Тестирование сферической аберрации лазером

[sky-man]

Попался мне в руки такой набор для опытов по физике. Здесь 3 лазера дают параллельный пучок лучей.

Берем рефрактор 102/500 протестированный в подвале с хорошими оптическими качествами, сферичка небольшая в красном:


Он показывает на выходе в фокальной плоскости и в предфокале и зафокале ровные лини (то есть сферичка не заметна визуально):

В фокусе три линии также выстраиваются в ровную линию:


Берём одиночную линзу у которой есть сферическая аберрация, линии кривые:

2AEE49B7-ED57-430C-9AF1-C4F2298D62FB.png (258.04 КБ) 1702 просмотра

Крепим к объективу 102/500 изолентой одиночную двояковыпуклую линзу и делаем сферичку не рассчетной, зафокал и предфокал кривые линии в разные стороны, сферичку можно визуально увидеть с помощью такого лазера:

[Ernest]

Интересно. Но тремя одиночными лучами (осевой и по одному апертурному на одной и той-же зоне) определить сферическую аберрацию нельзя - сферическая это различие в положении фокусов на разных зонах. Да и толщина этих "лучей" такова, что значимую для астрономического инструмента сферическую с их помощью едва-ли возможно.

А почему в фокусе или внефокалах полоски?

Вы можете как-то изобразить схему тестирования и описать что именно испускает ваш источник?

[sky-man]

Но тремя одиночными лучами (осевой и по одному апертурному на одной и той-же зоне) определить сферическую аберрацию нельзя - сферическая это различие в положении фокусов на разных зонах.
А почему в фокусе или внефокалах полоски?

Лазер из набора для опытов имеет плоскость, а не точку и походит через все зоны объектива, поэтому в фокальной плоскости плоски:

[Ernest]

"Имеет плоскость"?..

[sky-man]

"Имеет плоскость"?..

Он светит не точкой, а тремя пучками в виде трёх параллельных плоскостей.

[Ernest]

На каком расстоянии друг от друга эти "плоскости" и как идут лучи в этих плоскостях? Расходятся?

Если так то расположив один такой веер лучей в фокусе, два других веера будут располагаться на некотором расстоянии от оси, то есть имитировать сагиттальные сечения соотвествующих внеосевых пучков. Большей частью в обратном ходе они будут демонстрировать внеосевые аберрации сагиттальных сечений (сагиттальную кривизну).

[sky-man]

На каком расстоянии друг от друга эти "плоскости" и как идут лучи в этих плоскостях? Расходятся?

Эти плоскости представляют собой 3 веера, угол под которым лазер создаёт плоскость 60 градусов, на расстоянии 43см высота плоскости 50 см.

71884F29-1941-486D-B288-84665AF9D6EC.png (130.32 КБ) 1659 просмотров

Расстояние между вееерами 18мм. Общая ширина между 3-мы веерами 36мм.

[sky-man]

Что такое сферическая аберрация. Этот рисунок наглядно показывает, что при сферической аберрации лучи проходящие в разных зонах линзы фокусируются в разных точках фокуса:

Здесь мы также можем пропустить плоскости лазера через разные зоны одиночной линзы:

Если приблизить изображение полос в фокальной плоскости одной из линий другие две расположены немного в другом месте, то есть их фокальная плоскость чуть дальше или ближе. Они не могут сфокусироваться в одну линию. Это и есть сферическая аберрация:

При отсутсвие сферической аберрации при движении вееров по всей зоне объектива всегда в фокальной плоскости все 3 вееера находятся в одной прямой линии, это проверено на объективе 102/500 с низким значением сферической аберрации:

Видео: https://youtube.com/shorts/1RWxQYmK6lQ? ... 0Mzmg0jL0D

Наглядно на схеме это выглядит так, если мы поставим экран в фокальной плоскости то мы увидим линии лазера в разных местах экрана, которые не могут совпасть в одну линию при сферической аберрации:

6C3142D6-7AC8-4546-9992-5A1111454113.png (218.46 КБ) 1581 просмотр

[Ernest]

Вы понимаете, что у вашей одиночной сверхсветосильной линзы от конденсора сферическая аберрация измеряется десятками миллиметров, а в телескопе значимая остаточная аберрация измеряется десятыми долями мм?
Для иллюстрации полевых аберраций одиночной линзы в сагиттальных сечениях эта приблуда вполне годится, но выявить с ее помощью остаточную сферическую аберрацию астрономического объектива не получится. Слишком грубый метод измерения (толщина лучевых плоскостей) и разнесенные по полю точки.

[ёжик]

Плюс картинка хода лучей (карандашная) при сферической аберрации абсолютно не верная .

[sky-man]

у вашей одиночной сверхсветосильной линзы от конденсора

Эта линза от астрономического объектива 102/500. Первая линза из дублета.
Очень наглядно показывает тест сферичку. Нет там никаких десятков миллиметров. Как раз пол миллиметра где-то расхождение линий у этой линзы.

[Ernest]

Эта линза от астрономического объектива 102/500. Первая линза из дублета.

И вы так вот ее пальчиками за оптические поверхности держите?

[sky-man]

Ага )