Aberrações óticas

Estas influenciam a ótica e contribuem para uma imagem de qualidade inferior. É bom saber o que se deve ter em atenção...

Em sistemas óticos existem aberrações óticas. Nem nos nossos olhos nem nenhuns binóculos fabricados artificialmente estão isentos de aberrações óticas. Estas aberrações incluem, em particular, as seguintes: aberrações cromáticas, distorções, curvaturas do campo de imagem devido a desvio esférico e astigmatismo. Quanto mais afastado estiver um feixe de luz do eixo ótico, maiores podem ser as aberrações óticas. Nos binóculos, no entanto, são sobretudo as aberrações cromáticas e a desfocagem das margens que desempenham um papel importante.

As franjas de cor são visíveis em muitos binóculos, sobretudo no segmento acessível. Estas são particularmente visíveis quando se observam objetos expostos ao sol ou, por ex., iluminações de rua. Geralmente, um observador irá reparar em halos azuis à volta do objeto. A aberração cromática é uma aberração ótica que ocorre em óticas que contêm um ou mais componentes nos quais ocorre a refração, ou seja, a refração da luz. Aí, a luz azul é refratada de forma mais intensa do que a luz vermelha, por ex. Isto significa que os diferentes comprimentos de onda têm diferentes distâncias focais. O índice de refração da luz azul é maior do que o da luz vermelha.

A diferença entre vermelha e azul

Quando a luz passa por uma lente convergente, é refratada em direção ao eixo ótico. Devido aos diferentes comprimentos de onda, a luz azul é desviada como luz vermelha. Isto resulta numa aberração cromática longitudinal e em franjas de cor na imagem. Em binóculos modernos, são utilizados sistemas de lente dupla. A luz azul e a luz vermelha são corrigidas através do índice de refração e do tipo de lente e coincidem.

As franjas de cor maiores desaparecem e existe apenas uma aberração cromática residual, também designada espetro secundário.

Imaginando isto na prática, numa imagem de um objeto, pode dizer-se que a luz azul está numa localização diferente da luz vermelha. Esta circunstância resulta em desfocagens de imagens. Mas não apenas nisso, dado que também ocorre uma diferença de ampliação da cor. Simplesmente falando, isto significa que as diferentes larguras de imagem também produzem imagens de tamanhos diferentes para as respetivas cores. Deste modo, são produzidas franjas de cor.

Binóculos com aberrações cromáticas reduzidas

Para reduzir as aberrações cromáticas, os binóculos dispõem, geralmente, de uma objetiva dupla. A segunda lente tem um efeito diferente do da primeira. O elemento da lente frontal é composto, por norma, por uma lente coletora de baixa dispersão e por uma lente dispersora de maior dispersão, que se encontram ligadas firmemente entre si através de um dubleto. Desta forma, as cores azul e vermelho são combinadas numa distância focal, ou seja, os binóculos são corrigidos para estas cores.

Este tipo de ótica também é designado acromático. Dica prática: a aberração cromática de uma ótica manifesta-se durante a observação numa franja de cor que se torna visível na margem exterior do objeto.

Muito frequentemente, nos binóculos, pode ser notada uma nitidez decrescente da imagem à margem. Dependendo dos binóculos, esta desfocagem é muito forte a pouco percetível. A razão para este fenómeno reside na altura de incidência divergente dos feixes de luz em relação ao eixo ótico. A posição do ponto focal difere devido ao ângulo de incidência maior e à curvatura da superfície associada.

Na imagem real, a desfocagem das margens não é tão extrema como nesta imagem. Contudo, o efeito é o mesmo.

Numa experiência ótica, seria possível observar que os feixes de luz se encontram em diferentes distâncias focais. Este erro, também designado aberração esférica, pode ser reduzido, especialmente através da utilização de lentes asféricas. Mas também são possíveis combinações de lentes que corrijam a aberração esférica.

Com uma superfície de lente esférica curva, um feixe de luz longe do eixo é refratado com mais intensidade do que um feixe de luz próximo do eixo. Dependendo da altura de incidência, existem diferentes pontos focais. Nas combinações de lentes convexas e côncavas, o erro pode, regra geral, ser bem corrigido. A aberração esférica pode causar desfocagens na imagem.