Les lentilles convexes ont joué un rôle important dans la découverte scientifique. Les télescopes ont permis aux scientifiques de voir des corps célestes lointains. Avec des microscopes, les scientifiques ont découvert les constituants de base de la vie. Grâce à la caméra, les explorateurs ont acquis un enregistrement permanent de leurs découvertes dans le monde naturel. La lentille convexe est le composant principal de ces trois instruments. Bien que fiable, la lentille convexe présente des défauts intrinsèques auxquels les luthiers ont dû faire face.
Construction et fonction
Une lentille double convexe est un objet en forme de disque fait de matériaux tels que le verre ou le plastique. S'il est correctement construit, chacun des deux côtés de ce disque se gonflera en une courbe régulière pour former une section de sphère. Lorsque des rayons de lumière parallèles frappent cette lentille perpendiculairement au plan du disque, la lentille réfractera ou pliera ces rayons lumineux de sorte qu'ils se concentrent. Un objectif qui focalise efficacement la lumière forme des images claires et remplit parfaitement son rôle dans un télescope, un microscope ou un appareil photo. Cependant, si l'objectif présente des défauts de construction, tels qu'une mauvaise courbure ou un matériau qui n'est pas parfaitement homogène, les images en souffriront proportionnellement.
Abération sphérique
La lumière frappant différentes zones de la surface sphérique de la lentille ne se rencontrera pas précisément au même endroit. Les rayons frappant la lentille la plus éloignée du centre se concentreront légèrement plus près de la lentille que les rayons qui frappent la lentille près de son centre. Ce défaut intrinsèque des lentilles sphériques, appelé aberration sphérique, se traduit par une image floue. Le blocage du bord d'un objectif produit une meilleure mise au point. Dans de nombreux instruments, une combinaison habile de différentes lentilles élimine presque l'aberration sphérique.
Aberration chromatique
L'aberration chromatique résulte du fait qu'une lentille réfracte ou courbe certaines couleurs de lumière plus fortement que d'autres. Une lentille courbe les rayons de lumière violette plus fortement que le vert, et le rouge souffre encore moins de réfraction. En conséquence, la lentille a tendance à séparer la lumière blanche en ses couleurs composantes, et un halo coloré en résulte. L'Anglais John Dollond a résolu le problème par l'invention du doublet achromatique, une combinaison de deux lentilles de matériaux de verre différents dans lesquels un type de verre a corrigé l'aberration chromatique de la autre.
Aberration comatique
L'aberration comatique se produit lorsque les rayons lumineux à distance frappent une lentille à un angle plutôt que perpendiculairement au plan de son disque. Le résultat est une figure semblable à une comète avec une queue. Un meulage correct de la lentille élimine ce problème. Le terme « aberration chromatique » vient du mot « coma », qui désigne la boule brillante qui entoure le noyau d'une comète.