Aberrazioni geometriche

L’altro genere di aberrazione che si può presentare in un sistema ottico è quella geometrica, di cui ne esistono cinque tipi: astigmatismo, coma, curvatura di campo, distorsione e, infine, aberrazione sferica.

L’astigmatismo consiste nell’allungamento dell’immagine lungo una specifica direzione: un oggetto circolare viene così visto attraverso un sistema astigmatico come ellittico. L’astigmatismo affligge spesso lenti di piccola apertura ed è, come noto, un difetto tipico dell’occhio dovuto ad una deformazione del cristallino, correggibile attraverso l’uso di lenti di profilo cilindrico.

Il coma si manifesta come un pennacchio sfumato simile alla chioma delle comete (da cui il nome), anche questo allungato lungo una certa direzione. L’effetto è tanto maggiore quanto maggiore è la distanza dell’oggetto dall’asse ottico. Il coma è, a differenza dell’astigmatismo, più facilmente riscontrabile nelle lenti di grande apertura.

La curvatura di campo consiste nella distribuzione dei punti immagine corrispondenti ai punti appartenenti ad un piano dell’oggetto sopra una superficie curva. A seconda di come viene posizionato lo schermo su cui proiettare l’immagine (può anche essere la retina dell’occhio), alcune zone risulteranno più nitide di altre e viceversa.

La distorsione non altera la nitidezza dell’immagine, ma il suo aspetto: l’immagine risultante da un sistema ottico affetto da distorsione non risulta infatti geometricamente simile all’oggetto ed è tanto più deformata quanto più l’oggetto è distante dall’asse ottico. Esistono due tipi di distorsione, a cuscino e a barilotto, i cui nomi fanno riferimento al tipo di alterazione geometrica introdotta dal sistema sull’immagine.

L’aberrazione sferica è così chiamata perché tipica delle lenti e degli specchi sferici. Essa consiste nella formazione di un’immagine sfumata dovuta al fatto che il fuoco dei raggi cosiddetti parassiali, ossia dei raggi passanti in prossimità dell’asse ottico, è in posizione diversa rispetto a quello dei raggi marginali, ossia dei raggi che vengono riflessi o rifratti dalle regioni al bordo dello specchio o della lente. L’effetto dipende essenzialmente dall’apertura, ed è più evidente nei sistemi a corta focale.

Le aberrazioni geometriche si correggono operando sulla forma delle lenti (o degli specchi) e combinando in maniera opportuna varie lenti (o specchi) di forma diversa.