ข้อบกพร่องของเลนส์ประเภทต่างๆ

เลนส์นูนมีบทบาทสำคัญในการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ กล้องโทรทรรศน์ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถมองดูเทห์ฟากฟ้าที่อยู่ห่างไกลได้ ด้วยกล้องจุลทรรศน์ นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบองค์ประกอบพื้นฐานของชีวิต ผ่านกล้องนี้ นักสำรวจได้รับบันทึกถาวรของการค้นพบของพวกเขาในโลกธรรมชาติ เลนส์นูนเป็นส่วนประกอบหลักของเครื่องมือทั้งสามนี้ แม้ว่าเลนส์นูนจะเชื่อถือได้ แต่เลนส์นูนก็มีข้อบกพร่องในตัวซึ่งผู้ผลิตเครื่องมือต้องรับมือ

เลนส์นูนคู่เป็นวัตถุรูปแผ่นดิสก์ที่ทำจากวัสดุเช่นแก้วหรือพลาสติก หากสร้างอย่างถูกต้อง ทั้งสองด้านของแผ่นดิสก์นี้จะนูนออกมาเป็นเส้นโค้งปกติเพื่อสร้างส่วนของทรงกลม เมื่อแสงคู่ขนานของแสงกระทบเลนส์นี้ในแนวตั้งฉากกับระนาบของแผ่นดิสก์ เลนส์จะหักเหหรืองอรังสีแสงเหล่านี้เพื่อให้มาถึงโฟกัส เลนส์ที่เน้นแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพจะสร้างภาพที่ชัดเจนและตอบสนองบทบาทที่กำหนดไว้ในกล้องโทรทรรศน์ กล้องจุลทรรศน์ หรือกล้องอย่างเหมาะสม อย่างไรก็ตาม หากเลนส์มีข้อบกพร่องในการก่อสร้าง เช่น ความโค้งที่ไม่เหมาะสมหรือวัสดุที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างสมบูรณ์ ภาพจะเสียหายตามสัดส่วน

แสงที่กระทบบริเวณต่างๆ ของพื้นผิวทรงกลมของเลนส์จะไม่มาบรรจบกันที่จุดเดียวกันอย่างแม่นยำ รังสีที่กระทบเลนส์มากที่สุดจากจุดศูนย์กลางจะโฟกัสใกล้เลนส์เล็กน้อยมากกว่ารังสีที่กระทบเลนส์ใกล้ศูนย์กลาง ข้อบกพร่องที่แท้จริงของเลนส์ทรงกลมนี้เรียกว่าความคลาดเคลื่อนทรงกลม ส่งผลให้ภาพเบลอ การปิดกั้นขอบของเลนส์ทำให้เกิดการโฟกัสที่ดีขึ้น ในเครื่องมือต่างๆ การผสมผสานอย่างชำนาญของเลนส์ต่างๆ เกือบจะขจัดความคลาดเคลื่อนของทรงกลม

ความคลาดเคลื่อนสีเป็นผลมาจากการที่เลนส์หักเหหรือหักเหแสงบางสีได้คมชัดกว่าสีอื่นๆ เลนส์จะหักเหแสงสีม่วงได้คมชัดกว่าสีเขียว และสีแดงจะหักเหแสงได้น้อยกว่า ด้วยเหตุนี้ เลนส์จึงมีแนวโน้มที่จะแยกแสงสีขาวออกเป็นสีของส่วนประกอบ และให้ผลลัพธ์เป็นรัศมีที่มีสีสัน John Dollond ชาวอังกฤษได้แก้ปัญหาด้วยการประดิษฐ์ achromatic doublet ซึ่งเป็นการผสมผสานของ เลนส์สองชิ้นของวัสดุแก้วที่แตกต่างกัน โดยที่แก้วประเภทหนึ่งแก้ไขความคลาดเคลื่อนของสี อื่นๆ.

ความคลาดเคลื่อนของอาการโคม่าเกิดขึ้นเมื่อแสงจากระยะไกลกระทบกับเลนส์ในมุมหนึ่งแทนที่จะตั้งฉากกับระนาบของจาน ผลที่ได้คือรูปร่างคล้ายดาวหางที่มีหาง การเจียรเลนส์อย่างเหมาะสมช่วยขจัดปัญหานี้ คำว่า "ความคลาดเคลื่อนสี" มาจากคำว่า "โคม่า" ซึ่งหมายถึงลูกบอลสุกใสที่ล้อมรอบนิวเคลียสของดาวหาง