Недостатки линз

Выясним, какие существенные недостатки встречаются у линз.

Первый недостаток заключается в том, что лучи, выходящие из одной точки S1, которая лежит на главной оптической оси, сходятся не в одной, а в различных точках (рис. 30.20). Чем дальше от оптического центра О лучи из точки попадают, на линзу, тем ближе к линзе находится их точка пересечения S2. Такое явление называют сферической аберрацией (от латинского «аберрацио» — отклонение). Этот недостаток частично можно исправить с помощью диафрагмы, которая ограничивает пучок лучей, попадающих на линзу. Диафрагма устраивается таким образом, что она может изменять входное отверстие, через которое свет попадает на линзу. Сферическую аберрацию часто также устраняют с помощью соединения двух специально подобранных линз, сложенных вплотную. Сложную линзу или систему, у которой устранена сферическая аберрация, называют апланатом.

Второй недостаток относится к изображению светящейся точки S1, расположенной на побочной оптической оси (рис. 30.21). Оказывается, что в этом случае возникают два изображения в виде отрезков прямых линий, расположенных перпендикулярно друг к другу в плоскостях I и II. Изображение точки S1 можно получить лишь в виде расплывчатого светлого кружка S2 между плоскостями I и II. Это явление называют астигматизмом. Линзу или систему линз, В которой устранен этот недостаток, называют анастигматом.

Показатель преломления зависит от частоты колебаний, т. е. от цвета лучей. Из-за этого фокус Ф_ф для фиолетовых лучей находится ближе к линзе, чем фокус Ф_к для красных лучей (рис. 30.22). Поэтому изображение точечного источника белого света получается расплывчатым и окрашенным по краям. Это явление называют хроматической аберрацией. Линзы и оптические системы, у которых этот недостаток устранен для двух цветов, называют ахроматическими, а в случае совпадения изображений для трех цветов систему называют апохроматом.