Abbildungsfehler

(Siehe Hecht, Optik [Hec, pp. 380]) (Siehe Pérez, Optik [Pér96, pp. 117,130]) (Siehe Tipler, Physik [TM04, pp. 1081])

Es gibt die folgenden Abbildungsfehler

sphärische Aberration

Wie bei Konkavspiegeln werden nicht achsennahe parallele Strahlen nicht auf einen Punkt fokussiert. Die sphärische Aberration entsteht bei kugelförmigen Spiegeln oder bei Linsen mit kugelförmigen Oberflächen. Parabelförmige Oberflächen würden für achsenparallele Strahlen keine sphärische Aberration zeigen^2.1.

Sphärische Aberration

Die von einem Punkt ausgehenden Strahlen formen eine Kaustik. Deshalb sind Fotografien, die mit kleinen Blendenöffnungen aufgenommen werden, schärfer abgebildet. Wird die Blendenöffnung zu fest geschlossen, verschmieren Beugungseffekte die Abbildung. Optimal sind Blenden zwischen 8 und 11.

chromatische Aberration

Durch die chromatische Dispersion werden verschiedene Farben unterschiedlich stark gebrochen.

Chromatische Aberration

Intensitätsverteilung im Fokus bei chromatischer Aberration

Charakteristische Kurve bei chromatischer Abberation

Blaues Licht wird stärker gebrochen als rotes, also ist die Brennweite für rotes Licht länger als für blaues. Die Abbildung zeigt oben den Strahlengang und in der Mitte die Farbzusammensetzung des Fokus. Unten ist die Verschiebung des Fokus als Funktion der Farbe angegeben. Berechnet worden sind die Darstellungen mit WinLens3D Basic.

Astigmatismus schiefer Bündel

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Astigmatismus

Schiefe parallele Bündel von Licht werden auf einen Punkt fokussiert, dessen Abstand von der Linsenhauptebene umso grösser wird, je schiefer der Einfallswinkel ist. Deshalb sind Fotografien am Rand weniger scharf als im Zentrum.