Zawartość
Wypukłe soczewki odegrały ważną rolę w odkryciach naukowych. Teleskopy umożliwiły naukowcom oglądanie odległych ciał niebieskich. Za pomocą mikroskopów naukowcy odkryli podstawowe składniki życia. Za pomocą kamery odkrywcy uzyskali trwały zapis swoich odkryć w świecie przyrody. Wypukła soczewka jest głównym elementem tych trzech instrumentów. Wypukła soczewka, choć niezawodna, ma wewnętrzne wady, z którymi musieli sobie radzić producenci instrumentów.
Budowa i funkcja
Podwójnie wypukła soczewka to obiekt w kształcie dysku wykonany z materiałów takich jak szkło lub plastik. Jeśli właściwie zbudowana, każda z dwóch stron tego dysku będzie wybrzuszać się w regularnej krzywej, tworząc odcinek kuli. Kiedy równoległe promienie światła padają na tę soczewkę prostopadle do płaszczyzny dysku, soczewka załamuje lub wygina te promienie świetlne, aby uzyskać ostrość. Soczewka skutecznie skupiająca światło tworzy wyraźne obrazy i trafnie spełnia swoją wyznaczoną rolę w teleskopie, mikroskopie lub aparacie fotograficznym. Jednak jeśli obiektyw ma wady konstrukcyjne, takie jak niewłaściwa krzywizna lub materiał, który nie jest idealnie jednorodny, obrazy będą proporcjonalnie cierpieć.
Aberracja sferyczna
Światło padające na różne obszary kulistej powierzchni soczewki nie spotka się dokładnie w tym samym miejscu. Promienie uderzające w soczewkę najdalej od środka skupią się nieco bliżej soczewki niż promienie niż uderzą w soczewkę w pobliżu jej środka. Ta wewnętrzna wada soczewek sferycznych, zwana aberracją sferyczną, powoduje zamazany obraz. Zablokowanie krawędzi obiektywu zapewnia lepszą ostrość. W wielu instrumentach umiejętne połączenie różnych soczewek prawie eliminuje aberrację sferyczną.
Aberracja chromatyczna
Aberracja chromatyczna wynika z faktu, że soczewka załamuje lub wygina niektóre kolory światła mocniej niż inne. Soczewka wygina fioletowe promienie świetlne mocniej niż zieleń, a czerwień cierpi jeszcze mniej. W rezultacie soczewka ma tendencję do rozdzielania białego światła na kolory składowe i powstaje kolorowa aureola. Anglik John Dollond rozwiązał problem przez wynalezienie dubletu achromatycznego, połączenia dwóch soczewek z różnych materiałów szklanych, w których jeden rodzaj szkła korygował aberrację chromatyczną drugiego.
Aberracja comatyczna
Aberracja comatyczna występuje, gdy promienie świetlne z pewnej odległości uderzają w soczewkę pod kątem, a nie prostopadle do płaszczyzny dysku. Rezultatem jest postać komety z ogonem. Właściwe szlifowanie soczewki eliminuje ten problem. Termin „aberracja chromatyczna” pochodzi od słowa „śpiączka”, które oznacza genialną kulę otaczającą jądro komety.