THÔNG TIN KỸ THUẬT NGÀNH NHỰA: Aberration

(Dùng chương trình dịch từ trang web: https://www.britannica.com/technology/aberration )

Quang sai, trong các hệ thống quang học, chẳng hạn như thấu kính và gương cong, sự lệch hướng của các tia sáng qua thấu kính, khiến hình ảnh của các vật thể bị mờ. Trong một hệ thống lý tưởng, mọi điểm trên đối tượng sẽ tập trung vào một điểm có kích thước sai lệch bằng không trên hình ảnh. Tuy nhiên, trên thực tế, mỗi điểm hình ảnh chiếm một thể tích có kích thước hữu hạn và hình dạng không đối xứng, gây ra một số làm mờ toàn bộ hình ảnh. Không giống như gương phẳng, tạo ra hình ảnh không có quang sai, thấu kính là một nhà sản xuất hình ảnh không hoàn hảo, chỉ trở nên lý tưởng cho các tia đi qua tâm của nó song song với trục quang học (một đường thẳng xuyên qua trung tâm, vuông góc với bề mặt thấu kính). Các phương trình được phát triển cho các mối quan hệ đối tượng-hình ảnh trong một thấu kính có bề mặt hình cầu chỉ là gần đúng và chỉ xử lý các tia ngang trục - tức là các tia chỉ tạo ra các góc nhỏ với trục quang học. Khi ánh sáng chỉ có một bước sóng duy nhất, có năm quang sai được xem xét, được gọi là quang sai cầu, coma, loạn thị, độ cong của trường và màu. Quang sai thứ sáu được tìm thấy trong thấu kính (nhưng không phải gương) - cụ thể là quang sai màu - kết quả khi ánh sáng không đơn sắc (không phải là một bước sóng).

Quang sai cầu (Spherical Aberration)

Trong quang sai hình cầu, các tia sáng từ một điểm trên trục quang học của thấu kính có bề mặt hình cầu không phải tất cả đều gặp nhau tại cùng một điểm hình ảnh. Các tia đi qua thấu kính gần trung tâm của nó được tập trung xa hơn các tia đi qua một vùng tròn gần vành của nó. Đối với mỗi hình nón của các tia từ một điểm đối tượng trục gặp thấu kính, có một hình nón của các tia hội tụ để tạo thành một điểm hình ảnh, hình nón có chiều dài khác nhau tùy theo đường kính của vùng tròn. Bất cứ nơi nào một mặt phẳng ở các góc vuông với trục quang học được tạo ra để giao với một hình nón, các tia sẽ tạo thành một mặt cắt tròn. Diện tích của mặt cắt ngang thay đổi theo khoảng cách dọc theo trục quang học, kích thước nhỏ nhất được gọi là vòng tròn ít nhầm lẫn nhất. Hình ảnh không có quang sai hình cầu nhất được tìm thấy ở khoảng cách này.

Coma

Coma, được gọi như vậy bởi vì một hình ảnh điểm bị mờ thành hình sao chổi, được tạo ra khi các tia từ một điểm đối tượng ngoài trục được chụp bởi các vùng khác nhau của thấu kính. Trong quang sai hình cầu, hình ảnh của một điểm đối tượng trên trục rơi trên một mặt phẳng ở góc vuông với trục quang học có hình tròn, có kích thước khác nhau và được đặt chồng lên một trung tâm chung; trong tình trạng hôn mê, hình ảnh của một điểm đối tượng ngoài trục có hình tròn, có kích thước khác nhau, nhưng bị dịch chuyển đối với nhau. Sơ đồ đi kèm cho thấy một trường hợp phóng đại của hai hình ảnh, một hình ảnh là kết quả của một hình nón trung tâm của các tia và hình ảnh còn lại là hình nón đi qua vành. Cách thông thường để giảm hôn mê là sử dụng màng ngăn để loại bỏ các hình nón bên ngoài của tia.

Loạn thi (Astigmatism)

Loạn thị, không giống như quang sai hình cầu và hôn mê, là kết quả của sự thất bại của một vùng duy nhất của một thấu kính để tập trung hình ảnh của một điểm ngoài trục tại một điểm duy nhất. Như được thể hiện trong sơ đồ ba chiều, hai mặt phẳng vuông góc với nhau đi qua trục quang học là mặt phẳng kinh tuyến và mặt phẳng sagittal, mặt phẳng kinh tuyến là mặt phẳng chứa điểm đối tượng ngoài trục. Các tia không nằm trong mặt phẳng kinh tuyến, được gọi là tia lệch, được tập trung cách xa thấu kính hơn so với các tia nằm trong mặt phẳng. Trong cả hai trường hợp, các tia không gặp nhau trong một tiêu điểm mà là các đường thẳng vuông góc với nhau. Trung gian giữa hai vị trí này, hình ảnh có hình elip.

Độ cong của trường (curvature of field)

Độ cong của trường và độ biến dạng đề cập đến vị trí của các điểm hình ảnh đối với nhau. Mặc dù ba quang sai trước đây có thể được sửa chữa trong thiết kế của một thấu kính, hai quang sai này có thể vẫn còn. Trong độ cong của trường, hình ảnh của một vật thể phẳng vuông góc với trục quang học sẽ nằm trên một bề mặt parabol được gọi là bề mặt Petzval (theo tên của József Petzval, một nhà toán học người Hungary). Các trường hình ảnh phẳng được mong muốn trong nhiếp ảnh để phù hợp với mặt phẳng phim và hình chiếu khi giấy mở rộng hoặc màn hình chiếu nằm trên một bề mặt phẳng. Biến dạng đề cập đến sự biến dạng của một hình ảnh. Có hai loại biến dạng, một trong hai loại có thể có trong thấu kính: biến dạng thùng, trong đó độ phóng đại giảm theo khoảng cách từ trục và biến dạng đệm, trong đó độ phóng đại tăng theo khoảng cách từ trục.

Quang sai màu (Chromatic Aberration)

Quang sai cuối cùng, quang sai màu, là sự thất bại của một thấu kính trong việc lấy nét tất cả các màu trong cùng một mặt phẳng. Bởi vì chiết suất ít nhất ở đầu màu đỏ của quang phổ, tiêu cự của thấu kính trong không khí sẽ lớn hơn đối với màu đỏ và xanh lá cây so với màu xanh lam và tím. Độ phóng đại bị ảnh hưởng bởi quang sai màu, khác nhau dọc theo trục quang và vuông góc với nó. Thứ nhất được gọi là quang sai màu dọc, và quang sai màu bên thứ hai.

Thông tin trích dẫn
Tiêu đề bài viết: Aberration
Tên trang web: Encyclopaedia Britannica
Nhà xuất bản: Encyclopaedia Britannica, Inc.
Ngày xuất bản: 24 tháng 10 năm 2016
URL: https://www.britannica.comhttps://www.britannica.com/technology/aberration Ngày truy cập: 26 tháng 2 năm 2024

THÔNG TIN KỸ THUẬT NGÀNH NHỰA

Trang

Chủ Nhật, 25 tháng 2, 2024

Aberration - Quang sai của kính

Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét

Tư duy phản biện