Re: aberrazione sferica

From: Elio Fabri <elio.fabri_at_tiscali.it>
Date: Wed, 11 Jun 2008 21:14:39 +0200

Angelo ha scritto:
> Allora, riassumiamo.
>
> Io ho un fronte d'onda piano che incide su una lente positiva o su uno
> specchio concavo: l'effetto dell'ottica � di curvare il fronte piano
> rendendolo sferico (convergente in un punto che sarebbe il centro
> della sfera): diffrazione a parte (che non c'entra niente con la
> correzione dell'ottica, ma dipende dal diametro dell'obiettivo),
> possiamo misurare "in qualche modo" lo scostamento del fronte reale da
> quello sferico ideale. Indipendentemente dal fatto che questo
> scostamento dipenda dalla aberrazione sferica o dalla scarsa
> "finitura" superficiale. Ovvio che parliamo di un fronte di un onda
> "monocromatica".
In realta' la diffrazione c'entra e come, perche' ti da' il limite al
disotto del quale non ha senso preoccuparsi dell'errore prodotto
dall'ottica.
In questo senso non e' vero che correggere a 1/20 di lambda e meglio
che correggere a 1/10, perche' a causa della diffrazione non si vede in
pratica nessuna differenza.

Preciso un punto che non mi e' sembrato tanto chiaro: le due cause di
errore considerate sono
a) l'aberrazione sferica
b) gli errori di lavorazione dell'ottica.
Prima domanda: perche' non anche le altre aberrazioni?
Qui debbo correggere luh, che ha scritto
> al tutto ci si aggiunge anche l'eventuale astigmatismo se il profilo
> della sezione non e' uniforme
confondendo due tipi di astigmatismo...
Quello di cui parla lui e' l'astigmatismo causato dal fatto che la
superficie non e' una superficie di rivoluzione attorno all'asse
ottico.
Ma c'e' un altro astigmatismo, ed e' quello che di solito s'intende in
questo contesto: il difetto di un sistema ottico nel formare immagini
puntiformi quando la sorgente sta fuori dell'asse ottico.
Quella che si chiama "aberrazione extra-assiale".
In realta' le aberrazioni extra-assiali sono piu' d'una, ed e'
importante il _coma_. Ma lasciamo perdere, e limitiamoci a sorgenti
sull'asse.

I due effetti a) e b) in sostanza si sovrappongono, perche' entrambi
fanno si' che l'onda uscente dal sistema ottico non sia esattamente
sferica.
Anche qui precisando: non e' questione di "rugosita'", ma di
irregolarita' della superficie, che possono esser anche molto dolci ma
la fanno deviare dalla forma ideale.

In una trattazione ondulatoria della diffrazione e delle aberrazioni, si
possono dare dei criteri di tolleranza per tutti questi errori. Uno
usato spesso e' il "criterio di Strehl":
"Occorre che lo scarto quadratico medio della deviazione del fronte
d'onda da una sfera non superi lambda/14".
Forse ti ho gia' citato le mie lezioni di astronomia... Se si',
l'ultimo capitolo della seconda parte tratta questo argomento.

> Ho solo due curiosit�:
>
> 1) se lo specchio � piano, come si fa? Penso che facendo incidere un
> fronte piano, si va a misurare "quanto" il fronte piano riflesso sia
> davvero piano!
Si mette lo specchio nel percorso della luce in un sistema ottico di
qualita' nota, e si vede l'effetto che fa :-)

> 2) le comuni lenti di ingrandimento (dove con "comune" intendo non
> costosissime lenti di obiettivi fotografici o di rifrattori
> professionali, ecc),
> hanno la correzione dell'aberrazione sferica? Cio�, sono asferiche? Io
> credo proprio di no! Questo dovrebbe far lievitare un bel po' il
> nostro paramentro di correzione: � giusto?
Infatti no, e non ce ne sarebbe motivo.
Per ragioni che sarebbe troppo lungo spiegare, l'importanza dell'ab.
sferica va con la quarta potenza del rapporto tra diametro della
pupilla d'uscita e focale della lente.

Nel caso in questione la pupilla d'uscita e' quella dell'occhio, si'
che quel rapporto e' gia' parecchio piccolo. Poi c'e' la quarta
potenza...
A conti fatti, il criterio di Strehl e' largamente soddisfatto anche
senza nessuna correzione.
                                      

-- 
Elio Fabri
Received on Wed Jun 11 2008 - 21:14:39 CEST

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