аберация, в оптични системи, като лещи и извити огледала, отклонението на светлинните лъчи през лещите, което води до замъгляване на изображения на предмети. В идеална система всяка точка на обекта ще се фокусира до точка с нулев размер върху изображението. Практически обаче всяка точка на изображение заема обем с ограничен размер и несиметрична форма, причинявайки известно размиване на цялото изображение. За разлика от равнинното огледало, което дава изображения без аберации, обективът е несъвършен производител на изображения, който става идеален само за лъчи, минаващи през центъра му успоредно на оптичната ос (линия през центъра, перпендикулярна на повърхностите на лещата). Уравненията, разработени за връзки между обект и изображение в леща със сферични повърхности, са само приблизителни и се отнасят само до параксиални лъчи, т.е. лъчи, които правят само малки ъгли с оптичната ос. Когато е налице светлина само с една дължина на вълната, има пет аберации, които трябва да бъдат разгледани, наречени сферична аберация, кома, астигматизъм, кривина на полето и изкривяване. Шеста аберация, открита в лещи (но не в огледала) - едноименна, хроматична аберация - се получава, когато светлината не е монохроматична (не е с дължина на една вълна).
оптика: аберации на обектива
Ако лещата е перфектна и обектът е единна точка на монохроматична светлина, тогава, както бе отбелязано по-горе, светлинната вълна излиза от
При сферична аберация лъчевите лъчи от точка на оптичната ос на лещата със сферични повърхности не всички се срещат в една и съща точка на изображението. Лъчите, минаващи през лещата близо до центъра й, са фокусирани по-далеч от лъчите, минаващи през кръгова зона близо до ръба му. За всеки конус лъчи от точка на аксиален обект, срещаща се с лещата, има конус от лъчи, който се сближава, образувайки образна точка, като конусът е различен по дължина според диаметъра на кръговата зона. Където и да е направена равнина под прав ъгъл спрямо оптичната ос, която да пресича конус, лъчите ще образуват кръгло сечение. Площта на напречното сечение варира с разстояние по протежение на оптичната ос, най-малкият размер, известен като кръг на най-малко объркване. На това разстояние се намира изображението, най-свободно от сферична аберация.
Комата, така наречена, защото точковото изображение е замъглено във форма на комета, се получава, когато лъчите от обективна точка извън ос се изобразяват от различни зони на лещата. При сферична аберация изображенията на осева обектна точка, които падат върху равнина под прав ъгъл спрямо оптичната ос, имат кръгла форма, с различна големина и се наслагват около общ център; в кома изображенията на обектна точка извън оста са с кръгла форма, с различна големина, но изместени един спрямо друг. Придружаващата диаграма показва преувеличен случай на две изображения, едното е получено от централен конус от лъчи, а другото от конус, минаващ през джантата. Обичайният начин за намаляване на комата е използването на диафрагма за елиминиране на външните конуси от лъчи.
Астигматизмът, за разлика от сферичната аберация и кома, е резултат от неспособността на една единствена зона на лещата да фокусира образа на точка извън оста в една точка. Както е показано на триизмерната схема, двете равнини под прав ъгъл една към друга, минаващи през оптичната ос, са равнината на меридиана и сагиталната равнина, като равнината на меридиана е тази, която съдържа обектната точка извън оста. Лъчи, които не са в меридианната равнина, наречени коси лъчи, са фокусирани по-далеч от лещата, отколкото тези, които лежат в равнината. И в двата случая лъчите не се срещат в точков фокус, а като линии, перпендикулярни една на друга. Междинно между тези две позиции изображенията са с елипсовидна форма.
Кривината на полето и изкривяването се отнасят до местоположението на точките на изображението една спрямо друга. Въпреки че предишните три аберации могат да бъдат коригирани в дизайна на обектива, тези две аберации биха могли да останат. В кривината на полето изображението на равен предмет, перпендикулярно на оптичната ос, ще лежи върху параболоидна повърхност, наречена повърхност на Петцвал (след Йозсеф Петцвал, унгарски математик). Плоските полета на изображението са желани във фотографията, за да съответстват на равнината на филма и проекцията, когато увеличаващата се хартия или екранът за проекция лежат върху равна повърхност. Изкривяването се отнася до деформация на изображение. Има два вида изкривяване, всяко от които може да присъства в лещата: изкривяване на цевта, при което увеличението намалява с разстоянието от оста, и изкривяване на щипката, при което увеличението се увеличава с разстоянието от оста.
Последната аберация, хроматична аберация, е неуспехът на лещата да фокусира всички цветове в една и съща равнина. Тъй като показателят на пречупване е най-малко в червения край на спектъра, фокусното разстояние на лещата във въздуха ще бъде по-голямо за червено и зелено, отколкото за синьо и виолетово. Увеличението се влияе от хроматичната аберация, различно по оптичната ос и перпендикулярно на нея. Първата се нарича надлъжна хроматична аберация, а втората - странична хроматична аберация.
