Dlaczego punkt skupienia światła podczerwonego różni się od światła widzialnego?

Podczas czytania o fotografii w podczerwieni często wspomina się, że punkt skupienia IR różni się nieco od światła widzialnego. Dlaczego punkt skupienia punktu światła podczerwonego różni się od punktu skupienia światła widzialnego?

Z tego samego powodu w ogóle występuje aberracja chromatyczna: różne długości fali światła zginają się pod nieco innymi kątami podczas przechodzenia przez ten sam ośrodek refrakcyjny, taki jak element soczewki. Aberracja chromatyczna w większości dobrze zaprojektowanych obiektywów fotograficznych będzie mniej dotkliwa, ponieważ soczewka została zaprojektowana w celu jej skorygowania przy różnych długościach fal światła widzialnego oraz ponieważ różnica długości fal między jednym końcem widma widzialnego a drugim nie jest tak znacząca jak różnica długości fal w centrum widma podczerwieni i widma światła widzialnego. Istnieją specjalne soczewki zaprojektowane specjalnie dla dłuższych długości fal światła podczerwonego (również soczewki dla krótszych długości fal światła UV), ale są one przeznaczone głównie do innych zastosowań niż rodzaj fotografii objętej zakresem tej strony. Są one także zbyt drogie dla większości fotografów, zarówno hobbystów, jak i profesjonalistów.

Światło podczerwone wymaga innego ustawienia ostrości w soczewce, ponieważ długości fal światła podczerwonego są wystarczająco różne, aby właściwości refrakcyjne soczewki zginały ją pod różnymi kątami niż w przypadku różnych długości fal światła widzialnego.

Idealna soczewka sprawiłaby, że wiązki światła każdego koloru byłyby ogniskowane w tej samej odległości od soczewki. To byłaby ogniskowa soczewki, gdy soczewka obrazuje w nieskończoności (∞ jak okiem sięgnąć. Gdy widzimy obiekty bliższe niż nieskończoność, ustawiają ostrość dalej od obiektywu. Właśnie dlatego podczas ustawiania ostrości na pobliskich obiektach musimy spowodować, że obiektyw aparatu przesunie się do przodu, z dala od filmu lub czujnika cyfrowego. Wynika to z faktu, że soczewki mają ograniczoną moc do załamania światła (powodują wygięcie do wewnątrz). Innymi słowy, obiekty bliższe niż nieskończoność potrzebujemy większej odległości, aby ustawić ostrość. Ustawiamy ostrość wsteczną (odległość obiektywu od ustawionego ostrości wyświetlanego obrazu).

Fakt, że soczewka ma ograniczoną zdolność załamywania światła, jest jeszcze bardziej złożony, jeśli chodzi o kolory. W rzeczywistości każdy kolor ustawia ostrość w innej odległości od obiektywu. Niebieskie obrazy bliżej obiektywu niż czerwony, a zielony, żółty, pomarańczowy itp. Zajmują pozycje pośrednie. Im dalej od obiektywu kolor się skupi, tym większy będzie jego obraz. Przyjmujemy aberrację chromatyczną. Ponieważ czerwony obraz jest nieco większy, a niebieski jest najmniejszy, widzimy kolorowe obwódki wokół obiektów. Innymi słowy, nie jesteśmy w stanie ustawić ostrości na wszystkich kolorach jednocześnie.

Teraz wypukła soczewka ma przeciwną aberrację chromatyczną niż soczewka wklęsła. Ten fakt pozwala twórcom obiektywów skonstruować obiektyw aparatu za pomocą kombinacji dodatnich i ujemnych elementów obiektywu. Także różne twardości szkła (gęstość) są wykorzystywane do utworzenia szeregu elementów soczewki w tubusie obiektywu. Podstępne użycie różnych kształtów szkła i soczewek łagodzi, ale nigdy nie eliminuje aberracji chromatycznej. Podczerwień skupia się dalej od soczewki niż inne kolory, a ultrafiolet skupia się znacznie bliżej soczewki niż kolory. Możliwe są specjalne soczewki zoptymalizowane pod kątem promieniowania UV i IR, ale są one zarezerwowane do zastosowań naukowych. Większość obiektywów aparatu jest wysoce skorygowanych pod kątem większości wszystkich aberracji, jest ich siedem i można je sprawdzić. 1. Sferyczny, 2, śpiączka, 3. astygmatyzm, 4. Krzywizna pola, 5. Zniekształcenie, 6. Podłużny chromatyczny 7.

Ponownie wszystkie aberracje można złagodzić, ale żadnej nie można wyeliminować.