criando um círculo turvo ao redor do ponto da imagem. O círculo de turvo menor/maior intensidade (chamado de círculo de menor confusão) fica entre os planos focais paraxiais (Q′P) e marginais (Q′M).
Métodos de redução
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Optimização da lente (por exemplo, curvaturas de superfície de curvatura)
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Emparelhamento de lentes: Combinação de lentes positivas/negativas para cancelar a aberração em alturas específicas.
2- Em coma.
Causa e manifestação
Resultados de feixes de grande abertura que imaginam pontos fora do eixo. Forma uma chama assimétrica em forma de cometa (semelhante à cauda de um cometa).vidros de ampliaçãosob a luz solar dispersa o foco num padrão parecido com um cometa.
3Astigmatismo e Curvatura do Campo
Astigmatismo
A geometria dos pontos muda à medida que a tela se move em direção à lente.
Curvatura do campo
Mesmo após a correção da aberração esférica/coma, o plano da imagem permanece curvo (uma superfície sagital), impedindo o foco de campo plano.
4- Deformação.
Tipos e Causas
A ampliação transversal não uniforme distorce as formas:
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Deformação do cano: a ampliação diminui com a distância fora do eixo (as bordas se comprimem para dentro).
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Deformação da pinça: a ampliação aumenta com a distância fora do eixo (borbulhas de bordas para fora).
Correção
Utilize uma parada de abertura simétrica centrada no eixo óptico para alinhar os centros dos pontos com os pontos ideais da imagem.
5Aberração cromática.
Causa e manifestação
Diferentes comprimentos de onda se refratam em ângulos diferentes devido à dispersão, causando pontos focais separados para cada cor.Os pontos focais aparecem em diferentes posições ao longo do eixo óptico.
Redução
Combinar lentes de diferentes materiais (por exemplo,vidro de coroa/filtroEste método pode ser integrado com técnicas de correcção da aberração esférica.
Terminologia chave:
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