Aberrações em Lentes - dimensaodigital.com.br

Prof. Sérgio L. M. Berleze
Departamento de Física – UFPr
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Aberrações em Lentes
Aberração Esférica
raios incidentes na direção do eixo óptico.
os raios periféricos (■) e os raios centrais (●) convergem em pontos diferentes
(P’ ■ e P ● sobre o eixo óptico).
em lentes convergentes P’ ocorre antes de P, e em lentes divergentes ocorre
depois de P.
é minimizada com a utilização apenas dos raios paraxiais.
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Coma
raios incidentes não paralelos ao eixo óptico (pequena inclinação).
imagem semelhante a um cometa (coma ≡ cauda).
os raios que passam pela periferia da lente e os raios que passam pelo centro
da lente convergem para regiões diferentes (há um deslocamento radial).
Curvatura de Campo
quando um feixe oblíquo atinge a lente, sua imagem se forma mais próximo
da lente do que a imagem formada por um feixe paraxial.
a imagem de um objeto plano colocado perpendicularmente ao eixo óptico
forma-se sobre uma superfície curva (a imagem só é aproximadamente plana
na região central).
pode ser reduzida com associação de lentes convergentes e divergentes.
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Distorção
IMAGEM
OBJETO
a ampliação depende da distância entre o objeto e a lente.
a ampliação é diferente para cada ponto da imagem.
observada principalmente em lentes espessas.
OBJETO
IMAGEM
lentes convergentes lentes divergentes
(almofada)
(barril)
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Astigmatismo
c
T
S
a
S
b
d
feixe com incidência oblíqua em relação ao eixo óptico.
raios incidentes com grande inclinação em relação ao eixo óptico.
raios que atravessam a lente passando pelo eixo a-b (plano sagital) formam
imagem em S, e os raios que atravessam a lente passando pelo eixo c-d
(plano transversal) formam imagem em T.
c
a
Raios no plano
transversal
d
vista lateral
Aberrações_Lentes
b
vista de cima
Raios no plano
sagital
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Aberração Cromática
devido ao índice de refração depender do comprimento de onda.
o azul apresenta maior desvio que o vermelho, por isso converge para um
ponto mais próximo da lente.
corrigida com uma combinação de lentes de materiais diferentes (com
diferentes curvas de dispersão) e de diferentes tipos (convergente e
divergente) → dubleto.
Figuras obtidas de:
The Photografic Lens, William H. Price, Scientific American Aug/1976.
http://www.opticaduilio.com.br/artigos/aberracoes.html
http://www.inape.org.br/oticos.html
http://www.vanwalree.com/optics/chromatic.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Chromatic_aberration
http://en.wikipedia.org/wiki/Lens_(optics)
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/geoopt/aber2.html
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QUADRO RESUMO
Aberrações monocromáticas:
nome
raios
efeito
correção
(em relação ao eixo
óptico)
perda de nitidez
● maior raio de curvatura
● raios paraxiais
● índice de refração em
gradiente (GRIN)
● dubletos
esférica
● paralelos
● oblíquos
(raios paraxiais e
periféricos formam
imagens em
posições diferentes)
coma
● oblíquos
perda de nitidez
curvatura de
campo
● oblíquos
deformação
● dubletos espaçados
distorção
● oblíquos
deformação
● dubletos espaçados e diafragma
de abertura
astigmatismo
● oblíquos
perda de nitidez
● dubletos espaçados e diafragma
de abertura
● maior raio de curvatura
● dubletos espaçados com
diafragma de abertura entre eles
Aberração cromática:
nome
cromática
Aberrações_Lentes
raios
(em relação ao eixo
óptico)
● paralelos
● oblíquos
efeito
● perda de nitidez
(separação de cores)
correção
● dubletos espaçados
ou em contato