Aberrazione cromatica

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Esempio di aberrazione cromatica: i bordi delle foglie appaiono blu invece che verdi.
Evidente aberrazione cromatica sulla rete su sfondo azzurro

In ottica l'aberrazione cromatica assiale (cioè presente anche lungo l'asse ottico) è un difetto nella formazione dell'immagine dovuta al diverso valore di rifrazione delle diverse lunghezze d'onda che compongono la luce che passa attraverso il mezzo ottico. Questo si traduce in immagini che presentano ai bordi dei soggetti aloni colorati. È un difetto del quale, in diversa misura, sono affetti tutti i sistemi ottici a lenti.

Schema dell'aberrazione cromatica sulla rete arrugginita con sfondo azzurro contrastante

In pratica succede che (per radiazioni policromatiche) le componenti dello spettro con lunghezza d'onda più corta (lato dello spettro verso il violetto) vengono rifratte maggiormente rispetto a quelle con lunghezza d'onda più lunga (verso il rosso), causando una dispersione dell'immagine sul piano focale. Nel piano più vicino alla lente, dove vanno a fuoco le radiazioni blu-violette, di una sorgente puntiforme di luce bianca si osserva un'immagine di colore blu-violetto al centro, contornata da un'aureola rossa, mentre dove vanno a fuoco le radiazioni rosse (piano più lontano dal centro della lente) il centro è rosso e l'aureola violetta. Per l'occhio il miglior fuoco si trova in un piano perpendicolare all'asse ottico della lente, tra le immagini blu e rossa, cioè dove vanno a fuoco le immagini gialle. Questo piano corrisponde sensibilmente alla posizione del cerchio di minima aberrazione. La distanza tra i due piani (fuoco del violetto e del rosso) giacente sull'asse ottico prende il nome di aberrazione longitudinale. Per un raggio di luce monocromatico non ha senso parlare di aberrazione cromatica.

L'aberrazione cromatica è un grosso problema per ogni apparecchio che voglia riprodurre un'immagine fedele, per esempio microscopi e telescopi. Tipicamente, l'aberrazione cromatica si manifesta come un alone attorno all'oggetto osservato, rosso da una parte e blu dall'altra; Questo perché rosso e blu sono ai due estremi dello spettro della luce visibile, e sono quindi i colori per i quali la differenza di rifrazione è maggiore.

lente di correzione o doppietto acromatico

Il problema viene in genere risolto (acromatismo) utilizzando lenti multiple di materiali con diversa dispersione, in modo che le differenze tra gli angoli di rifrazione per la stessa lunghezza d'onda si annullino tra loro: si parla quindi di doppietto acromatico, tripletto acromatico e così via. L'aberrazione cromatica può essere in questo modo grandemente ridotta, ma non del tutto eliminata. È possibile anche utilizzare lenti costruite in materiali a bassa dispersione come la fluorite. Questa è un'aberrazione assiale i cui effetti possono anche essere corretti diaframmando per aumentare la profondità di fuoco. I dispositivi che usano specchi, invece, non soffrono di aberrazioni cromatiche.

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