En los instrumentos ópticos, las imágenes que se obtienen pueden presentar ciertos defectos o aberraciones. Las aberraciones no son debidas a su construcción, sino que se deben a que no se cumplen las aproximaciones de la óptica geométrica; las lentes no son siempre delgadas, los rayos no son paraxiales y la luz no es monocromática.

Imagen 26. Pko. Dominio público.

Una aberración se produce cuando los rayos procedentes de un punto objeto no forman un solo punto imagen. Pueden ser geométricas y cromáticas.

Las aberraciones geométricas son aquellas en las que la imagen de un punto no es otro punto debido a que no se cumple la aproximación paraxial.

Las aberraciones cromáticas son aquellas que se producen debido a que la luz no es monocromática.

Aberración esférica

Vídeo 2. Dr. Michael R. Gallis Penn State Schuylkill. Creative commons.

Es una aberración geométrica debida a que no se cumple la aproximación paraxial. Los rayos próximos al eje (paraxiales) se concentran en un foco y los más alejados lo hacen en otro punto, de modo que la imagen es un disco circular. Puedes verlo en el vídeo adjunto.

La aberración esférica se corrige con un diafragma que no permite el paso de los rayos alejados del eje. También puede utilizarse una combinación de lentes convergentes y divergentes que elimine la aberración por compensación del efecto de una con otra.

Aberración cromática

Imagen 27. Andreas 06. Dominio público.	Vídeo 3. Dr. Michael R. Gallis Penn State Schuylkill. Creative commons.

 

Como has aprendido al estudiar la dispersión, el índice de refracción depende de la longitud de onda y, por lo tanto, la distancia focal es diferente para cada color. La imagen de un punto es un punto para cada color. Puedes verlo en el vídeo adjunto.

Este defecto se corrige con un par acromático, combinando una lente convergente y otra divergente en contacto, de modo que compensen entre sí la aberración cromática.

 

Astigmatismo

 

Imagen 28. Sebastian Kosch. Creative commons.

En el astigmatismo, la imagen de un punto no es otro punto, sino dos rectas perpendiculares entre sí. El motivo es que las lentes no poseen la misma curvatura en todos los planos axiales.

Esta aberración se corrige combinando lentes esféricas y cilíndricas.

Coma

Vídeo 4. Dr. Michael R. Gallis Penn State Schuylkill. Creative commons.

Es una aberración similar a la esférica. La imagen de un punto, en vez de un disco circular es alargada como un cometa (de ahí su nombre).

El coma puede evitarse utilizando un diafragma que no permite el paso de los rayos alejados del eje.

 

Distorsión

Cuando el aumento lateral depende de la distancia del objeto al eje óptico, la imagen del objeto tiene sus dimensiones amplificadas de distinta manera. No se mantiene la semejanza entre el objeto y la imagen. La distorsión en corsé se da cuando el aumento crece al separarse del eje y la distorsión en tonel es cuando el aumento disminuye.

Las aberraciones se corrigen utilizando superficies no esféricas o, más frecuentemente, usando varias lentes. El sistema óptico de una cámara fotográfica puede estar formado por seis lentes para corregir las distintas aberraciones.