Benjamin Crowell: Quang học - Phần 13

3.3 Quang sai Sự không hoàn hảo hay biến dạng trong một ảnh được gọi là quang sai. Quang sai có thể do khiếm khuyết trong thấu kính hoặc gương gây ra, nhưng ngay cả với một bề mặt quang hoàn hảo vẫn không tránh khỏi một độ quang sai nào đó. Để thấy rõ nguyên nhân, hãy xét sự gần đúng toán học mà chúng ta đã làm, đó là chiều sâu của độ cong của gương là nhỏ so với do và di. Vì chỉ có gương phẳng mới thỏa mãn điều kiện gương-nông này một cách hoàn...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Benjamin Crowell: Quang học - Phần 13 Benjamin Crowell: Quang học - Phần 133.3 Quang saiSự không hoàn hảo hay biến dạng trong một ảnh được gọilà quang sai. Quang sai có thể do khiếm khuyết trong thấukính hoặc gương gây ra, nhưng ngay cả với một bề mặtquang hoàn hảo vẫn không tránh khỏi một độ quang sainào đó. Để thấy rõ nguyên nhân, hãy xét sự gần đúng toánhọc mà chúng ta đã làm, đó là chiều sâu của độ cong củagương là nhỏ so với do và di. Vì chỉ có gương phẳng mớithỏa mãn điều kiện gương-nông này một cách hoàn hảo,nên mọi cái gương cong sẽ bị lệch khỏi hành trạng toánhọc mà chúng ta đã suy luận ra bằng cách giả thuyết điềukiện trên. Có hai loại quang sai chính ở các loại gươngcong, và hai loại này cũng xảy ra với thấu kính. + Phóng to hìnhh/ Một cái gương lồi có dạng một quả cầu. Ảnh bị thu nhỏ (M < 1). Hiện tượng này giống với ví dụ 5, nhưng ở đây ảnh bị méo do sự cong của cái gương không nông.(1) Vật nằm trên trục chính của thấu kính hoặc gương cóthể được tạo ảnh chính xác, nhưng những vật nằm ngoàitrục có thể bị lệch tiêu điểm hoặc bị biến dạng ảnh. Ởcamera, loại quan sát sẽ biểu hiện dưới dạng sự nhòe ảnhhay sự uốn cong ở gần rìa ảnh khi phần ở giữa được hội tụchính xác. Một ví dụ thuộc loại này nêu trong hình i, vàtrong ví dụ đặc biệt đó, quang sai không phải là dấu hiệucho thấy thiết bị có chất lượng thấp hay không thích hợpđể sử dụng mà là một hệ quả không thể tránh khỏi củaviệc cố kéo phẳng một tầm nhìn toàn cảnh; trong giới hạncủa ảnh toàn cảnh 360o, vấn đề sẽ tựa như bài toán biểudiễn bề mặt của Trái đất trên một tấm bản đồ phẳng, côngviệc không thể hoàn thành nếu không có sự méo ảnh.(2) Ảnh có thể là sắc nét khi vật nằm ở một cự li nhất địnhvà bị mờ đi khi nó nằm ở những cự li khác. Sự mờ ảnhxảy ra vì các tia sáng không cắt nhau tại cùng một điểm.Nếu chúng ta biết trước khoảng cách của vật đến gươnghoặc thấu kính được sử dụng, thì chúng ta có thể tối ưuhóa hình dạng của bề mặt quang học để tạo ảnh sắc néttrong tình huống đó. Chẳng hạn, gương cầu sẽ tạo ra ảnhhoàn chỉnh của một vật nằm tại tâm của mặt cầu, vì mỗitia sáng bị phản xạ thẳng theo phương bán kính mà nóphát ra. Tuy nhiên, đối với những vật nằm ở những cự lilớn hơn, thì sự tụ ảnh có phần mờ đi. Trong thiên văn học,những vật thể luôn luôn nằm ở xa vô cùng, nên gương cầulà sự chọn lựa tồi đối với kính thiên văn. Một hình dạngkhác (parabol) có công dụng tốt hơn trong thiên văn học