Выпуклые линзы сыграли важную роль в научных открытиях. Телескопы позволили ученым видеть далекие небесные тела. С помощью микроскопов ученые открыли основные составляющие жизни. С помощью камеры исследователи получают постоянную запись своих открытий в мире природы. Выпуклая линза - главный компонент этих трех инструментов. Несмотря на надежность, выпуклая линза имеет внутренние дефекты, с которыми приходилось сталкиваться производителям инструментов.
Конструкция и функции
Двойная выпуклая линза - это предмет в форме диска, сделанный из таких материалов, как стекло или пластик. При правильной конструкции каждая из двух сторон этого диска будет выпирать по правильной кривой, образуя сечение сферы. Когда параллельные лучи света падают на эту линзу перпендикулярно плоскости диска, линза преломляет или изгибает эти световые лучи так, чтобы они попадали в фокус. Линза, которая эффективно фокусирует свет, формирует четкие изображения и хорошо выполняет свою роль в телескопе, микроскопе или камере. Однако, если линза имеет дефекты конструкции, такие как неправильная кривизна или материал, который не является идеально однородным, изображения будут пропорционально страдать.
Сферическая аберрация
Свет, падающий на разные участки сферической поверхности линзы, не будет встречаться в одном и том же месте. Лучи, падающие на линзу, находящуюся дальше всего от центра, будут фокусироваться немного ближе к линзе, чем лучи, чем падают на линзу около ее центра. Этот внутренний дефект сферических линз, называемый сферической аберрацией, приводит к нечеткому изображению. Блокировка края линзы обеспечивает лучшую фокусировку. Во многих инструментах умелое сочетание разных линз почти устраняет сферическую аберрацию.
Хроматическая аберрация
Хроматическая аберрация возникает из-за того, что линза преломляет или изгибает одни цвета света более резко, чем другие. Хрусталик изгибает фиолетовые световые лучи сильнее, чем зеленые, а красный страдает еще меньше преломлением. В результате линза имеет тенденцию разделять белый свет на составляющие его цвета, и в результате получается красочный ореол. Англичанин Джон Доллонд решил проблему изобретением ахроматического дублета, сочетания две линзы из разных материалов стекла, в которых один тип стекла корректирует хроматическую аберрацию Другие.
Коматическая аберрация
Коматическая аберрация возникает, когда световые лучи издалека падают на линзу под углом, а не перпендикулярно плоскости ее диска. В результате получилась кометоподобная фигура с хвостом. Правильная шлифовка линзы устраняет эту проблему. Термин «хроматическая аберрация» происходит от слова «кома», которое обозначает блестящий шар, окружающий ядро кометы.
