الانحرافات البصرية
الانحرافات هي انحرافات النظام البصري الحقيقي عن التصوير المثالي شبه المحوري، مما يؤدي إلى تشويش أو تشويه الصورة بعيدًا عن المحور أو للأشعة غير شبه المحورية.
Definition
عيوب في تكوين الصورة تفشل من خلالها الأنظمة البصرية في رسم كل نقطة جسم إلى نقطة صورة واحدة حادة، وتصنف على أنها انحرافات لونية من هندسة الأشعة غير شبه المحورية وانحرافات لونية من اعتماد معامل الانكسار على الطول الموجي.
Scope
يغطي هذا الموضوع الانحرافات المنهجية عن التكوين المثالي للصورة التي تنشأ عندما ينهار التقريب شبه المحوري أو عندما تكون أطوال موجية مختلفة من الضوء متضمنة. ويشمل الانحرافات اللونية الخمسة الأولية (سيدل) وهي الانحراف الكروي، والكومة، واللابؤرية، وانحناء المجال، والتشوه، بالإضافة إلى الانحراف اللوني الناشئ عن التشتت. ويتناول وصف جبهة الموجة للانحرافات، واعتمادها على الفتحة والمجال، والاستراتيجيات المستخدمة لموازنتها أو تصحيحها في تصميم العدسات.
Core questions
- لماذا تفشل العدسات الحقيقية في تكوين صور مثالية لنقاط الجسم خارج المحور أو ذات الفتحة الواسعة؟
- ما هي الأنواع المميزة للانحراف الأولي وكيف يشوه كل منها الصورة؟
- كيف ينشأ الانحراف اللوني من التشتت وكيف يتم تصحيحه؟
- كيف يمكن لتصميم متعدد العناصر موازنة الانحرافات ضد بعضها البعض؟
Key concepts
- الانحراف الكروي
- الكومة
- اللابؤرية
- انحناء المجال
- التشوه
- الانحراف اللوني
- خطأ جبهة الموجة
- رقم آبي
Key theories
- نظرية الانحراف (من الرتبة الثالثة) لسيدل
- يؤدي توسيع خطأ جبهة الموجة إلى الرتبة الثالثة في الفتحة وزاوية المجال إلى خمسة انحرافات لونية أولية، وهي الانحراف الكروي، والكومة، واللابؤرية، وانحناء المجال، والتشوه، ولكل منها اعتماد مميز على الفتحة والمجال.
- الانحراف اللوني واللا لونية
- نظرًا لأن معامل الانكسار يختلف باختلاف الطول الموجي، فإن البعد البؤري يعتمد على اللون؛ ويؤدي دمج العدسات ذات التشتت التكميلي في عدسة مزدوجة لا لونية إلى تركيز طولين موجيين أو أكثر في بؤرة مشتركة.
Clinical relevance
يتم قياس انحرافات العين البشرية، سواء أخطاء الانكسار منخفضة الرتبة أو الانحرافات عالية الرتبة، بواسطة قياس انحراف جبهة الموجة وتصحيحها بالنظارات، أو العدسات اللاصقة المخصصة، أو جراحة الانكسار؛ كما أن التحكم في الانحرافات ضروري للمجاهر عالية الدقة والأدوات الفلكية.
History
نشر سيدل نظرية الرتبة الثالثة للانحرافات الأولية الخمسة في عام 1856، مما وفر لمصممي العدسات مفردات منهجية. في وقت سابق، طور فراونهوفر وآخرون عدسات مزدوجة لا لونية للحد من الانحراف اللوني، ووضع آبي لاحقًا تصميم العدسات على أساس نظري ومترولوجي أكثر رسوخًا في تصنيع بصريات المجهر.
Key figures
- Ludwig von Seidel
- Ernst Abbe
- Joseph von Fraunhofer
Related topics
Seminal works
- bornwolf1999
- smith2007
Frequently asked questions
- ما الفرق بين الانحراف الكروي والانحراف اللوني؟
- الانحراف الكروي هو عيب لوني حيث تتركز الأشعة التي تمر عبر مناطق مختلفة من سطح كروي على مسافات مختلفة، بينما ينشأ الانحراف اللوني لأن الأطوال الموجية المختلفة للضوء تنكسر بكميات مختلفة وبالتالي تتركز في نقاط مختلفة.
- هل يمكن التخلص من الانحرافات تمامًا؟
- لا توجد عدسة واحدة خالية من جميع الانحرافات، ولكن الاختيار الدقيق لأشكال العناصر والمواد والمسافات، واستخدام الأسطح اللاكروية، يمكن أن يقلل الانحرافات المتبقية إلى مستوى لا يذكر لتطبيق معين.