Aberaţie, în sistemele optice, cum ar fi lentilele și oglinzile curbate, abaterea razelor de lumină prin lentile, ceea ce determină estomparea imaginilor obiectelor. Într-un sistem ideal, fiecare punct al obiectului se va concentra către un punct de dimensiune zero pe imagine. Practic, însă, fiecare punct de imagine ocupă un volum de mărime finită și formă nesimetrică, provocând o neclaritate a întregii imagini. Spre deosebire de o oglindă plană, care produce imagini fără aberații, un obiectiv este un producător de imagini imperfecte, devenind ideal doar pentru razele care trec prin centrul său paralel cu axa optică (o linie prin centru, perpendiculară pe suprafețele lentilei). Ecuațiile dezvoltate pentru relațiile obiect-imagine dintr-un obiectiv cu suprafețe sferice sunt doar aproximative și se ocupă doar de raze paraxiale - adică raze care realizează doar unghiuri mici cu axa optică. Când este prezentă doar o singură lungime de undă, trebuie avute în vedere cinci aberații, numite aberații sferice, comă, astigmatism, curbura câmpului și denaturarea. O a șasea aberație găsită în lentile (dar nu oglinzi) - în mod obișnuit, aberație cromatică - rezultă atunci când lumina nu este monocromatică (nu are o lungime de undă).
optică: aberații ale lentilelor
Dacă o lentilă era perfectă și obiectul era un singur punct de lumină monocromatică, atunci, așa cum s-a menționat mai sus, unda de lumină care apare din
În aberațiile sferice, razele de lumină dintr-un punct de pe axa optică a unui obiectiv cu suprafețe sferice nu toate se întâlnesc în același punct de imagine. Razele care trec prin lentila aproape de centrul său sunt focalizate mai departe decât razele care trec printr-o zonă circulară lângă marginea sa. Pentru fiecare con de raze dintr-un punct de obiect axial care întâlnește lentila, există un con de raze care converg pentru a forma un punct de imagine, conul fiind diferit în lungime în funcție de diametrul zonei circulare. Oriunde se face un plan în unghi drept cu axa optică pentru a intersecta un con, razele vor forma o secțiune circulară. Zona secțiunii transversale variază cu distanța de-a lungul axei optice, cea mai mică dimensiune cunoscută sub numele de cercul cel mai puțin confuz. Imaginea cea mai liberă de aberații sferice se găsește la această distanță.
Coma, așa-numită deoarece o imagine punctuală este estompată într-o formă de cometă, este produsă când raze dintr-un punct obiect care se află în afara axei sunt imaginate de diferite zone ale lentilei. În aberații sferice, imaginile unui punct obiect pe axa care se încadrează pe un plan în unghi drept față de axa optică au o formă circulară, cu dimensiuni variate și suprapuse în jurul unui centru comun; în comă, imaginile unui punct obiect de sub ax sunt de formă circulară, cu dimensiuni variate, dar deplasate unele față de altele. Diagrama însoțitoare arată un caz exagerat de două imagini, una rezultând dintr-un con central de raze și cealaltă dintr-un con care trece prin margine. Modul obișnuit de reducere a coma este de a folosi o diafragmă pentru a elimina conurile exterioare ale razelor.
Astigmatismul, spre deosebire de aberația sferică și coma, rezultă din eșecul unei singure zone a unei lentile de a focaliza imaginea unui punct off-ax într-un singur punct. Așa cum este arătat în schema tridimensională, cele două planuri în unghi drept unul cu celălalt care trec prin axa optică sunt planul meridian și planul sagital, planul meridian fiind cel care conține punctul obiectului din axă. Razele care nu se află în planul meridianului, numite raze skew, sunt focalizate mai departe de lentilă decât cele situate în plan. În ambele cazuri, razele nu se întâlnesc într-un punct focalizat, ci ca linii perpendiculare între ele. Intermediar între aceste două poziții imaginile au formă eliptică.
Curbura câmpului și denaturarea se referă la locația punctelor de imagine unul față de celălalt. Chiar dacă primele trei aberații pot fi corectate în proiectarea unui obiectiv, aceste două aberații ar putea rămâne. În curbura câmpului, imaginea unui obiect plan perpendicular pe axa optică se va afla pe o suprafață paraboloidică numită suprafața Petzval (după József Petzval, matematician maghiar). Câmpurile cu imagini plane sunt de dorit în fotografie pentru a se potrivi cu planul și proiecția filmului atunci când hârtia mărită sau ecranul de proiecție se află pe o suprafață plană. Distorsiunea se referă la deformarea unei imagini. Există două tipuri de distorsiuni, care pot fi prezente într-o lentilă: distorsiunea butoiului, în care mărirea scade odată cu distanța față de axă și distorsiunea pincushion, în care mărirea crește odată cu distanța de axa.
Ultima aberație, aberația cromatică, este eșecul unei lentile de a concentra toate culorile în același plan. Deoarece indicele de refracție este cel puțin la capătul roșu al spectrului, distanța focală a unui obiectiv în aer va fi mai mare pentru roșu și verde decât pentru albastru și violet. Mărirea este afectată de aberația cromatică, fiind diferită de-a lungul axei optice și perpendiculară pe aceasta. Primul se numește aberație cromatică longitudinală, iar a doua, aberație cromatică laterală.
