ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Аберрации, обусловленные тонкими внеосевыми наклонными пучками лучей . 84. Астигматизм, обусловленный асимметрией системы из "Оптика " В последних трех формулах расстояние Д между Р[ и отсчитывается от Р х, т. е. для расположения, показанного на рис. 12.28, Д 0. [c.301] Когда толщина линзы й. мала в сравнении с - 2. последний член в этом выражении можно отбросить, и мы приходим к формуле для тонкой линзы (см. 77). Если же й достаточно велика, фокусное расстояние линзы существенно зависит от ее толщины. В частности, можно, очевидно, подобрать условия, когда 1// = 0, т. е. толстая линза оказывается телескопической системой, увеличение которой определяется отношением Rl/R2. [c.301] Все три условия не соблюдаются в практической оптике. Мы обычно имеем дело со светом сложного спектрального состава и должны учитывать зависимость показателя преломления от длины волны (дисперсия). Ограничение пучками, слабо наклоненными к оси, означало бы отказ от получения изображения точек, лежащих в стороне от главной оси системы, а применение лишь параксиальных пучков вело бы к использованию лишь незначительных световых потоков. [c.302] Устранение всех этих крайне стеснительных для практики ограничений приводит, однако, к тому, что появляются многочисленные недостатки изображения. [c.302] Тщательное их изучение привело к чрезвычайному усовершенствованию современных оптических систем, в которых нередко почти полностью устранены многие из возможных погрешностей, или аберраций. [c.302] Нарушение первого и второго из этих условий ведет к уменьшению резкости изображения, нарушение второго и третьего де )ор-мирует изображение. [c.302] Наконец, своеобразная трудность возникает в связи с тем, что изображаемые объекты обычно бывают пространственными, а не плоскими получаемое же изображение (на (фотопластинке, в глазу или в трубе) практически плоское (см. 87). [c.302] Аберрация комы (см. 82) означает, что каустическая поверхность обладает лишь одной плоскостью симметрии, проходящей через светящуюся точку и оптическую ось. [c.303] За меру сферической аберрации принимают расстояние между L и Ь для соответствующих зон (продольная аберрация). Удобное графическое изображение сферической аберрации дано на рис. 13.2, где положительные бз откладываются вправо от линии АА. [c.304] Величина сферической аберрации зависит от кривизны поверхностей линзы и показателя преломления, а также от того, какой из поверхностей несимметричная линза обращена к источнику. [c.304] Отличительной особенностью сферической аберрации является то, что она сохраняется даже при положении светящейся точки на оси системы, когда все остальные аберрации (в монохроматическом свете) исчезают. [c.304] Положитель ные (собирательные) линзы создают аберрацию, изображенную на рис. 13.2, т. е. б5 С О для всех зон отрицательные (рассеивающие) линзы имеют аберрацию противоположного знака. Поэтому, комбинируя такие простые линзы, можно значительно исправить сферическую аберрацию. Соответствующий пример изображен на рис. 13.3. [c.305] Для исправления сферической аберрации зеркал (например, прожекторов) им обычно придают не сферическую форму, а вид параболоида вращения, располагая источник в фокусе в таких зеркалах при тщательном их выполнении сферическую аберрацию можно сделать очень малой. Хорошо исправленными могут быть отражатели, обе поверхности которых сферические, но разной кривизны задняя, посеребренная, имеет меньшую кривизну. Отраженный свет испытывает дополнительное преломление в стекле отражателя, который играет роль рассеивающей линзы (тоньше в середине), рассчитанной так, чтобы исправить аберрацию задней поверхности. Такие зеркала употребляются в настоящее время только в небольших сигнальных аппаратах (диаметром не свыше 100 мм). [c.305] Устранив экран и заставив работать всю линзу, мы в качестве изображения точки получим неравномерно освещенное пятнышко, несколько напоминающее комету с хвостом. Отсюда произошло название этого вида аберрации (кома хора — прядь волос комета — волосатая звезда). [c.306] Нередко кома имеет и более сложный вид. Соответствующим подбором совокупности частей системы кома может быть значительно ослаблена. [c.306] Астигматизм системы исправляется путем специального подбора конструктивных элементов системы, т. е. радиусов поверхностей, показателей преломления и расстояний между поверхностями. [c.308] Одновременно с уничтожением астигматизма обычно стремятся устранить и искривление плоскости изображения, что особенно важно для ( ютогра( )ии, где требуется получение резкого изображения на плоской светочувствительной поверхности. Хорошие ( юто-гра( )ические объективы этого типа — анастигматы — имеют значительное поле зрения (свыше 50°) и дают плоское изображение. [c.308] Дисторсия обычно не очень вредит наблюдению, но становится очень опасной, если при помощи оптической системы производятся съемки, предназначенные для промеров (например, в геодезии или, особенно, в аэрофотограмметрии). Поэтому объективы для таких работ очень тщательно исправляются на дисторсию. Так, например, хороший объектив, рассчитанный М. М. Русиновым, предназначенный для картографических аэросъемок, при поле зрения в 120° дает ошибку в определении направления на объект, не превышающую 10 . [c.309] Очень важный для практики случай астигматизма наблюдается, когда симметрия системы по отношению к пучку нарушена в силу устройства самой системы. Представим себе пучок лучей, исходящий из L и собираемый линзой. На пути сходящегося пучка поместим цилиндрическую линзу, т. е. линзу, одно из сечений которой (например, вертикальное) прямоугольное, а второе—круговое. Таким образом, цилиндричеекая линза имеет лишь две плоекости симметрии — вертикальную и горизонтальную, но лишена оси симметрии, которой обладает падающий световой пучок. При прохождении через такую систему осевая симметрия преломленного пучка также нарушится, и мы получим астигматическое изображение. [c.309] Вернуться к основной статье