Изпъкналите лещи са изиграли важна роля в научното откритие. Телескопите са позволили на учените да виждат далечни небесни тела. С микроскопи учените са открили основните съставки на живота. Чрез камерата изследователите са придобили постоянен запис на своите открития в природния свят. Изпъкналата леща е основният компонент на тези три инструмента. Макар и надеждна, изпъкналата леща има присъщи дефекти, с които производителите на инструменти трябваше да се справят.
Конструкция и функция
Двойната изпъкнала леща е обект с форма на диск, изработен от материали като стъкло или пластмаса. Ако е правилно конструирана, всяка от двете страни на този диск ще изпъкне в правилна крива, за да образува участък от сфера. Когато паралелни лъчи светлина попадат върху тази леща перпендикулярно на равнината на диска, лещата ще пречупи или огъне тези светлинни лъчи, така че те да достигнат фокус. Обектив, който ефективно фокусира светлината, образува ясни образи и правилно изпълнява определената си роля в телескоп, микроскоп или камера. Ако обаче лещата има дефекти в конструкцията, като неправилна кривина или материал, който не е идеално хомогенен, изображенията ще страдат пропорционално.
Сферична аберация
Светлината, която попада върху различни области на сферичната повърхност на лещата, няма да се срещне на точно едно и също място. Лъчите, удрящи лещата най-отдалечено от центъра, ще фокусират малко по-близо до лещата, отколкото лъчите, отколкото удрят лещата близо до центъра. Този вътрешен дефект на сферичните лещи, наречен сферична аберация, води до замъглено изображение. Блокирането на ръба на обектива води до по-добър фокус. В много инструменти умелата комбинация от различни лещи почти елиминира сферичната аберация.
Хроматичната аберация
Хроматичната аберация се дължи на факта, че лещата пречупва или огъва някои цветове светлина по-рязко от други. Лещата огъва виолетовите лъчи по-рязко от зеленото, а червеното претърпява още по-малко пречупване. В резултат на това лещата има тенденция да разделя бялата светлина на съставните си цветове и се получава цветен ореол. Англичанинът Джон Долонд реши проблема чрез изобретяването на ахроматичния дублет, комбинация от две лещи от различни стъклени материали, в които един вид стъкло коригира хроматичната аберация на други.
Коматична аберация
Коматичната аберация се получава, когато светлинните лъчи от разстояние попадат върху лещата под ъгъл, а не перпендикулярно на равнината на нейния диск. Резултатът е подобна на комета фигура с опашка. Правилното смилане на лещата елиминира този проблем. Терминът "хроматична аберация" идва от думата "кома", която означава блестящата топка, която заобикаля ядрото на кометата.
