球面像差
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球面像差(英語:SA/Spherical aberration),是指發生在經過透鏡折射或面鏡反射的光線,接近中心與靠近邊緣的光線不能將影像聚集在一個點上的現象。這在望遠鏡和其他的光學儀器上都是一個缺點。這是因為透镜和面鏡必须满足所需的形狀,否则不能聚焦在一個點上造成的。 球面像差與鏡面直徑的四次方成正比,與焦長的三次方成反比,所以他在低焦比的鏡子,也就是所謂的「快鏡」上就比較明顯。
對使用球面鏡的小望遠鏡,當焦比低於f/10時,來自遠處的點光源(例如恆星)就不能聚集在一個點上。特別是來自鏡面邊緣的光線比來自鏡面中心的光線更不易聚焦,這造成影像因為球面像差的存在而不能很清晰的成象。所以焦比低於f/10的望遠鏡通常都使用非球面鏡或加上修正鏡。
在透鏡系統中,可以使用凸透鏡和凹透鏡的組合來減少球面像差,就如同使用非球面透鏡一樣。
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球面像差。一個理想的鏡面(頂端),能經所有入射的光線匯聚在光軸上的一個點,但一個真實的鏡面(底端)會有球面像差:靠近光軸的光線會比離光軸較遠的光線較為緊密的匯聚在一個點上,因此光線不能匯聚在一個理想的焦點上(圖較為誇張)
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一個 點光源 在負球面像差(上) 、無球面像差(中)、和正球面像差(下)的系統中的成像情形。左面的影像是在焦點內成像,右邊是在焦點外的成像
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平行光束通過透鏡後聚焦像的縱切面,上:負球面像差,中:無球面像差,下:正球面像差。鏡子位於圖的左側
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來自球面鏡的球面像差