Kupareilla linsseillä on ollut tärkeä rooli tieteellisessä keksinnössä. Teleskoopit ovat antaneet tutkijoille mahdollisuuden tarkastella kaukaisia taivaankappaleita. Mikroskoopeilla tutkijat ovat löytäneet elämän perusosat. Kameran kautta tutkimusmatkailijat ovat saaneet pysyvän tietueen löytöistään luonnossa. Kupera linssi on näiden kolmen instrumentin pääkomponentti. Vaikka kupera linssi on luotettava, siinä on sisäisiä vikoja, joihin instrumenttivalmistajien on pitänyt kohdata.
Rakenne ja toiminta
Kaksoiskupera linssi on levyn muotoinen esine, joka on valmistettu esimerkiksi lasista tai muovista. Oikein rakennettuna tämän levyn kumpikin puoli kohoaa säännöllisen kaaren muodossa muodostaen osan pallosta. Kun yhdensuuntaiset valonsäteet törmäävät tähän linssiin kohtisuorassa levyn tasoon nähden, linssi taittuu tai taivuttaa näitä valonsäteitä niin, että ne tarkentuvat. Tehokkaasti valoa kohdentava linssi muodostaa selkeät kuvat ja täyttää tarkoituksenmukaisesti määrätyn roolinsa kaukoputkessa, mikroskoopissa tai kamerassa. Kuitenkin, jos objektiivissa on rakenteellisia vikoja, kuten väärä kaarevuus tai materiaali, joka ei ole täysin homogeenista, kuvat kärsivät suhteellisesti.
Pallomainen hajanaisuus
Linssin pallomaisen pinnan eri alueille törmäävä valo ei kohdistu tarkalleen samaan kohtaan. Säteet, jotka törmäävät linssiin kauimpana keskustasta, keskittyvät hieman lähemmäs linssiä kuin säteet kuin törmäävät linssiin sen keskelle. Tämä pallomaisen linssin sisäinen vika, jota kutsutaan pallomaiseksi poikkeavuudeksi, tuottaa kuvan hämärtymisen. Objektiivin reunan sulkeminen tuottaa paremman tarkennuksen. Monissa instrumenteissa taitava yhdistelmä erilaisia linssejä lähes eliminoi pallopoikkeamat.
Kromaattinen abraatio
Kromaattinen poikkeama johtuu siitä, että linssi taittuu tai taivuttaa joitain valon värejä terävämmin kuin toiset. Linssi taipuu violetteja valonsäteitä voimakkaammin kuin vihreä, ja punainen kärsii vielä vähemmän taittumisesta. Tämän seurauksena linssi pyrkii erottamaan valkoisen valon komponenttiväreihinsä, ja tuloksena on värikäs halo. Englantilainen John Dollond ratkaisi ongelman keksimällä akromaattisen dubletin, näiden yhdistelmän - kaksi linssiä eri lasimateriaaleista, joissa yksi lasityyppi korjasi lasin kromaattisen poikkeaman muut.
Komaattinen aberraatio
Komaattinen poikkeama tapahtuu, kun valonsäteet etäisyydeltä törmäävät linssiin kulmassa pikemminkin kuin kohtisuorassa sen levyn tasoon nähden. Tuloksena on komeettamainen häntä. Linssin asianmukainen jauhaminen eliminoi tämän ongelman. Termi "kromaattinen poikkeama" tulee sanasta "kooma", joka tarkoittaa komeetan ydintä ympäröivää loistavaa palloa.