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Le aberrazioni dell`ottica

Purtroppo non esistono telescopi o ottiche che riproducano immagini senza aberrazioni. Il telescopio perfetto non esiste. Anche l’occhio produce delle aberrazioni. Si possono comunque sviluppare sistemi ottici per correggere determinate aberrazioni. Spetta all’osservatore decidere se accettare alcuni difetti dell’ottica oppure se affidarsi unicamente ad ottiche High-End che si avvicinano per quanto possibile all’ottica perfetta.

Nelle pagine seguenti forniamo una spiegazione delle principali aberrazioni dei telescopi astronomici.

Aberrazione sferica

L’aberrazione sferica è un difetto che può verificarsi sia con lenti che con specchi. Un raggio vicino all’asse viene rifratto o riflesso come un raggio lontano dall’asse. Per cui i diversi raggi hanno diversi piani o distanze focali. Nelle lenti o negli specchi sferici l’aberrazione sferica si genera perché l’angolo di incidenza lontano dall’asse ottico è più ampio rispetto ad un angolo vicino all’asse ottico. Nel telescopio questa aberrazione produce un’immagine imprecisa. Il difetto si nota di più con le corte che con le lunghe focali. Le aberrazioni sferiche possono essere evitate con lenti asferiche o con specchi parabolici. In questo modo gli angoli di incidenza non sono così ampi ed i raggi vengono concentrati su un punto focale.

Quando è stato lanciato nello spazio il telescopio Hubble ci si è accorti che aveva un’aberrazione sferica e produceva immagini sfocate.

Al telescopio è stato pertanto aggiunto un „occhiale“ per correggere l‘errore. Aberrazione cromatica L’aberrazione cromatica è un difetto che può verificarsi nei telescopi a lenti, ovvero rifrattori. La luce investe la lente e viene rifratta, come magari vi ricordate vagamente dalle lezioni di fisica a scuola. Questa rifrazione genere l‘immagine. La luce blu viene rifratta maggiormente rispetto ad esempio alla luce rossa. Ciò significa che diverse lunghezze d’onda hanno diverse distanze focali. L’indice di rifrazione della luce blu è superiore a quello della luce rossa.

Tradotto in pratica, significa che nell’immagine di un oggetto la luce blu si trova spostata rispetto alla luce rossa. Di conseguenza, l’immagine è imprecisa. E non solo, perché si producono anche delle alterazioni cromatiche. In breve, diverse distanze d’immagine generano diverse immagini per ciascun colore. Il risultato sono le frange cromatiche. L’aberrazione cromatica può essere corretta con un’ottica acromatica. Dietro la lente positiva biconvessa viene collocata una lente negativa con maggiore dispersione (dispersione cromatica). In questo modo il difetto viene ridotto, anche se è ancora presente una leggera aberrazione. Questa aberrazione cromatica residua viene definita spettro secondario.

Anche questo spettro secondario può essere corretto aggiungendo un’ulteriore lente (in genere un’altra lente positiva). Nei telescopi a specchi non si verificano aberrazioni cromatiche.

Coma

Il coma è un difetto generato principalmente dai raggi che cadono obliqui al di fuori dell’asse ottico. Spesso è dovuto all’interazione di aberrazione sferica ed astigmatismo. L’astigmatismo è una conseguenza dei raggi obliqui. Nell’immagine i raggi formano figure asimmetriche. Di conseguenza ai margini del campo visivo le stelle appaiono distorte come se fossero delle comete. Non possono essere messe a fuoco.

Il coma è un difetto tipico dei telescopi con un grande rapporto d’apertura. Si tratta di telescopi da 1:4, 1:5 fino a 1:7. Si verifica pertanto in ottiche luminose adatte alla fotografia. Telescopi con lunga focale e ridotto rapporto d’apertura (ad es. 1:10) sono meno soggetti a questo difetto. L’effetto può essere ridotto diaframmando l’obiettivo. Per ottenere immagini ben definite con ottiche luminose si può utilizzare un correttore di coma.

Astigmatismo

L’astigmatismo in un telescopio è provocato dai raggi obliqui (astigmatismo dei raggi obliqui). Può anche essere provocato da deformazioni dello specchio. E‘ generalmente dovuto a due differenti curvature degli specchi o delle lenti che hanno differenti distanze focali. Un raggio appare perpendicolare rispetto ad un altro. Nei dischi di diffrazione l’astigmatismo si evidenzia con immagini allungate. Diaframmando il telescopio si può ridurre il difetto.

Curvatura di campo

La curvatura di campo è in relazione all’astigmatismo dei raggi obliqui. L’immagine viene prodotta su una superficie ricurva per cui il centro ed i margini dell’immagine non possono essere contemporaneamente ben definiti. Per contrastare questo difetto si può diaframmare l‘obiettivo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Astigmatismus

 

 

 

 

 

Koma

14.12.2017
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