СФЕРИЧЕСКАЯ АБЕРРАЦИЯ. 

          Первый источник аберраций состоит в том, что линзы, ограниченные сфери-

ческими поверхностями, преломляют  лучи  не  совсем  так, как это принимается в параксиальном приближении. Искажения, связанные с нарушением  гомоцентрич-

ности пучков, называются геометрическими или лучевыми аберрациями.

При прохождении реального непараксиального пучка света  через  реальную оптическую систему  возникает  отклонение волновой  поверхности  от  сферичес-       кой. Пучок перестает быть гомоцентрическим, и излучение не фокусируется  в од- ной точке. Возникновение сферической аберрации связано с  нарушением  тех  ус-  ловий, для  которых  справедливы  законы  фокусировки  излучения  оптическими    системами.

           Пусть имеем систему с Ф>0. Тогда для  параксиальных  лучей от  точечного источника  S после преломления в линзе изображение S/ находится на растоянии b от линзы.

           Но лучи,  пересекающие  линзу  вблизи

ее краев, преломляются сильнее и сойдутся на

оптической оси в  точке   S// ,   которая   лежит

ближе, чем  S/.

           В результате   изображение  светящейся

точки на экране,  перпендикулярном  оптичес-

кой оси, будет  в  виде  расплывчатого   пятна.

Этот вид погрешности, связанный  со  сферич-

ностью преломляющих поверхностей, называ-

ется   сферической  аберрацией.  Количествен-

ная мера - отрезок dS.

             dS = S// - S/  - продольная сферическая  аберрация.

          Для  положительной  оптической   системы dS<0  (отрицательной -  dS>0). На совмещенном с S/ экране будет наблюдаться светлый   кружок. Его  радиус  на- зывается  поперечной  сферической аберрацией.

          Наиболее отчетливым изображение источника S будет при положении  экра-

на посередине между S/  и  S//.Размеры пятна будут наименьшие.(Называют  круж-

ком наименьшего рассеяния). Величина dS зависит от R1, R2,n. У несимметричной линзы аберрация  зависит от того, какой стороной линза обращена к источнику.

          Способы уменьшения:

         1)  Диафрагма (ограничиваясь параксиальными  пучками) –  но  уменьшается                                  светосила линзы.

2)  Выбором более сложной формы преломляющей поверхности. Только для

заданной  пары сопряженных точек .

3)      Используя комбинацию собирающей (dS<0) и рассеивающей (dS>0) линз

со сферическими преломляющими поверхностями и  определенными  оп-

тическими силами.

         Cферическую аберрацию  можно  устранить только для  определенного  рас-

стояния до предмета, и лишь для определенных двух сопряженных точек.

         Отличительной особенностью  сферической  аберрации  является  то, что она  сохраняется  даже при положении светящейся точки на оси системы, когда все ос-

тальные аберрации (в монохроматическом свете) исчезают.

         Сферические аберрации  создают  не только линзы, но и  зеркала,  не  только

сферические, но и плоские. Поверхностям  зеркал телескопов-рефлекторов прида-

ют форму  параболоида вращения.

          Объективы микроскопов коррегируют  для  вполне  определенной  толщины

плоскопараллельных покровных стекол.

         Cферическая аберрация является частным случаем астигматизма.