Sferna aberacija

Sferna aberacija je napaka, ki se pojavlja na optičnih napravah. Nastane zaradi tega, ker se žarki, ki zadenejo zunanji del leče, lomijo drugače kot žarki, ki vstopajo v lečo v osrednjem delu leče. Zaradi tega nastane napaka na sliki, ki jo da leča. Sferna aberacija vpliva na ostrino slike, ne pa na obliko (slika se zaradi tega ne popači).

Sferna aberacija (spodnja slika) in potek žarkov pri idealni leči (brez sferne aberacije) (zgornja slika) pri zbiralni leči.

Izračun velikosti sferne aberacijeUredi

Razdalja na optični osi med zbirnima točkama centralnega in skrajnega zunanjega žarka, se imenuje vzdolžna aberacija.
Premer kroga   na optični osi, kjer se zberejo centralni in zunanji žarki, se izračuna po obrazcu

 

kjer je

  •   premer odptine optičnega sistema
  •   razdalja od optičnega sistema do slike
  •   vzdolžna aberacija leče

Kadar je predmet v neskončnosti, dobimo

 

kjer je

Zmanjševanje sferne aberacijeUredi

 
Dva načina zmanjšanja posledic sferne aberacije. 1. Žarki vstopajo v lečo samo v osrednjem delu leče. S tem zmanjšamo razmazanost slike. 2. Uporabimo sliko, ki ni popolnoma ostra (ni fokusirana).

Posledice sferne aberacije lahko zmanjšamo s tem, da prepuščamo vstopne žarke samo v osrednjem delu leče (z uporabo zaslonke na vhodu, glej zgornjo sliko na levi strani) ali pa uporabimo sliko, ki ni popolnoma ostra (ni v fokusu, glej spodnjo sliko na levi strani).
V optičnih sistemih lahko zmanjšamo vpliv sferne aberacije tudi s kombinacijo konveksnih in konkavnih leč ali z uporabo nekrogelnih leč (asfernih leč).

Pri preprostih optičnih sistemih lahko zmanjšamo sferno aberacijo tako, da uporabimo leče s polmeri   in   ukrivljenosti površin leč, ki morajo zadovoljevati naslednjemu pogoju:

 

kjer je

  •   oddaljenost predmeta
  •   oddaljenost slike
  •   lomni količnik.


Zunanje povezaveUredi