אברציה אופטית
אַבֵּרַצְיָה אוֹפְּטִית היא פגם בתמונה הנוצרת במערכת אופטית, וגורם לשינוי בתמונה המתקבלת לעומת הקירוב הפראקסיאלי, שבו מניחים שזוויות קרני האור ביחס לציר, קטנות. במערכות הדמיה, העיוות מתרחש כאשר אור היוצא מנקודה איננו מתכנס לנקודה בודדת לאחר המעבר במערכת. עיוותים מתרחשים כיוון שהתאוריה הפראקסיאלית הפשוטה איננה מודל מדויק של מעבר אור במערכת אופטית, והם נוצרים גם כאשר אין פגמים ברכיבים האופטיים.
עיוותים גורמים לטשטוש הדמות הנוצרת במערכת ההדמיה האופטית. מתכננים של מערכות אופטיות נדרשים לתכנן מערכת אופטית מתוקנת כך שהיא תפצה על העיוותים.
סקירה עריכה
ניתן לחלק עיוותים לשתי קטגוריות: מונוכרומטי וכרומטי. עיוותים כרומטיים (צבעיים) נגרמים כתוצאה מנפיצה, כלומר השינוי של מקדם השבירה של חומר העדשה לפי אורך הגל. עיוותים אלו אינם קיימים בשימוש באור מונוכרומטי, ואינם קיימים באופטיקה מחזירה (כמו מראות) אלא רק באופטיקה מעבירה (כמו עדשות).
עיוותים מונוכרומטיים (צבע או אורך גל בודד) נגרמים כתוצאה מהגאומטריה של העדשות או המראות ומתרחשים גם כאשר האור נשבר וגם כאשר הוא מוחזר. עיוותים אלו מתרחשים גם כאשר האור הוא מונוכרומטי, ומכאן שמם.
עיוותים כרומטים עריכה
- עיוות כרומטי צירי או אורכי
- עיוות כרומטי רוחבי
עיוותים מונוכרומטיים עריכה
- עיוות כדורי
- אסטיגמטיזם
- שביט (קומה)
- עיקום שדה
- תמונה מעוותת (מתיחה/כיווץ של השוליים)
בהדמיה של מערכת אופטית המורכבת מעדשות או ממראות ניתן לנתב קרני אור הנפלטות מנקודות שונות, לחשב בנפרד את האברציות השונות בדמותה של כל נקודה, ולשפר את ביצועי המערכת, על ידי שינויים מתאימים שיביאו להקטנת האברציות.
באופן כללי, תיקון אברציות יכול להתבצע על ידי הוספת אלמנטים אופטיים פשוטים, כלומר עוד עדשות או מראות למערכת.
עיוותים מונוכרומטיים עריכה
התאוריה הבסיסית של מערכות אופטיות טוענת שקרני אור המגיעות מעצם נקודתי יתאחדו לדמות נקודתית, ולכן מרחב העצם יבנה מחדש במרחב הדמות. מונחים כגון אורך מוקד ומישור המוקד, שפותחו על ידי גאוס, מאפשרים את הקביעה של דמות עבור כל עצם בכל מערכת. התאוריה הגאוסית, נכונה כל עוד הזוויות שיוצרות כל הקרניים עם הציר האופטי (הציר הסימטרי של המערכת) הן קטנות מאוד, כלומר רק עבור עצמים, דמויות ועדשות קטנות. בפועל תנאים אלו אינם מציאותיים, והדמויות הנוצרות ממערכות לא מתוקנות יהיו לרוב מטושטשות, כל עוד המפתח או שדה הראיה חורג מגבולות מסוימים.
לקריאה נוספת עריכה
- אברציות אופטיות הקשורות לעדשות מולטיפוקליות בניתוחי קטרקט
- אסטיגמציה - צילינדר
- Guenther, Robert, Modern Optics, John Wiley & Sons Inc, 1990.
קישורים חיצוניים עריכה
- Mortimer Abramowitz, סקירה נרחבת על אברציות אופטיות, Molecular Expressions
- אברציות בעדשות, ראו עמוד 5-6 (אורכב 15.02.2010 בארכיון Wayback Machine), טכניון
- technology/distortion-optics אברציה אופטית, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
