Hallo!
Kann mir jemand erklären, was man unter sphärischer und chromatischer Aberration in der Optik versteht?
Besten Dank im voraus!
Gruß
Michael
Hi Michael,
die naive Vorstellung von einer Lupe ist z.B., dass sie Sonnenlicht auf einen verschwindend kleinen Fleck (Brenn"punkt") fokussiert. Nun ist eine Lupe nichts anderes als eine sphärische Sammellinse. Die Lichtstrahlen, die die Linse parallel treffen werden nun aber nicht genau auf einen Punkt gebündelt:
-
Die äußeren Strahlen werden zu stark gebrochen und schneiden die optische Achse VOR dem Brennpunkt (sphärische Abberation)
-
Licht unterschiedlicher Wellenlänge wird unterschiedlich stark gebrochen, da der Brechungsindex von Glas von der Wellenlänge abhängt (Dispersion), so dass auch verschiedene Wellenlängen nicht genau in einem Punkt zusammentreffen (chromatische Abberation).
Die sp. A. kann man etwa durch Verwendung einer asphärische Linse verringern, ansonsten verwendet man in der Optik immer Mehrlinsensysteme, deren untersch. Glassorten und Krümmungen bewirken, dass sich deren Fehler gegenseitig möglichst gut aufheben. Spiegelsysteme besitzen auch sphärische Abberation (Kugelspiegel), deshalb benutzt man häufig Parabolspiegel, hingegen keine chromatische Abberation, da sie mit Reflexion, nicht mit Brechung arbeiten.
Viele Grüße
Sculpture
Hallo Michael,
eigentlich nicht schwer:
Stellen wir uns folgendes Linsensystem vor:
----------Linse
------------()
-----------/()\
----------/-()-\
---------/–()–\
-Punkt-1-*—()—*-Punkt-2
-----------()–/
-----------()-/
-----------()/
------------()
(Eigentlich wollte ich diese Striche (-) nicht, aber mein Browser will nicht ohne, also einfach wegdenken.)
Wenn diese Linse Punkt 1 (P1) auf Punkt 2 (P2) projizieren kann, so weisst sie keine Aberration auf. (Hierbei spielen die Brechstaerke und die Abstaende eine Rolle, aber gelten soll nur das Prinzip; die Linse kann P1 auf P2 werfen.) Gut, aber wenn sie das eben nicht kann und P2 nicht GENAU eine Abbildung erfaehrt, so ist die Linse nicht perfekt, sie weisst Aberration auf. Dies ist darauf zurueckzufuehre, dass sie nicht symmetrisch ist und deshalb an eigentlich identischen Punkten unterschiedliche Brechkraft besitzt. Spaehrische Aberration ist vom Prinzip eben dieser Fall. Sonderfaelle sind z. B. das Flimmern in der Luft; die Luft ist bewegt oder besitzt unterschiedlich Dichten und Dein Auge sieht gleich mehrere Abbildung der hinter dieser Luftmasse liegenden Punkte. Ein anderer Fall ist (ungefaehr) das Funkeln der Sterne.
Chromatische Aberration beruht darauf, dass Linsen (gleich welcher Natur) Strahlung unterschiedlicher Wellenlaenge unterschiedlich stark brechen. Waehrend im ersten Fall P2 auf Punkte P2’, P2’’ usw. in einer Ebene abgebildet wird (abgebildet werden kann), wird in diesem Fall (im Ideal) P2 auf P2’, P2’’ usw. hintereinander abgebildet. In „einer“ Ebene kann man so verschiedene Farben sehen, z. B. beim Regenbogen.
Oft aber treten beide Faelle gleichzeitig auf. Wann hat man schon perfekte Linsen & monochromatische Strahlung?
Zudem gelten diese Prinzipien nicht nur fuer Licht, sondern fuer jede Art von Strahlung, auf Korpuskularstrahlung (z. B. Elektronen).
Besten Gruss,
Christian
Hallo Michael!
Sphärische Aberration und chromatische Aberration sind Linsenfehler.
Sphärischer Aberration tritt bei kugelförmigen (sphärischen) Linsen auf: Randstrahlen werden stärker gebrochen als paraxiale Strahlen.
Chromatische Aberration tritt aufgrund der Dispersion auf: Blau wird stärker gebrochen als Rot.
Solche optischen Effekte sind insbesondere in der Astronomie sehr störend.
Gruß,
Nina
Danke! owT
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