Geometrische Optik

Quelle: Wikipedia. Seiten: 49. Kapitel: Snelliussches Brechungsgesetz, Linse, Fernrohr, Konfokal, Optische Abbildung, Öffnungswinkel, Abbildungsfehler, Linsenfernrohr, Fermatsches Prinzip, Eintrittspupille, Vergrößerung, Kaustik, Austrittspupille, Torische Linse, Fokus, Dioptrie, Sichtfeld, Eikonal, Öffnungsverhältnis, Projektion, Objektraum und Bildraum, Aplanatisch, Einfallswinkel, Abblenden, Stereoautograf, Anamorph, Linsenschleiferformel, Umkehrprisma, Virtuelles Bild, Einfallsebene, Kollimation, Afokales Linsensystem, Divergenz, Strahlengang, Bessel-Verfahren, Fernpunkt, Optischer Weg, Strahlenbündel, Aussichtsfernrohr, Optische Achse, Einfallshöhe, Reelles Bild, Sagittalebene, Spiegelparadoxon, Manginspiegel, Aperturblende, Gesichtsfeldblende, Optischer Mittelpunkt. Auszug: In der Optik versteht man unter Abbildungsfehlern oder Aberrationen Abweichungen von der idealen optischen Abbildung durch ein optisches System wie etwa ein Foto- oder Fernrohr-Objektiv oder ein Okular, die ein unscharfes oder verzerrtes Bild bewirken. ¿Aberration¿ kommt vom lateinischen ¿aberrare¿, das wörtlich ¿abirren, sich verirren, abschweifen¿ bedeutet. Die Abbildungsfehler lassen sich im Rahmen der geometrischen Optik erfassen. Dabei wird untersucht, wie sich ein Strahlenbündel, das von einem bestimmten Objektpunkt ausgeht, nach dem Durchgang durch das System verhält. Im Idealfall schneiden sich die Strahlen wieder in einem Punkt. Aufgrund der Abbildungsfehler ergibt sich stattdessen nur eine mehr oder weniger enge Einschnürung des Strahlenbündels, die außerdem (bei Verzeichnung oder Bildfeldwölbung) an der falschen Stelle liegen kann. Die mathematische Behandlung der Abbildungsfehler wurde in der Mitte des 19. Jahrhunderts durch Seidel und Petzval durchgeführt. Schon 1858 gab Maxwell Argumente, dass eine perfekte Abbildung eines räumlich ausgedehnten Objekts nur im trivialen Fall der Abbildung an ebenen Spiegeln möglich sei. Nach einigen Zwischenergebnissen legte schließlich Carathéodory 1926 einen strengen Beweis dafür vor. Es ist aber möglich, die Abbildungsfehler gegenüber einem einfachen System aus einer einzelnen Linse oder einem Spiegel sehr stark zu reduzieren. Dazu werden mehrere Linsen aus verschiedenen Glassorten bzw. Spiegel miteinander kombiniert und evtl. auch asphärische Flächen eingesetzt. Sie werden durch eine Optimierungsrechnung so aufeinander abgestimmt, dass die gemeinsame Auswirkung aller Abbildungsfehler minimal wird. Dies nennt man Korrektion der Fehler bzw. des optischen Systems. Dieser Prozess der Korrektion ist sehr kompliziert. Alle hier beschriebenen Abbildungsfehler überlagern sich, und Maßnahmen zur Verminderung eines bestimmten Fehlers beeinflussen im Allgemeinen auch alle anderen. Nur der Farbfehler tritt bei Systemen, die aus