さまざまな種類のレンズの欠陥

凸レンズは科学的発見において重要な役割を果たしてきました。 望遠鏡は、科学者が遠くの天体を見るのを可能にしました。 科学者たちは顕微鏡を使って、生命の基本的な構成要素を発見しました。 カメラを通して、探検家は自然界での発見の永続的な記録を取得しました。 凸レンズは、これら3つの機器の主要コンポーネントです。 信頼できるものの、凸レンズには、機器メーカーが対処しなければならなかった固有の欠陥があります。

両凸レンズは、ガラスやプラスチックなどの素材でできた円盤状の物体です。 適切に構築されている場合、このディスクの2つの側面のそれぞれは、球のセクションを形成するために規則的な曲線で膨らみます。 平行光線がディスクの平面に垂直にこのレンズに当たると、レンズはこれらの光線を屈折または曲げて焦点を合わせます。 光を効果的に集束させるレンズは、鮮明な画像を形成し、望遠鏡、顕微鏡、またはカメラで指定された役割を適切に果たします。 ただし、レンズに不適切な曲率や完全に均質ではない材料などの構造上の欠陥がある場合、画像は比例して影響を受けます。

レンズの球面の異なる領域に当たる光は、正確に同じ場所で出会うことはありません。 中心から最も遠いレンズに当たる光線は、中心近くのレンズに当たる光線よりもレンズにわずかに近く焦点を合わせます。 球面収差と呼ばれる球面レンズのこの固有の欠陥により、画像がぼやけます。 レンズのエッジをブロックすると、焦点が合いやすくなります。 多くの機器では、さまざまなレンズを巧みに組み合わせることで、球面収差をほぼ排除しています。

色収差は、レンズが特定の色の光を他の色よりも鋭く屈折または曲げるという事実から生じます。 レンズは紫の光線を緑よりも鋭く曲げ、赤はさらに屈折が少なくなります。 その結果、レンズは白色光をその構成要素の色に分離する傾向があり、カラフルなハローが生じます。 イギリス人のジョン・ドロンドは、アクロマティックダブレットの発明によって問題を解決しました。 1種類のガラスが色収差を補正した異なるガラス素材の2枚のレンズ その他。

コマ収差は、ある距離からの光線がディスクの平面に垂直ではなく、ある角度でレンズに当たると発生します。 その結果、尾のある彗星のような姿になります。 レンズを適切に研磨することで、この問題を解消できます。 「色収差」という言葉は、彗星の核を取り巻く鮮やかな球を意味する「コマ」という言葉に由来しています。