Aberații

Aberațiile afectează optica și strică calitatea imaginii. E bine să știți căror aspecte să dați atenție...

Sistemele optice prezintă aberații. Nici măcar ochii noștri nu sunt lipsiți de aberații, cu atât mai puțin binoclurile sau telescoapele. Aceste aberații se referă mai ales la variații de culoare, distorsiuni, curbura câmpului din cauza aberației sferice și astigmatismului. Cu cât un fascicul de lumină este mai departe de axa optică, cu atât aberațiile pot fi mai mari. La binocluri, principalele aberații sunt cele cromatice și neclaritatea la margini.

Bordurile de culoare sunt vizibile la multe binocluri, în special din segmentul ieftin. Ele sunt deosebit de vizibile atunci când privim obiecte luminate de Soare sau o lampă stradală aprinsă. Deseori veți observa în jurul obiectului borduri albăstrii. Aberația cromatică este un defect de imagine care apare la optici care conțin una sau mai multe componente în care are loc un fenomen de refracție. Lumina albastră este refractată mai mult decât lumina roșie, de exemplu. Cu alte cuvinte, lungimile diferite de undă au distanțe focale diferite. Indicele de refracție al luminii albastre este mai mare decât cel al luminii roșii.

Diferența dintre roșu și albastru

Când lumina ajunge la o lentilă convergentă, este refractată spre axa optică. Din cauza lungimilor de undă diferite, lumina albastră este deviată mai mult decât lumina roșie. În imagine apar defecte cromatice longitudinale și borduri de culoare. În binoclurile moderne se folosesc sisteme cu două lentile. Lumina albastră și lumina roșie sunt corectate prin indicele de refracție și tipul de lentilă și ajung să coincidă.

Cele mai puternice borduri de culoare dispar. Rămâne doar o aberație cromatică reziduală, denumită spectru secundar.

Dacă ne imaginăm acest lucru practic la imaginea unui obiect, putem spune că lumina albastră se află într-un loc diferit decât lumina roșie. Acest fenomen produce neclaritatea imaginii. Dar nu numai atât – apare și o diferență cromatică de mărire. Altfel spus, distanțele diferite ale imaginii generează și imagini de dimensiuni diferite pentru culorile respective. Așa se produc bordurile de culoare.

Binocluri cu aberații cromatice reduse

Pentru a reduce aberațiile cromatice, în binocluri se montează, de regulă, un obiectiv cu două lentile. A doua lentilă are un efect diferit față de prima. Elementul de lentilă frontal constă de obicei dintr-o lentilă convergentă cu dispersie scăzută și o lentilă de dispersie (de dispersie mai mare). Cele două lentile sunt unite prin cimentare. Cu ajutorul lor, culorile albastru și roșu sunt unite într-o singură distanță focală; cu alte cuvinte, binoclul este corectat pentru aceste culori.

Acest tip de optică este cunoscut și sub denumirea de acromat. Aberația cromatică a unui sistem optic se manifestă prin borduri de culoare, care devin vizibile la marginea exterioară a obiectului observat.

De mult prea multe ori, în binoclu putem percepe o scădere a clarității imaginii spre margine. În funcție de binoclu, această neclaritate poate fi de la foarte pregnantă până la abia perceptibilă. Fenomenul este produs de înălțimea diferită de incidență a razelor de lumină în raport cu axa optică. Poziția punctului focal diferă datorită unghiului de incidență mai mare și a curburii aferente a suprafeței.

În imaginea reală, neclaritatea la margini nu ar fi atât de extremă ca în această imagine. Efectul este însă același.

Într-un experiment optic, s-ar observa că razele de lumină se întâlnesc la distanțe focale diferite. Acest defect, numită și aberație sferică, poate poate fi redus dacă se folosesc lentile asferice. Se poate opta și pentru combinații de lentile care corectează aberația sferică.

În cazul suprafețelor de lentile curbate sferic, un fascicul de lumină mai îndepărtat de axă este refractat mai mult decât un fascicul de lumină care este aproape de axă. În funcție de înălțimea de incidență, iau naștere puncte focale diferite. Efectul poate fi, de regulă, corectat bine cu ajutorul unei combinații de lentile convexe și concave. Aberația sferică poate cauza neclarități în imagine.