Краткая теория. При построении теории оптических изображений в первом приближении ограничиваются рассмотрением центрированных оптических систем (система называется

При построении теории оптических изображений в первом приближении ограничиваются рассмотрением центрированных оптических систем (система называется центрированной, если состоит из сферических преломляющих и отражающих поверхностей, центры которых лежат на одной прямой – главной оптической оси системы), в которых распространяются параксиальные (т.е. приосевые, близкие к главной оптической оси системы) пучки лучей.

В этом приближении оптическая система является идеальной и дает строго стигматическое (от греч. stígmatos – точка, укол) изображение объекта, т.е. точка изображается точкой, прямая линия – прямой, плоскость – плоскостью. В такой системе сохраняется гомоцентричность (гомоцентрический пучок – световой пучок, все лучи которого проходят через одну точку) пучков и изображение геометрически подобно объекту. К.Ф. Гаусс (1841) дал общую теорию идеальной оптической системы.

При нарушении условия параксиальности лучей (т.е. при конечной ширине пучков и конечном удалении точек предмета от оптической оси), а также при отсутствии осевой симметрии оптической системы (например, при использовании цилиндрических линз) сферическая волна, исходящая из светящейся точки, после прохождения через оптическую систему перестает быть сферической. В результате светящаяся точка будет изображаться оптической системой не точкой, а кружком рассеяния. Связанные с этим искажения оптических изображений называются геометрическими или лучевыми аберрациями (от лат. aberratio – уклонение, удаление) оптических систем. Помимо лучевых существуют еще хроматические аберрации, обусловленные дисперсией световых пучков со сложным спектральным составом, и волновые или дифракционные аберрации, обусловленные дифракцией света.

В данной работе мы не будем касаться волновых аберраций, учет которых необходим при рассмотрении разрешающей способности оптических и спектральных приборов и ряда других вопросов, связанных с получением оптических изображений.

Рассмотрим более подробно геометрические и хроматические аберрации, которые в большинстве практических случаев проявляются одновременно.