Fizycy opracowali formułę rozwiązującą odwieczny problem optyki

2
Maciej Luśtyk
8 Lipiec 2019
Artykuł na: 4-5 minut

Obiektywy prawdopodobnie nie staną się przez to tańsze, ale zniknie jeden z największych problemów z jakimi borykali się ich projektanci.

Dziś najlepszym obiektywom niewiele potrzeba już do doskonałości. Niemniej jednak wciąż jest miejsce na poprawę, a jedną z kwestii sprawiających projektantom najwięcej problemów jest aberracja sferyczna, czyli fakt różnych długości ogniskowania światła ze względu na różną grubość soczewki w jej centrum i na brzegach, który przejawia się postępującą degradacją obrazu w kierunku brzegów kadru.

Problem, któremu nie dał rady Isaac Newton

Problem ten został zauważony już 2 tysiące lat temu, a próbę jego rozwiązania podejmowało wiele osób, na czele z Isaakiem Newtonem i Gottfriedem Leibnizem - niestety bez skutku. W 1949 problem został sformalizowany przez fizyków G.D. Wassermana i E. Wolfa, którzy zaproponowali jego potencjalne rozwiązanie poprzez zastosowanie układu dwóch soczewek asferycznych.

Do tej pory nikt jednak nie był w stanie opracować dokładnej uniwersalnej formuły, która pozwoliłaby całkowicie zniwelować aberracje sferyczną układu optycznego. Choć współczesne obiektywy zachwycają jakością obrazu, soczewki asferyczne minimalizujące problem nadal kalibrowane są na podstawie nie do końca dokładnych wyliczeń.

Dla dociekliwych - równanie rozwiązujące problem aberracji sferycznej soczewek

Szkopuł nad którym łamali sobie głowy sławni uczeni znalazł właśnie rozwiązanie. Stoi za nim meksykański fizyk, doktorant na uniwersytecie Tec De Monterrey, Rafael Guillermo González Acuña. Wspólnie z innym doktorantem opracował on formułę, która z niemal 100-procentową dokładnością opisuje jak powinna wyglądać powierzchnia drugiej soczewki w układzie zaproponowanym przez Wassermana i Wolfa, by całkowicie zniwelować problem aberracji sferycznej obiektywu. Według obliczeń, skuteczność tej metody sięga 99,9999999999%.

Przy okazji, naukowcy zaproponowali także odpowiedź na inny problem, który nie dawał spać optykom - stworzenie układu jednosoczewkowego, który w zupełności pozbawiony by był aberracji sferycznej.

Przykładowy przekrój soczewki pozbawionej aberracji sferycznej

Jak wpłynie to na fotografię?

Odkrycie fizyków ma szansę znacznie usprawnić i udoskonalić proces produkcji obiektywów. Przede wszystkim producenci będą mieli szansę znacznie zredukować liczbę elementów w układach optycznych, które odpowiadają za korygowanie wad. Otrzymają też sposób na dokładne wyliczenie krzywizny ich powierzchni.

Rozwiązanie to niesie jednak ze sobą także komplikacje. Po pierwsze wymaga to stworzenia soczewek o pofalowanej powierzchni, co może być trudne w osiągnięciu. Po drugie zaproponowana formuła znajdzie swoje zastosowanie jedynie w przypadku układów o stałej odległości ogniskowania. Problemem nie będą więc np. mikroskopy, ale w przypadku produkcji obiektywów może nie być już tak kolorowo.

Osobną kwestią jest to, czy fotografowie w ogóle potrzebują takiego rozwiązania. Najnowsze układy optyczne są już na tyle zaawansowane, że kwestia aberracji sferycznej nie jest już palącym problemem. Można się też spodziewać też producenci kazaliby sobie słono zapłacić za nowe soczewki nawet, jeśli okazałyby się tańsze w produkcji.

Prawdopodobnie więc pod względem fotograficznym zmieni się niewiele. I choć fizykom za dokonane osiągnięcie niewątpliwie należą się ogromne brawa, nas fotografów, jak i producentów sprzętu fotograficznego dużo bardziej powinien zainteresować temat metasoczewek, które już w niedalekiej przyszłości mogą kompletnie przetasować wygląd rynku optyki.

Więcej informacji znajdziecie pod adresem tec.mx.

Tłumacz i fotograf, codziennie selekcjonuje dla Was porcję najciekawszych newsów ze świata fotografii. Zafascynowany nowymi technologiami, choć woli fotografować analogiem. Prywatnie niespełniony snowboardzista i spełniony tata.

Słowa kluczowe:
Komentarze
Więcej w kategorii: Branża
Nikon, Leica i Olympus nie wezmą udziału w kolejnej Photokinie. Czy w czasach internetu targi mają jeszcze sens?
Nikon, Leica i Olympus nie wezmą udziału w kolejnej Photokinie. Czy w czasach internetu targi mają...
Pierwsza Photokina w nowej formule już wiosną. Nie weźmie w niej jednak udziału trzech głównych producentów sprzętu. Czy firmom fotograficznym targi są jeszcze do...
4
7
Nagradzany chiński fotoreporter Lu Guang znów na wolności. Nie chce udzielać wywiadów
Nagradzany chiński fotoreporter Lu Guang znów na wolności. Nie chce udzielać wywiadów
Zatrzymany przed rokiem przez chińską służbę bezpieczeństwa, jeden z najbardziej znanych fotoreporterów Pańswa Środka,...
9
0
Sigma porzuca mocowanie K. Co dalej z Pentaksem?
Sigma porzuca mocowanie K. Co dalej z Pentaksem?
Pentax, choć cały czas ma wierne grono użytkowników, już od dłuższego czasu wędruje poboczem rynku fotograficznego. W obliczu działań Sigmy producentowi będzie jeszcze...
25
24
Powiązane artykuły
Wczytaj więcej (1)