(рис. 17.3 в, 17.6) характеризуется тем, что лучи света, вышедшие из
точки объекта, расположенной на оптической оси, после преломления (отражения)
всеми элементами оптической системы, не собираются в одну точку. Каждый луч
пересекает оптическую ось в различных ее точках.
Рис. 17.3. Графики волновой аберрации, фотографии дифракционных точек
различных типов аберраций:
а - идеальная дифракционная точка (график развернутый в двух плоскостях); б - дифракционная точка в процессе фокусировки; в -
сферическая аберрация; г - астигматизм; д - кома
Рис 17.6. Кружки рассеяния
(дифракционная точка). Вблизи изображения и каустика при наличии сферической
аберрации.
Схема появления сферической
аберрации:
1 - дифракционная точка в плоскости
фокусировки, видна яркая точка и светлое кольцо, при этом реальное изображение
объекта исследования четкое, позволяющее различить близ лежащие светлые и
темные элементы;
2 - появление сферической аберрации
при выходе из плоскости фокусировки, при этом происходит перераспределение
энергии из ядра в кольцо - кольцо становится «набухшим»; в реальном изображении
появляется нечеткость контура, снижение контраста и разрешения;
3 и 4 - сферическая аберрация, в
реальном изображении - расфокусировка (нет возможности сфокусироваться); серое
изображение без контрастных элементов
Сферическую аберрацию можно наблюдать, если сфокусировать микроскоп на
дифракционный препарат, а затем расфокусировать изображение, удаляясь от места,
где должно находиться четкое изображение. В этом случае получится равномерно
освещенное световое пятно, которое по мере приближения к четкому изображению
уменьшается. При определенном положении внутри пятна появляется светлый диск.
При дальнейшем приближении светлое пятно вокруг диска все более и более
уменьшается. При этом оно становится светлее и приобретает особенно яркий край.
Однако, ни в каком месте при движении пятно не стягивается в точку. Наоборот,
начиная с определенного положения, при дальнейшем движении оно снова становится
больше. Центральный светлый диск исчезает, остается лишь светлое пятно с ярким
краем, который тоже постепенно исчезает.
Иными словами, существует не единая плоскость, где формируется
изображение объекта, а создается некая область (объем), где трудно найти резкое
изображение объекта.
Дифракционная картина отличается от идеальной тем, что происходит
перераспределение интенсивности света между ядром и светлым кольцом (первым
максимумом), делая их практически равными по яркости. Иными словами, ядро
становится «набухшим» (увеличивается в размере); темное кольцо (первый минимум)
— более тонким (уменьшается в размере); светлое кольцо — более широким
(увеличивается в размере); по полю появляется легкая дымка («облака») в темном
фоне между дифракционными картинами. Контраст и разрешение в изображении —
уменьшаются.
Вернуться к списку терминов