Szferikus aberráció.
Ez a kifejezés, gyakorlatilag a fotózásban használt lencsék, észlelhető képhibáit jelenti. Ezek a lencsehibák legerősebben a plánkonvex, azaz a homorúan domború gyűjtőlencséknél jelentkezik. Ezeket hívjuk általában nagyító lencséknek. A szferikus aberráció valójában, gömbi eltérést jelent, ami arra utal, hogy a lencséket üveggömbökből vágják ki, és így, a határoló felületeik, szintén egy képzeletbeli gömb felületének metszetét alkotják. A képalkotási képességük azonban, kívánnivalót hagy maga után.
Az a tény, hogy a lencsék ilyen képalkotási problémákat okoznak számunkra, nem jelenti azt, hogy a lencsék a hibásak. Amennyiben ugyanis, a hal nem tud úszni, nem a víz a hibás. Anyagi rendszerként ugyanis, minden lencse a természet törvényeinek van alárendelve. Ennél fogva, mindig valamilyen fénnyel kapcsolatos jelenséget produkálnak számunkra. Az a tény pedig, hogy az észlelt jelenség, nem felel meg nekünk úgy, ahogyan mi azt szeretnénk, még nem jelenti azt, hogy az észlelt jelenség miatt, a lencse lenne a hibás. Legfeljebb arra utalhat, hogy egészen mást vártunk a lencsétől. Vagyis, a mi emberi értelmezésünk a hibás. A lencse, mint anyagi struktúra, nem képes hibázni. Mindig produkálja a jelenséget, akár jó az nekünk, akár nem.
Véleményem szerint, alapvető hibát az a tény jelent, hogy a fényt, mint sugárzást kezeli a tudomány, amely egyszerűen áthalad a lencsék anyagi szerkezetén. Miközben a lencsék, módosítanak a bennük áthaladó fénysugarak haladási irányán. Nézzük mit ír erről a fizika fénnyel kapcsolatos alapelmélete.
„A fény egy adott frekvencia- és hullámhossz- tartományba eső elektromágneses hullám, azonban a jelenségek leírásához gyakran a fénysugár fogalmát használjuk. Egy ilyen sugár valójában egy egyenes, amelyik a fény által megtett utat jelzi egy adott irányban.”
Park-Usborne - Fizika enciklopédia
Az én értelmezésemben ez úgy hangzik, hogy nem csupán gyakran, hanem szinte minden esetben „fénysugár” kifejezést lehet olvasni az optikai leírásokban. A sugárban pedig, a hatás, amit a fény jelent, éppen ugyanúgy terjed, mint a puskagolyó, vagy éppen a nyílvessző. Áthatol mindenen, míg elgyengülve meg nem szelídül. Ezzel szemben, a hullámban, a hullámot kialakító részecskék csak rezegnek, és úgy közvetítik, adják át egymásnak a rezgési információt, ami egy adott frekvencia, és hullámhossz tartományon belül, a fény észlelt jelenségét képviseli számunkra. Ha pedig, hullámként értelmezzük, akkor azonnal kiderül az is, hogy a lencse első kölcsönhatási felületén, átadja a frekvenciájának megfelelő hullámimpulzust, de abban, csak olyan hullámhosszúságú rezgés alakulhat ki, amit a lencse anyagi sűrűsége engedélyez. Ez a kölcsönhatási felület határozza meg azt is, hogy a lencse anyagában, milyen lesz az energia továbbításának az iránya. Az pedig, az első kölcsönhatási felületre nézve, éppen merőleges. Így egyenes „áthaladást”, csak a gyűjtőlencse középső szakasza engedélyezhet. Minél távolabb kerülünk a lencse széle feléi, annál nagyobb lesz az eltérés a párhuzamosnak képzelt síktól. Mert a lencse felületi íve elgörbül a középponttól. Ha nem így lenne, akkor a lencsék nem is lennének képesek arra, hogy a saját anyagiságukon kívülre fókuszálják, azaz egy közös pontba tereljék, az általuk közvetített fényhatást.
A második kölcsönhatási pontban, a lencse túloldalán pedig, a lencsében kialakult rezgési információkat, a levegő közege veszi át újra, amelynek nincsen a lencséhez fogható ívszerkezethez való kötöttsége, ezért benne párhuzamos, azaz homogén módon alakulnak ki, a fényhatást közvetíteni képes hullámok. Vékony síküveg szerkezetű lencséknél, ez alig észrevehető eltérést jelent, a lencsére érkező fényinformációkhoz képest. Minél erősebb azonban, a gyűjtőlencse felületi görbületi íve, annál vastagabb az üvegteste, ami meghatározza az első kölcsönhatási pont alapján, a lencsében kialakult hullámok terjedésének a dőlésszögeit. Nézzük meg azt, mit tanít a fizika a lencsék működéséről.
Lencsék olyan prizmák, amelyek kristályszerkezetet nem képező üvegidomokként közvetítik, a fény által biztosított másodlagos fényforrások képi információit. A lencsék osztályozását a homogénnek mondható fényhatás érkezése, azaz fogadása alapján kell kidolgozni. A lencsék másik oldala csak a másodlagos kép kialakításában játszik fő szerepet.
DD = Domború – Domború - Bi-konvex alakja = ()
Az elsődleges kölcsönhatási oldalon, ahonnan a fény 300 000 km/s sebességgel érkezik, megtörténik a hatásközvetítés. A lencsék anyagi szerkezetében, belső hullámokat alakít ki a felületén kölcsönható fény. Ezeknek a hullámoknak a terjedési irányát, minden esetben, a fény hatását fogadó lencsefelület idomulása határozza meg. Üvegben ez mindig 90 fokos szöget zár be a lencsefelülettel. A lencséből „kilépő” fény terjedési irányát pedig, a második lencsefelületet követő közeg minősége határozza meg. Az első lencsefelület fogadja a fény hatását. Homorú idomulása esetén, szétszórja a lencsében kialakuló hullámokat, míg domború idomulású lencsefelület esetén, összetereli, fókuszálja azokat. A második lencsefelület közvetíti a lencse után a fény hatását, ismét a levegő közegébe. Ennek a lencsefelületnek az idomulása határozza meg azt, hogy milyen kép látványa alakul ki a lencse mögött. A második domború lencsefelület ugyanis, szétszórja a fényhatás közvetítését, nagyítva ez által a látszólagos képet, míg a homorú összetereli azokat, azaz fókuszálva kicsinyíti a látszólagos képet. Az összetett lencsékben pedig, minden érintkező lencsefelületnél, új kölcsönhatás felület alakul ki, amely fokozatonként módosítja a lencsék rendszerében terjedő fényhatás hullámainak a haladási irányát.
Sima ablaküveg esetén, egyenes irányú, azaz a legrövidebb úton halad keresztül az üvegtesten, a benne kialakult fényhullám. Az üveg anyagi szerkezetében csak 200 000 km/s sebességgel halad a fényhatás. Majd az üveg második, túlsó kölcsönhatási oldalán, érintkezésbe lépve ismét a levegő közegével, újra 300 000 km/s sebességű fényhatás keletkezik. Azért, mert az üveg belsejében rövidebb hullámhosszúságú hullám képes csak kialakulni, mint a levegőben. Anyagi közegben tehát, a fény hatásának a frekvenciája nem változik, csak a hullámhosszúsága, mégpedig az anyagi sűrűség viszonylatában. A lencsék centrális közegekként fókuszálják, vagy szétszórják, a bennük kialakuló különböző hosszúságú hullámokat. A gyűjtőlencséket pozitív lencséknek hívják, míg a szórólencséket, negatív lencséknek.
Az optikában észlelt lencsehibák abból erednek, hogy a fényt, mint sugárzást kezelik, amely egyenesen halad keresztül a lencse üvegszerkezetén, mint a puskagolyó. Az optikai lencsék leképezési hibái nem mások, mint a képalkotásuk során észlelt jellegzetes hibák, képtorzítások. Eddig tudományosan tisztázatlan okból, másodlagos kép, vagy képek, alakulnak ki, amelyek miatt a látszólagos kép foltos, szellemképes, torz. Ezzel szemben, a valóság az, hogy minden lencsefelület másképpen irányítja a lencsében kialakult fény hullámhatásait. Összetett lencse esetén pedig, ez a fényhatás terjedésének irányváltása, többlépcsős folyamat. Ha tehát, az optikában, figyelembe veszik az itt leírt tulajdonságaikat a lencséknek, akkor a vélt lencsehibák automatikusan megszűnhetnek. Mert a hibát nem a lencsék okozzák, hanem az értelmezésük.
A fény tehát, elektromágneses hullámként terjed, anyagi halmazokon belül is. Közegváltáskor, mindig az új közeg sűrűségének megfelelő hullámhosszúságú hullám alakul ki, míg a frekvencia megmarad, és az új közeg anyagi szerkezete határozza meg a fényhatás további terjedésének az irányát. Többszörös közegváltás esetén, többszörös haladási irány, és hullámhosszváltozás alakulhat ki. A közeghatárokon történő közegváltás látványa olyan, mintha a fény útja megtörne, de ezt csak a vizuális szemlélő észleli így. A valóság az, hogy mindig olyan irányú terjedési út látható, amit a kölcsönhatási felület dőlésszöge határoz meg. A hullámokat ugyanis, megtörni nem lehet. Ezért a fénytörés jelensége csak látszat, amit a fény, sugárként való terjedésének téves elmélete hívott életre.
A kromatikus aberráció pedig, éppen a kialakult képben lévő színek szét, és összemosódását jelenti. Ezt a színszóródás jelensége idézi elő, és alapvetően abból adódik, hogy a lencsék anyaga üvegtest, így íves prizmaként funkcionálnak a fénnyel szemben, vagyis képesek arra, hogy a fényhullám összetevőit alkotórészeire bontsa, vagyis különböző színű fényhullámokra. A prizmákban ugyanis, a teljes fény különböző hosszúságú összetevői, különböző színű részeire bontható. Ezt a lencsék meg is teszik. Ez a kromatikus aberráció jelensége. Vagyis, olyan képi hiba, amely a színek elhangolódásából származik. Természetesen, ez sem a lencsék hibája.
Teljesen mindegy tehát, hogy a szferikus aberráció jelenségét, vagy a kromatikus aberrációt vesszük-e alapul, a lencsék működésének értelmezése során, az biztos, hogy a fényt, mint sugárjelenséget, nyugodtan elfelejthetjük. A hibaként értelmezett fényjelenségek, csak akkor nyerhetnek értelmet számunkra, ha a fény hatását hullámként értelmezzük. Akkor a tanításánál is hullámként kell magyarázni, minden esetben. A fénysugár kifejezést, ki kell iktatni a tudományos magyarázatokból, mert félreértéseknek ad helyet. A tudomány feladata éppen az, hogy egyértelművé tegye számunkra, az észlelt jelenségek működését. Ezzel szemben, a fénysugár kifejezés, éppen elvonatkoztat bennünket a fény hullámtermészetétől, és e miatt, kétértelművé formálja a fénytant. Továbbá azzal párhuzamosan, minden olyan fizikai tant, amely a fényhez kapcsolódik. Azt a fénytant, amelyik az alapjainál leszögezi, hogy a fény sugár jellegét, csak a geometriai leképezhetőség miatt használja. Azért, hogy vizuális szempontból is jól látható legyen az, hogy hogyan terjed a fény észlelt hullámhatása.
Matécz Zoltán
2012.05.12.
matecz.zoltan@gmail.com
