Сферическая аберрация
Сфери́ческая аберра́ция — аберрация оптических систем из-за несовпадения фокусов для лучей света, проходящих на разных расстояниях от оптической оси[1]. Приводит к нарушению гомоцентричности пучков лучей от точечного источника без нарушения симметрии строения этих пучков (в отличие от комы и астигматизма). Различают сферическую аберрацию третьего, пятого и высшего порядков[2].
Сферическую аберрацию принято рассматривать для пучка лучей, выходящего из точки, расположенной на оптической оси. Однако, сферическая аберрация имеет место и для других пучков лучей, выходящих из точек, удаленных от оптической оси, но в таких случаях она рассматривается как составная часть аберраций всего наклонного пучка лучей. Причём, хотя эта аберрация и называется сферической, она характерна не только для сферических поверхностей.
В результате сферической аберрации параллельные лучи после преломления линзой (в пространстве изображений) получает вид не конуса, а некоторой воронкообразной фигуры, наружная поверхность которой вблизи узкого места называется каустической поверхностью. При этом изображение в фокусе имеет вид круга с неоднородным распределением освещённости, а форма каустической кривой позволяет судить о характере распределения освещённости. В общем случае, форма изображения при наличии сферической аберрации представляет собой систему концентрических окружностей с радиусами, пропорциональными третьей степени координат на входном (или выходном) зрачке.
Сферическая аберрация линзы (системы линз) объясняется тем, что её преломляющие поверхности встречают отдельные лучи сколько-нибудь широкого пучка под различными углами[П 1], вследствие чего более удалённые от оптической оси лучи преломляются сильнее, нежели приближённые к оптической оси[П 2] лучи, и образуют свои точки пересечения, удалённые от фокальной плоскости[3].
Расстояние δs' по оптической оси между точками пересечения приближённых к оптической оси и отдалённых от неё лучей называется продольной сферической аберрацией.
,
