4.12.5. Кома
В наклонном пучке обнаруживается новая аберрация, заключающаяся в том, что в строении пучка нарушается симметрия. Эта аберрация называется комой. Фигура рассеяния перестает быть круглой, ее форма становится более сложной.
Рис. 4.12.9
Пучок параллельных лучей, падающий на систему наклонно, должен собираться в задней фокальной плоскости (рис. 4.12.9). Но из-за действия сферической аберрации и комы нарушается симметрия в строении пучка. Пересечение трех лучей не лежат в одной точке.
Величина, численно характеризующая кому, равна
Размер фигуры рассеивания в меридианальной плоскости определяется разностью
Величина D характеризует сферическую аберрацию и меридианальную кривизну изображения.
Кома представляет большие трудности при исправлении, она является существенным недостатком многих оптических приборов. Фигура рассеивания для комы имеет вид треугольника (комета) у вершины которого максимум энергии.
Если кроме комы в образовании пятна рассеяния участвует еще сферическая аберрация, то фигура рассеяния теряет простой вид и приобретает сложную форму. Если в оптической системе устранена сферическая аберрация для осевой точки предмета и выполнено условие синусов
То в пределах небольшого поля зрения, т.е. для элементарной площадки изображения кома устраняется и получается точечное изображение.
4.12.6. Дисторсия
Дисторсия не вызывает нерезкости изображения, она искажает форму изображения, которое становится не подобным самому предмету. Дисторсия возникает вследствии нарушения одного из положений геометрической оптики – постоянства линейного увеличения в паре сопряженных и перпендикулярных к оптической оси плоскостях. При непостоянстве увеличения можно встретится с тремя случаями:
а). По мере удаления от оптической оси увеличение v возрастает;
б). v остается постоянным;
в). v уменьшается. Второму случаю соответствует отсутствие дисторсии.
Рис. 4.12.10
Рассмотрим первый случай. Пусть предмет имеет форму квадрата (рис. 4.12.10). Линейное увеличение возрастает с удалением от оптической оси. Так как точка C лежит дальше от оптической оси, чем точка B , то изображение точки C будет расположено не в углу квадрата, а несколько дальше. Аналогично находятся изображения остальных углов квадрата. Таким образом, квадрат имеет вогнутые стороны. Дисторсия такого типа называется положительной, или подушкообразной.
И, наоборот, если v уменьшается, то стороны квадрата будут выпуклыми, Это характерно для второго типа дисторсии, которая называется отрицательной или бочкообразной.
Линейная величина дисторсии определяется по формуле:
Или в процентных величинах
На практике установлено, что в зрительных трубах можно допустить значительную дисторсию, а фотографических объективах следует устранять дисторсию значительно более тщательно. Это связано с формой ограничения поля зрения. Если рассматривать через трубу вертикальные линии, то линия, проходящая через центр поля зрения не искривляется. Чем дальше линия отстоит от центра, тем искривление больше (рис. 78). При круглом поле зрения искривление меньше заметно для глаза наблюдателя, так как он судит о кривизне по стрелке прогиба кривой линии.
Рис. 4.12.11
Нормально принято допускать дисторсию до 3.5%, в зрительных трубах до 11%. В хороших фотографических объективах дисторсия допускается до 0.5%. В некоторых объективах дисторсия устраняется особо тщательно, до 0.1% (Объективы для аэрофотосъемки).