Хроматические аберрации

Хроматизм положения

Схема исправления хроматизма положения. 1 — (); 2 — флинт; 3 — луч; 4 — точка сведе́ния и лучей

При прохождении света через или другие оптические материалы наблюдается . Это явление заключается в том, что среды зависит от излучения (разных ).

лучей, как правило, больше, чем , поэтому () синих лучей Fblue{\displaystyle F_{blue}} расположен ближе к , чем фокус красных лучей Fred{\displaystyle F_{red}}. Отсюда следует, что лучи, полученные разложением света, будут иметь различное . Единого фокусного расстояния у одной линзы не существует, а есть совокупность фокусных расстояний — по одному фокусу на луч каждого цвета.

Разность Fblue−Fred{\displaystyle F_{blue}-F_{red}} называется «хроматизмом положения» (или хроматической разностью положения, продольной хроматической аберрацией). несколько её уменьшает.

При этом изображения предмета в лучах разного цвета будут находиться на разных расстояниях от задней главной точки. Если наводить на резкость по красным лучам, изображение в синих лучах будет не в фокусе, и наоборот.

Конструкция фотографических рассчитана на устранение хроматических аберраций. Система линз, выполняющих сближение фокусов двух (например, синих и жёлтых) лучей, называется (ахроматизированной), а при сближении фокусов трёх лучей — , четырёх — .

Хроматизм положения вызывает значительную нерезкость изображения, поэтому при чёрно-белой съёмке и , у которых он не устранён, после установки на резкость нужно ввести дополнительную поправку на положение объектива относительно светочувствительного элемента p{\displaystyle p}, определяемую по формуле:

p=d250f,{\displaystyle p={\frac {d^{2}}{50f}},}

где:

• d{\displaystyle d} — ;
• f{\displaystyle f} — монокля или перископа.

Необходимость в поправке вызывается тем, что при визуальной наводке изображение из-за повышенной чувствительности глаза к лучам устанавливается в их фокусе, а не в фокусе сине-фиолетовых лучей, к которым наиболее чувствителен чёрно-белый фотоматериал. Сине-фиолетовые лучи, будучи не в фокусе, образуют значительные «кружки рассеяния», уменьшающие резкость изображения.

Хроматизм положения может быть исправлен путём комбинирования собирательной и рассеивающей . Линзы должны состоять из и обладать различной . При прохождении через первую линзу луч отклонится к и . Войдя во вторую линзу, луч незначительно отклонится в обратную сторону и повторно диспергирует, но в обратном направлении. В результате хроматическая аберрация первой линзы компенсируется второй, «отрицательной», линзой, и лучи различных цветов соберутся в одной точке. Такие линзы, исправляющие хроматизм положения, называются (ахроматами).

Ахроматические линзы используются во многих современных . Ахроматизировать отдельный элемент оптической системы или их комбинацию далеко не всегда необходимо; достаточно, чтобы все элементы в целом компенсировали дисперсию друг друга.

Для уменьшения хроматических аберраций в конструкциях оптических приборов (, , , и т. д.) могут применяться такие оптические элементы, как линзы из особых оптических стёкол (курцфлинт, лангкрон), или .

Хроматизм увеличения

Хроматизм увеличения (также называется хроматической разностью увеличения) — хроматическая аберрация, при которой изображения одного и того же предмета в лучах разного цвета имеют несколько различный размер. Не уменьшается от , как и от .

Для цветного изображения в цифровой форме хроматизм увеличения может быть в какой-то степени исправлен программным путём. Для точного сведения трёх компонентов изображения (красный, зелёный и синий) необходимо для двух из них изменить масштаб, оставляя неподвижной ту точку, где проходила оптическая ось (обычно, это центр кадра). Во многих преобразователях -файлов такая функция имеется, но оптическая корректировка предпочтительнее, так как в сложных объективах присутствуют и другие аберрации, которые простыми преобразованиями не исправляются и индивидуальны для каждой модели объектива, в результате чего становится сложно выделить хроматизм увеличения программно. Хорошая коррекция хроматизма увеличения невозможна, когда объектив плохо работает в . Исправление хроматизма увеличения на компьютере улучшает качество изображения, но всё же предпочтительнее снимать фотографии теми объективами, которые имеют минимальные аберрации. Так, объективы с фиксированным фокусным расстоянием обычно имеют существенно меньшие аберрации, чем .

Инструкция

1. Наблюдайте за нужными вам объектами через светофильтр. Чаще всего в самодельных оптических приборах стоит простая линза большого диаметра. Чтобы избавиться от дефекта, необходимо сузить спектральный диапазон. Используйте для этого светофильтры ЖС17 или ЖС12. Их можно взять в фотонаборах. На просвет они желтые. Установите их перед объективом или за окуляром. Первый вариант предпочтительнее, но это зависит от размеров фильтра и линз. Изображение приобретет желтоватый оттенок, но при этом станет более резким. Таким способом можно наблюдать яркие объекты — например, луну.
2. Уменьшите относительное отверстие оптического прибора. Дело в том, что чем больше диаметр объектива — тем больше и хроматическая аберрация. Но есть определенное соотношение диаметра объектива и фокусного расстояния, при котором она малозаметна. Вырежьте из картона кружок, диаметр которого равен внутреннему диаметру вашей подзорной трубы или телескопа. В центре его сделайте круглое отверстие диаметром в 1,5-2 раза меньше диаметра объектива. Покрасьте полученную диафрагму в черный цвет. Поместите ее внутрь трубы на небольшом расстоянии от объектива. Наблюдая в оптический прибор, подберите такое расстояние от кружка до объектива, при котором аберрация будет минимальной. Можно поэкспериментировать и с диаметром отверстия диафрагмы. Здесь необходимо учесть, что чем дальше от объектива будет диафрагма, тем диаметр отверстия должен быть меньше.
3. Наиболее радикальным способом борьбы с хроматической аберрацией является применение ахроматических объективов. В самом простом случае такой объектив состоит из двух линз, сделанных из стекол разного типа. Показатели преломления различных спектральных составляющих света в них противоположны, а суммарное фокусное расстояние соответствует необходимому в оптическом приборе. Такие линзы стоят объективах фотоаппаратов, биноклях, теодолитах и профессиональных телескопах. Попробуйте вместо линзы вашего прибора использовать телеобъектив от фотоаппарата с большим фокусным расстоянием. Хроматическая аберрация в таком приборе практически не должна ощущаться.
4. Если есть возможность, замените линзовую оптическую систему на зеркальную. Их используют в мощных профессиональных астрономических приборах. Если вам в руки попадется фотообъектив марки МТО, попробуйте сделать телескоп на его базе. Для этого нужно только добавить к нему окуляр. Такие объективы довольно часто попадаются в комиссионных магазинах. Он как раз и представляет собой зеркально-линзовую систему. Прибор будет практически свободен от всех видов аберраций.

Хроматическая аберрация

Хроматическая аберрация вызывается разбросом начальных энергий электронов.
 

Хроматическая аберрация свойственна всем точкам поля линзового объектива независимо от. Она проявляется в том, что фокус объектива для лучей разных длин волн не будет находиться в одной точке, а займет некоторый отрезок вдоль оптической оси прибора, где он расположится в виде точечного спектра. Хроматическая аберрация при зеркальной оптике отсутствует, но для линзовой неизбежна, так как показатель преломления любого оптического материала всегда зависит от длины волны. В спектрографах хроматическая аберрация не имеет большого значения и исправляется установкой фотопластинки под углом к оптической оси прибора; величина этого угла может достигать нескольких десятков градусов.
 

Хроматическая аберрация проявляется в том, что изображение, созданное зелеными лучами, не совпадает с изображениями, созданными красными или синими лучами. Несовпадение бывает двух видов: изображения находятся на разных расстояниях от линзы; изображения находятся в одной плоскости, но имеют разный масштаб увеличения. Первая аберрация называется хроматизмом положения, вторая — хроматизмом увеличения.
 

Хроматические аберрации, свойственные голографическим фильмам и экранам, могут также вызвать значительные нарушения слитности цветного изображения, если длины волн излучения при получении голограммы отличаются от длин волн при воспроизведении изображения. Даже малые различия между длинами волн могут вызвать недопустимое ухудшение качества цветного изображения.
 

Хроматическая аберрация — снижение скорости электронов после просвечивания объекта, приводящее к ухудшению разрешения; усиливается с увеличением толщины объекта и уменьшением ускоряющего напряжения. Контрастирование ( химическое и физическое) — обработка исследуемых образцов для повышения общего контраста изображения и ( или) выявления отд. Негативное контрастирование-обработка микрочастиц или макромолекул на пленке-подложке р-рами соед.
 

Хроматические аберрации — появление окрашенности изображений, возникающее из-за того, что лучи разных длин волн могут проходить оптическую систему разными путями.
 

Хроматические аберрации приводят к тому, что в белом ( или вообще немонохроматическом) свете изображение всегда окрашено, особенно по краям, где видна яркая цветная каемка.
 

Хроматическая аберрация зависит от длины волны и уменьшается с увеличением К.
 

Хроматические аберрации возникают при преломлении белого света на оптических поверхностях; при этом происходит разложение света на спектральные составляющие. Это свойство преломляющей среды носит название дисперсии.
 

Хроматическая аберрация, сущность которой заключается в том, что белый луч света, проходя через линзу, разлагается на свои составные части — лучи разных цветов, преломляющиеся под разными углами и сходящиеся поэтому на разных расстояниях от объектива ( фиолетовые лучи преломляются сильнее всех и собираются ближе к объективу, красные — наоборот), что влечет окрашивание краев изображения.
 

Хроматическая аберрация проявляется в виде окрашивания изображения, происходящего вследствие того, что линза, обладая свойствами преломляющей призмы, разлагает белый луч на составные спектральные лучи, которые не сходятся в одной точке, а образуют в фокальной плоскости окрашенный кружок рассеяния.
 

Хроматическая аберрация означает, что линза имеет разные фокусные расстояния для разных длин волн. Каждая точка отображается линзой не в точку, а в размытое разноцветное пятнышко.