ابیراهی
|
تغییر شکل در تصویر به دست آمده از هر عدسی یا آیینه. تمام عدسیها، آینه ها، منشورها و به طور کلی تمام دستگاههای که از یک یا چند مورد از آنها استفاده می کنند ایده آل نبوده و دارای خطا یا ابیراهی می باشند.
محتویات
ابیراهی در عدسی
در سیستمهای نوری هر انحرافی از تصویر کامل تحت عنوان ابیراهی مطرح می‌شود که این انحراف برای نور تکرنگ شامل ابیراهی کروی ، ابیراهی کما ، انحنای میدان ، اعوجاج و آستیگماتیسم می‌باشد. نور مرکب علاوه بر ابیراهیهای مذکور ابیراهی رنگی نیز خواهد داشت.
در سیستمهای نوری مرکزدار و عدسیها چنین فرض می‌شود که در تمام حالات از طرف جسم دسته باریکی اشعه که شعاع اصلی آن عمود بر سطح عدسی باشد، می‌تابد. همچنین ، جسم کوچک ، عمود بر محور اصلی و نور تابشی تکرنگ فرض می‌شود، ولی در عمل شرایط فوق موجود نیست، در نتیجه تصویری که توسط دستگاهی ، از یک جسم حاصل می‌شود، با تصویر نظری یکسان نمی‌باشد، یعنی در نتیجه عدم رعایت تقریب گاوس و بکار نبردن نور تکرنگ معایبی در تصویر حاصل می‌شود و هر انحرافی از تصویر کامل تحت عنوان ابیراهی مطرح می‌شود.
ابیراهی رنگی
در تلسکوپ های شکستی نور وارد عدسی ها شده و می شکند ، با توجه به این که نور های مختلف در فاصله های مختلفی کانونی می شوند اشکالی به وجود می آید که به آن ابیراهی رنگی گویند. به این صورت که اگر در چشمی نگاه کنیم شاهد یک هاله آبی در اطراف جرم خواهید بود.
برای رفع این مشکل عدسی های از دو بخش تشکیل می شوند که به چنین عدسی هایی عدسی های آکروماتیک می گویند .عدسی های آکروماتیک را از یک جز همگرا و با جنسی که نور سفید را کم تر تجزیه می کند و یک جز واگرا که به گونه ای است که تجزیه آن بیشتر از شکستش باشد می سازند.در عدسی حاصل از ترکیب این دو جز نور سفید به وسیله عدسی همگرا به هنگام عبور از عدسی واگرا خنثی می شود ولی شکست نور در عدسی همگرا تقریبا حفظ می شود (در واقع تجزیه نمی شود).
ابیراهی تکفام
انحراف هر شعاع از مسیر تعیین شده (ابیراهی آن) بوسیله فرمول گاوس برحسب پنج حاصل‌جمع موسوم به جمعهای سیدل بیان می‌شود. اگر تصویر حاصل بدون عیب می‌بود، تمام این حاصل‌جمعها صفر می‌شد، اما هیچ دستگاه نوری نمی‌توان ساخت که در آن تمام این شرایط را یکجا داشته باشیم. صفر شدن هر یک از این جمله‌ها متناظر با نبودن ابیراهی معینی است. این ابیراهیها که برای هر رنگ و ضریب شکست خاصی وجود دارد، تحت عنوان ابیراهی نور تکفام مطرح می‌شوند.
ابیراهی کروی
این نقیصه عدسی هایی است که سطح کروی دارند.اکثر عدسی های سطح کروی دارند و سطح های پیشین و پسین این عدسی های کروی شکل اند . این قبیل عدسی ها نمی توانند نور را به درستی کانونی کنند . شعاع های نوری که از نزدیکی لبه این عدسی های می گذرد بیش از شعاع های نوری است که از مرکز عدسی شکسته می شوند و به این ترتیب یکی از دو شعاع نوری با دیگری اختلاف پیدا میکندو دراین صورت تصویر حاصله تار میگردد.
این خطا کاملا با کنجنمایی رنگی متفاوت است. خطای کروی حتی وقتی که هیچ تجزیه نوری هم صورت نگیرد ممکن است وجود داشته باشد. اگر سطوح عدسی به جای آن که کروی باشند سهمی وار ساخته شوند این خطا برطرف شده و شاهد خطای کروی نخواهید بود.انحنای یکی عدسی سهمی وار در لبه ها کمتر از مرکز آن است و اشعه موازی را در کانون مشخص واحدی جمع میکند.
ابیراهی کما
اگر نقطه نورانی خارج از محور اصلی عدسی باشد و یک دسته اشعه با زاویه بزرگ به عدسی فرستاده شود، اشعه خروجی پس از خروج از عدسی در روی صفحه‌ای عمود بر محور فرعی تصویر غیرقرینه‌ای بدست خواهد داد. این تصویر از نظر شکل و توزیع انرژی نامتقارن است، این ابیراهی تصویر را ابیراهی کما می‌نامند. در حقیقت ابیراهی کما همان ابیراهی کروی است که از قرار گرفتن نقطه نورانی در خارج از محور اصلی حاصل می‌شود. خود ابیراهی کما بر دو نوع کما مثبت و کما منفی تقسیم می‌شود.
ابیراهی آستیگماتیسم
این عیب تصویر موقعی روی می‌دهد که فاصله نقطه‌ای از جسم ، از محور آینه مقعر تا حدی زیاد باشد و اشعه‌های تابشی چه باهم موازی باشند و چه باهم موازی نباشند، با آینه زاویه φ می‌سازند. در مورد عدسیها هم ابیراهی به همین شکل مطرح است، یعنی عدسی از نقطه دور از محور نمی‌تواند تصویر نقطه‌ای بدهد. در این صورت دچار ابیراهی آستیگماتیسم است و تصویر مبهم حاصل از آن آستیگماتیک نام دارد، زیرا خطوط شعاعی متفاوتی در کانون متفاوتی نسبت به خطوط عمودی متمرکز می‌شوند.
انحنای میدان
اگر عیب دستگاه نوری از هر لحاظ اصلاح شده باشد، باز نقایصی در تصویر به علت انحنای میدان ایجاد می‌شود که میدان و تصویر در مرکز واضح است و در کناره‌‌ها به کلی ناواضح است، زیرا اشعه آمده از هر یک از نقاط جسم محدود نیست. بطوری که شعاعهای ویژه نقاط مختلف جسم از نقاط مختلف عدسی عبور نمی‌کند.
ابیراهی اعوجاج یا واپیچش نور
ابیراهی مربوط به اعوجاج یا واپیچش در مورد اجسام مربعی بوجود می‌آید، بطوریکه تصویر یک شی مربعی ، دیگر مربع نباشد، زیرا بزرگنمایی جانبی در تمام جهات یکنواخت نیست، ممکن است اضلاع به درون خمیده باشند که واپیچش بالشی ایجاد کنند، یا اضلاع به بیرون خمیده شوند و تولید واپیچش بشکه‌ای کنند.
کنترل و بهینه سازی ابیراهیها در دستگاههای نوری
ابیراهی در عدسی به نوع شیشه عدسی که نوع محیط عدسی نیز تعبیر می‌شود، توان (فاصله کانونی) تک تک اجزای نوری در صورتی که توان اجزا مختلف عوض شوند، یکسری از ابیراهیها تصحیح می‌شوند که در رفع کما و آستیگماتیسم عامل مهم است.
شکل عدسی (میزان خمیدگی عدسی) توان عدسی تغییر کند، شعاع سطوح عوض می‌شود، آنچه بر ابیراهیها اثرگذار است، شکل عدسی ، فاصله بین عدسیها یا اجزای نوری دستگاه که این فاصله بر ارتفاع پرتو و یا توان کل ذستگاه تاثیر دارد. ضخامت عدسیها محل دریچه در مورد ابیراهی آستیگماتیسم ، واپیچش ، انحنای میدان ، رنگی عرضی و کما این عامل اثر گذار است. [2]
منابع
1. دانشنامه ستاره شناسی [۱]
2. شبکه فیزیک هوپا [۲]
