Дисперсия света – это явление, обусловленное зависимостью фазовой скорости световой волны от её частоты (или длины). Самый простой способ наглядно показать дисперсию – пропустить белый свет через призму, в результате чего происходит разложение пучка в спектр. Таким образом её открыл Исаак Ньютон в конце 17-го века. Отличной иллюстрацией этого опыта служит обложка знаменитого альбома легенд арт-рока Pink Floyd – The Dark Side of the Moon.
В области сценического освещения (а также в фотографии и при производстве оптических приборов) световое рассеивание проявляется в эффекте хроматической аберрации. Поскольку показатель преломления линзового стекла меняется в зависимости от длины волны белый свет, попадающий в точку на линзе, имеет тенденцию рассеиваться так же, как в призме. В результате на краю изображения появляется радужный засвет. Это особенно заметно в прожекторах с однолинзовыми оптическими системами PC (плосковыпуклая линза).
Как можно исправить проблему хроматической аберрации?
Вообще, оптическое стекло, которое используется для изготовления линз и важнейших оптических элементов, изготавливается в условиях всестороннего контроля, чтобы получить строго определенные характеристики, необходимые при проектировании оптических систем. Это дорогой и сложный процесс. Оптическое стекло классифицируется в соответствии с его показателем преломления, коэффициентом дисперсии, коэффициентом пропускания, чистотой, твердостью и многим другим. Существуют определенные добавки, такие как флюорит кальция, фосфат, цинк, барий, лантан и сурьма, которые могут быть введены в производственный процесс для формирования характеристик конечного продукта.
Есть два основных типа оптического стекла: кронглас и флинтглас.
Кронглас –бесцветное силикатное стекло,отличающееся большими значениями коэффициента средней дисперсии. В его состав входят оксиды калия, натрия, бора, алюминия, кальция.
Флинтглас – бесцветное силикатное стекло с малым значением коэффициента средней дисперсии. В современных флинтгласах применяется основа из окислов свинца, калия и кремния.
Естественно, сейчас существует огромное количество разновидностей каждого типа стёкол, предназначенных для решения различных задач.
В зависимости от назначения и условий использования выделяются три основных метода коррекции хроматической аберрации.
Во-первых, пучок света в сценических прожекторах просто обрезается оптической системой, поскольку такой способ получается наиболее дешёвым и эффективным.
Во-вторых, в поверхность линзы делают не сглаженной, а ребристой, каменистой или волнистой. Такая линза будет работать как комплекс призм, исправляя и выравнивая световой поток и убирая хроматические искажения. Также подобного эффекта возможно добиться матированием оптического стекла.
Сейчас некоторые приборы снабжаются сложными комбинированными линзами, фактически являющиеся комплексной оптической системой.
Ещё хроматическую аберрацию можно в достаточной степени скорректировать с помощью ахроматической линзы. Ахромат в действительности представляет собой комплекс из двух (а иногда – трёх) линз: одной выпуклой из кронгласа, и одной вогнутой – из флинтгласа. Все элементы скрепляются особым оптически прозрачным цементом. Вогнутая линза рассеивает лучи с различной длиной волны в противоположном направлении по сравнению с выпуклой линзой, что делает фокальную плоскость более равномерной, то есть в каждую область светового пятна приходит нерассеянный белый свет. Ахроматические линзы используют для производства фотообъективов, телескопов, биноклей и т. д.
Понравилась статья? Подписывайтесь на социальные сети Anzhee в профиле и Telegram-канал, чтобы не пропустить другие публикации и полезную информацию о нашем оборудовании.
Поверьте, будет интересно.