Ottica
Supporto teorico
Aberrazioni delle lenti

Le più importanti aberrazioni di una lente sono:

  1. l'aberrazione cromatica.
    Questa si manifesta quando si utilizzano sorgenti di luce policromatica o bianca ed è conseguenza del fatto che l'indice di rifrazione assoluto del mezzo che costituisce la lente dipende in realtà dalla lunghezza d'onda dei raggi che vi incidono e non è dunque costante, come assunto per ipotesi nell'Ottica geometrica. Newton infatti scoprì che si poteva scomporre la luce in quello che definì lo spettro dei colori. Egli fece passare un raggio di luce solare attraverso un prisma di vetro a sezione triangolare e trovò che il raggio si allargava formando una banda costituita da luce rossa, arancione, gialla, verde, azzurra e violetta, in cui ogni colore sfumava gradatamente nel successivo. Ciò che Newton aveva dimostrato è che la luce solare, o luce bianca, è in realtà una miscela di molte singole radiazioni che danno all'occhio l'impressione di altrettanti colori differenti. Il prisma separa questi colori perché la luce viene sì rifratta, ma ogni lunghezza d'onda subisce una trasmissione diversa: minore è la lunghezza d'onda, maggiore è la rifrazione. Così nel visibile le lunghezze d'onda più piccole, corrispondenti alla luce viola, sono quelle maggiormente rifratte, mentre quelle più lunghe, corrispondenti al colore rosso, lo sono meno di tutte. Per questo fenomeno l'immagine di una sorgente puntiforme o di un oggetto risulta essere formata dopo il passaggio dei raggi in una lente da tante immagini colorate a distanza lievemente diverse e con ingrandimenti diversi e, ad esempio, una lente convergente si trova a possedere più di un fuoco, uno per ciascun colore componente la luce usata. L'aberrazione cromatica può essere corretta usando combinazioni di lenti;
  2. l'aberrazione di sfericità.
    E' dovuta al fatto che i raggi rifratti nelle zone marginali della lente vengono a concentrarsi in un fuoco che non coincide con quello proprio della lente, se esso esiste. In questo caso il difetto si corregge o diaframmando opportunamente la lente, cioè usando una zona intorno all'asse ottico non troppo estesa o, più spesso, accoppiando più lenti tra loro (ad esempio, una lente convergente con una divergente di forma opportuna);
  3. l'aberrazione astigmatica,
    il cui effetto distorcente consiste nell'allungare leggermente le dimensioni dell'oggetto osservato attraverso le lente e per la cui correzione sono necessarie tecniche più sofisticate del semplice accorpamento di più lenti.

Da quanto detto si ricava che in uno strumento i risultati sono tanto migliori quanto più numerose sono le superfici trasmettenti impiegate, anche se c'è ovviamente un limite pratico ed economico. Questo perché l'impiego di più di una lente offre una migliore correzione delle aberrazioni ed è perciò quasi sempre adottato anche quando una singola lente sarebbe già di per sé sufficiente a dare gli stessi risultati. Poiché però una correzione perfetta è pressoché impossibile, nella pratica gli interventi tengono soprattutto conto degli scopi che si vogliono raggiungere: ad esempio, entro certi limiti la distorsione si può tollerare in un cannocchiale, ma deve essere eliminata in un obiettivo fotografico.