Aberraciones

Esférica Cromática Distorsión Página maravillosa con applets que explican las aberraciones

Los instrumentos ópticos causan en las imágenes ciertos defectos o aberraciones.

Las aberraciones no se deben a defectos de construcción, sino que son una consecuencia de las leyes de la refracción-reflexión de la luz.

En la óptica geométrica que hemos estudiado hasta ahora se introdujeron varias simplificaciones:

  • las lentes son siempre delgadas
  • los rayos son paraxiales
  • la luz es monocromática.

En la práctica no se cumplen estas condiciones por lo que la formación de las imágenes no se ajusta totalmente a la teoría estudiada.

Las aberraciones más comunes son:

Aberración esférica

Tiene lugar en las lentes y en los espejos esféricos. Es una aberración astigmática

debido a que no se cumple la aproximación paraxial ya que no todos los rayos van próximos al eje.

Los rayos paralelos al eje óptico reflejados (caso de los espejos) o refractados (caso de las lentes) se concentran en el foco, pero ese punto focal es diferente para los rayos que son paraxiales que para los que van alejados del eje de la lente.

La aberración esférica se evita con un diafragma (disco opaco centrado en el eje con un orificio central) que elimina los rayos no paraxiales.

Los rayos marginales (no paraxiales) convergen a menor distancia de la lente si esta es convergente, y a mayor distancia si es divergente. Asociando adecuadamente una lente convergente con otra divergente también se elimina este tipo de aberraciones.

En este applet puedes estudiar todas las aberraciones en las lentes debidas a que los rayos no son paraxiales.

Para ver la aberración esférica en diferentes tipos de espejos, pulsa aquí.

En esta figura puedes ver como se produce la aberración en un espejo cóncavo:

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La página original del applet es:

http://webphysics.davidson.edu/applets/Optics/spherical_aberation.html

http://www.usafa.af.mil/dfp/physics/webphysics/Physlet_examples/

Par entender las aberraciones astigmáticas y las de coma visita esta magnífica página


Aberración cromática

Se origina debido a que la luz no es monocromática. Los distintos colores de la luz tienen distintas velocidades dentro del material de las lentes y por lo tanto distinto índice de refracción.

La distancia focal depende del índice de refracción.

luz y prisma

Cada color tiene un foco distinto y experimenta una desviación distinta. Esto hace que la imagen no se forme en un único punto y aparece una distorsión.

aberración cromatica

Este defecto se corrige combinando adecuadamente una lente convergente con otra divergente de distinto índice de refracción.

Los espejos no producen esta aberración porque en ellos no hay refracción.

Vete a este sitio si quieres ver un applet que te ayuda a entender mejor la aberración cromática. ¡Página increíble!


Distorsión

Se debe a que el aumento lateral del sistema óptico depende de la distancia del objeto al eje óptico, resultando que la imagen de un objeto, que tiene largo y alto, se ve con sus dimensiones amplificadas de distinta manera.

No se mantiene la semejanza entre el objeto y la imagen.

aberración de distorsion

En esta magnífica página puedes ver las aberraciones por distorsión. ¡Página increíble!


Esta es una buena página para estudiar las aberraciones. Muchos de los dibujos-esquemas de esta página son de ella.