Astigmatism (optică)

O lentilă convexă cu raze emise de un obiect din afara axei. planurile sagittale și cele sudice sunt marcate ca „M” și respectiv „S”. Datorită astigmatismului (foarte exagerat), planurile de imagine „B” sunt diferite pentru razele din planul sagital și cel sudic.

Astigmatismul, grecescul α- (a-) care înseamnă „fără” și στίγμα (stigma), semn, punct, este o „ aberații optice prezente într-un singur sistem sau lentile compuse, obiectivul „ ochiului ”; razele care se propagă în două planuri de intersecție ale axei optice la unghiuri diferite, de exemplu perpendiculare între ele, au arzătoare diferite și proiectează imaginea unui punct, același lucru este deformat.
Dacă se utilizează un sistem optic cu astigmatism pentru a forma imaginea unei cruci, liniile orizontale și verticale vor fi focalizate la două distanțe diferite.

Descriere

Vizual, o imagine produsă de un sistem astigmatic va apărea mai mult sau mai puțin evident deformată (un punct va fi eliptic, cu o parte a marginii neclare) sau fantomă ^[1] , cu o imagine principală focalizată și o imagine secundară, mai puțin gravată, neclară și neclară. tradus comparativ cu cel principal, pentru a reda citirea mai puțin inteligibilă ^[2] . Aberația afectează potențial toate sistemele optice și se resimte în special în telescoapele și microscopele refractive din ^[3] pentru importanța extremă a detaliilor. Mărimea aberației, care poate fi compensată în timpul fazei de proiectare, este corelată cu mai mulți factori: distanța diafragmei de dioptrii, puterea (focală) a lentilei, un factor index al curburii câmpului și un factor care ia în considerare consideră coma ^[4] .

Astigmatismul axial și sagital este una dintre cele cinci aberații primare ale Seidel, studiate de Philipp Ludwig von Seidel și publicate în 1857, sau aberații primare monocromatice. Pe planul Gaussian, figura descrisă de ecuațiile lui Seidel pentru aberația astigmatică și curbura câmpului (un sistem de ecuații exprimat în general în coordonate polare) este o elipsă parametrizată de factori, inclusiv coeficienții de aberație care îi modifică dimensiunile (amploarea aberației) și forma sa . Când curbura câmpului este egală cu 0 avem astigmatism sagital pur, în cazul opus avem astigmatism tangențial.

Există două forme fundamentale de astigmatism: pentru obiectele din afara axei optice, potențial prezente chiar și atunci când sistemul optic este perfect simetric și pentru sistemele care nu sunt simetrice în raport cu axa optică. Astigmatismul celui de-al doilea caz poate fi observat și la razele provenite de la obiecte în axă, unde curbura asimetrică a dioptrii determină o refracție optică diferită de-a lungul diferitelor meridiane; de asemenea, sistemele neomogene din „ indicele de refracție , cu axe de anizotropie ” pot prezenta acest fenomen. Ochiul prezintă deseori acest al doilea tip de astigmatism oftalmic datorat imperfecțiunilor, naturale sau dobândite, sub forma corneei sau a altor elemente precum cristalin și constituie o ' ametropie .

Tipuri și caracteristici

O lentilă concavă sau convexă cu o suprafață cilindrică va produce imagini astigmatice chiar și pentru razele axiale, datorită astigmatismului sistemului ne-rotațional simetric. Aceste lentile sunt utilizate, de exemplu, în scopuri corective pentru corectarea fasciculelor de lumină emise de diodele laser , foarte eliptice și pentru corectarea astigmatismului ochiului

Există cel puțin două tipuri distincte de astigmatism.

• Primul, numit și astigmatism al fasciculelor oblice, este o aberație de ordinul trei care apare pentru obiecte (sau părți ale obiectelor) îndepărtate de axa optică. Această formă de aberație apare și atunci când sistemul optic este perfect simetric. Aceasta este adesea denumită „aberație astigmatică monocromatică”, deoarece apare și pentru lumina cu o singură lungime de undă. Această terminologie poate fi însă înșelătoare, deoarece cantitatea de aberație poate varia foarte mult în funcție de lungimile de undă diferite dintr-un sistem optic.

• A doua formă de astigmatism, astigmatismul unui sistem asimetric rotațional apare atunci când sistemul optic nu este simetric față de axa optică. Acest lucru se poate întâmpla prin proiectare (ca în cazul unei lentile cilindrice ) sau din cauza erorilor de fabricație în nealinierea componentelor sau suprafețelor componentelor. În acest caz, astigmatismul este observat și pentru razele din punctele de pe axa obiectului. Această formă de astigmatism este extrem de importantă în știința vederii și îngrijirea ochilor, deoarece ochiul uman prezintă adesea această aberație datorită imperfecțiunilor în forma corneei.

Astigmatismul grinzilor oblice sau aberație de ordinul III

• Astigmatismul de ordinul trei: În analiza acestei forme de astigmatism, este obișnuit să se ia în considerare razele dintr-un punct dat de pe obiect, care se propagă în două planuri speciale. Primul plan este planul tangent. Acesta este planul care include atât punctul obiectului examinat, cât și axa de simetrie. Razele care se propagă în acest plan se numesc raze tangențiale. Planurile care cuprind axa optică sunt planuri meridiane. Este obișnuit să simplificăm problemele din sistemele optice radial simetrice pentru a alege punctele obiectului pe verticală („y”) pe un singur plan. Prin urmare, acest plan este denumit plan meridian. Al doilea plan special este planul sagital. Acesta este definit ca planul, ortogonal față de planul tangent, care conține punctul obiectului examinat și intersectează axa optică la pupila de intrare a sistemului optic. Acest plan conține raza principală, dar nu conține axa optică. Prin urmare, este un plan oblic, cu alte cuvinte nu un plan meridian. Razele care se propagă în acest plan se numesc raze sagittale. În astigmatismul de ordinul III, razele sagittale și transversale formează focare la distanțe diferite de-a lungul axei optice. Aceste focare sunt numite focalizare sagitală și, respectiv, transversală.

Astigmatismul sistemului asimetric rotațional

• Astigmatismul în sistemele care nu sunt simetrică prin rotație: dacă un sistem optic nu este axial-simetric, datorită unei erori în forma suprafețelor optice sau din cauza nealinierii componentelor sau din cauza anizotropiei mediului optic, poate apărea astigmatism de asemenea, pentru punctele obiectului în ax. Acest efect este adesea utilizat în mod deliberat în sistemele optice complexe, în special în unele tipuri de telescop; compact disc-urile și DVD-urile pot folosi, de asemenea, un obiectiv astigmatic pentru a se concentra asupra mediului. Orientarea ovalelor proiectate din puțurile (punctele) suportului indică care axă este cea mai focalizată și, prin urmare, în ce direcție trebuie să se miște lentila. În analiza acestor sisteme, este comun să se ia în considerare razele tangențiale (definite mai sus) și razele într-un plan meridian (un plan care conține axa optică) perpendicular pe planul tangențial. Acest plan se numește plan sagital sau sudic sau, mai puțin precis, doar planul sagital.

În optometrie și oftalmologie, planurile verticale și orizontale sunt identificate ca meridiane tangențiale și respectiv sagittale. Astigmatismul oftalmic este un defect de refracție al ochiului în care există o diferență în gradul de refracție în diferite meridiane. Se caracterizează de obicei printr-o formă asferică a corneei în care panta profilului corneean și puterea de refracție într-un meridian este mai mică decât cea a axei perpendiculare.

Aceste aberații sunt date în funcție de:

• Forma obiectivului (coma și curbura câmpului sunt legate de acest parametru)
• Poziția punctului obiect
• Amplasarea deschiderii diafragmei

Orice punct de obiect, chiar perpendicular pe axa optică, creează, datorită acestei aberații, două suprafețe de imagine curbate, în loc de un singur plan de imagine.

Notă

Elemente conexe

• Aberație optică
• Obiectiv

Alte proiecte

• Wikționarul conține dicționarul lema « astigmatism »

Portalul fizicii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu fizica