№4 ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ ЖҰМЫС

Линзаның сфералық және хроматикалық аберрациясын бақылау

Жұмыстың мақсаты: Дөңес жұқа линзаның көмегімен сфералық және

хроматикалық аберрацияларын анықтау.

Керекті құрал-жабдықтар: Жарықтандырғыш, екі еселенген дөңес линза,

обьектив, (дөңгелек және сақиналы) екі диафрагма,

светофильтрлер жинағы, жылжымалы экран, сызғыш.

Қысқаша теория

Сындырғыш бетерден құралған система оптикалық система деп аталады. Егер барлық нүктелердің қисықтық центрлері бір түзудің бойында жатса, ондай система центрленген система деп аталады. Біз бұған дейін жарқырауық нүкте оптикалық система осінің бойында немесе оған өте жақын жатады деп ұйғарып келдік. Мұндай жағдайларда системаға түсетін сәулелер шоғы жіңішке болып оны мен ұлы оптикалық ось арасындағы бұрыш өте кішкене болады. Осындай сәулелердің көмегімен салынған кескіндердің сапасы жақсы болады. Бірақ іс жүзінде бұл шарттар орындала бермейді, системаға түскен жарық шоқтары жалпақ және олар мен ұлы оптикалық ось арасындағы бұрыш үлкен болады да кескін дәл және анық болмайды. Бұған қосымша, егер кескін түсіру үшін ақ жарық пайдаланылған болса, онда кескіннің жиектері алабажақ болады. Кескінің осындай кемшілігі болуы оптикалық системаның сапасы нашар екендігінен. Оптикалық системаның кемістіктері системаның аберрациялары деп аталады.

Енді қысқаша системаның неізгі кемістіктеріне тоқталайық.

1. Сфералық аберрация

Жинағыш линзаға оның оптикалық осінде тұрған жарқырауық нүктеден бытырай таралған жалпақ жарық шоғы түссе (1-сурет) линзаның оптикалық осіне нүктеде, ал линзаның осінен қашық жарық шоқтары осьпен нүктеде қиылысады.

1-сурет

Сондықтан нүктесінің кескіні дәл нүкте болмай, көмескі дөңгелекше болады. Линзаның осындай кемістігі сфералық аберрация деп аталады. Сонда пен нүктелерінің арақашықтығы линзаның сфералық аберрациясының өлшеуі болады.

Сфералық аберрацияның шамасы линза беттерінің қисықтығына, сыну көрсеткішіне және жарық көзіне оның қандай беті қарап тұрғанына байланысты болады. Жинағыш линзалардың сфералық аберрациясы теріс таңбалы, ал шашыратқыш линзаның сфералық аберрациясы оң таңбалы болады. Сонда аберрацияларының таңбалары екі түрлі:жинағыш және шашыратқыш линзалардан құрастырып сфералық аберрациясы жөнделген күрделі система жасауға болады. Егер бұл линзалардың аберрациялары шама жағынан бірдей болса, онда бұл екеуі сфералық аберрациясы жоқ әлсіз жинағыш линза қызметін атқарады.

2. Хроматикалық аберрация

Линзаға түскен жарықтың құрамына толқынның ұзындығы әртүрлі жарық сәулелері енетін болса, онда линзадан өткенде әрқайсысы әртүрлі сынады. Мысалы, дөңес линзадан өткен ақ жарықтың жолына алғаш қызыл шыны, одан соң күлгін шыны қойылса, сонда жылжымалы экран бетінде өткен қызыл жарық сәулелері нүктеде, күлгін жарық сәулелері нүктеде тоғысады. Егер экранды айқын күлгін кескін пайда болатын жерге орнатып, қызыл жарық түсірсек, онда экранның бетінде көмескі қызыл дақ пайда болады. Егер экран және нүктелерінің аралығына орнатып, ақ жарық пайдаланылса, онда линзаның беретін кескіні көмескі дөңгелек пішінді болып, жиегі түрлі түсті болады. Бұл құбылыс хроматикалық аберрация деп аталады. Хроматикалық аберрацияның нәтижесінде линзаның толқын ұзындығы әртүрлі сәулелерге сәйкес келетін фокус қашықтықтары түрліше болады. Мысалы, қызыл жарыққа сай фокус аралығы алыс, ал күлгін жарыққа сай фокус аралығы жақын болады, өйткені жарық толқыны қысқарған сайын заттың сыну көрсеткіші арта береді.