هیجان با نور و لیزر
ابیراهی کروی (اپتیک هندسی)
 
ابیراهی کروی
عدسی ها و آینه ها اغلب به روشی تولید می شوند که شکل هندسی آنها کروی خواهد بود. اگر به یک نیمکره پرتوهای موازی بتابانیم و بازتاب آنها را با استفاده از روابط ساده هندسی و قانون بازتاب ارزیابی کنیم، پرتوهای نزدیک محور و پرتوهای دور از محور کانون یکسانی ندارند و با دور شدن از محور کانون هم دورتر تشکیل می شود. این در حالی است که اگر شکل هندسی سطح بجای کره سهمی باشد، بخاطر اینکه انحنای سطح نسبت به کره با دورشدن از محور جبران شده است، پرتوها در یک کانون واحد جمع می شوند.
 
ابیراهی کروی.jpg

می توانید این دو مثال را به صورت ترسیمی و یا کامپیوتری با رعایت قانون بازتاب که زاویه بازتابش با زاویه تابش برابر است، انجام دهید و اثر شکل هندسی سطح را مشاهده کنید. در مورد عدسی ها هم همینطور است ولی باید بجای قانون بازتاب از قانون اسنل در شکست سطح ورودی و خروجی استفاده کرد. راه حلی که در ابتدا به نظر می رسد این است که باید عدسی و آینه را بجای کره به صورت سهمی بسازیم. البته برای ساخت آزمایشگاهی ممکن است ولی روشهای تولید اجازه این اقدامرا برای ساخت قطعات با کیفیت بالا نمی دهد. آینه های تلسکوپ که بزرگ هستند و صنعتی تولید نمی شوند را به صورت سهمی می سازند. همچنین قطعات با کیفیت کمتر مثل عدسی های استفاده شده در لیزر پوینترها و برخی ادوات دیگر که از پلاستیک تولید می شود، با قالب زنی ممکن است به سادگی به صورت سهمی ساخت. ولی با وجود رشد عدسی های پلاستیکی و امکان قالب زنی آنها، عدسی های شیشه ای دقیق که در اغلب سیستمهای اپتیکی هنوز کاربرد فراوان دارند و در نتیجه باید به سیستمهای کروی اتکا کرد.
چنین پیچیدگی ها و مشکلات در تصویرسازی سیستمهای اپتیکی را ابیراهی می نامند و این مورد ابیراهی کروی نام دارد. ابیراهی کروی یکی از انواع  ابیراهی‌ در عدسی هاست که باعث می‌شود تصویر یک نقطه دقیقاً  به صورت یک نقطه نبوده و در نتیجه  تصویر نهایی متناظر با منبع اولیه نباشد. منظور از ابیراهی کروی این است که کانون عدسی برای پرتوهایی که به مرکز عدسی می‌تابند با کانون عدسی برای پرتوهایی که به کناره‌های عدسی در فواصل بیشتر نسبت به مرکز می‌تابند متفاوت است. ابیراهی کروی نتیجه‌ی شکل کروی سطوح عدسی است بنابراین بسته به نوع آن، میزان ابیراهی می‌تواند زیاد و یا کم شود.
توجه داشته باشید که ما بدین علت در رابطه با تصویرسازی به یک نقطه اشاره می‌کنیم که هر جسم از نقاط بیشماری تشکیل شده است و عدسی تک تک این نقطه ها را تصویر میکند و در نهایت مجموعه‌ی آن نقطه‌ها، تصویر نهایی جسم را تشکیل می‌دهند. در صورتیکه  این تصاویر نقطه ای متناظر و دقیق نباشند در کیفیت تصویر نهایی اثر می‌گذارد. شاید برای یک عکس معمولی چنین کیفیتی چندان مهم نباشد ولی وقتی که مسئله دقت و قدرت تفکیک اجزا بسیار کوچک  در عکس پیش میاید، چنین تفکیکی حائز اهمیت میگردد.

 
 
Top

Shahid Beheshti University,دانشگاه شهید بهشتی

دانشگاه شهید بهشتی

Shahid Beheshti University,دانشگاه شهید بهشتی

دانشگاه شهید بهشتی