در سیستمهای نوری هر انحرافی از تصویر کامل تحت عنوان ابیراهی مطرح میشود که این انحراف برای نور تکرنگ شامل ابیراهی کروی ، ابیراهی کما ، انحنای میدان ، اعوجاج و آستیگماتیسم میباشد. نور مرکب علاوه بر ابیراهیهای مذکور ابیراهی رنگی نیز خواهد داشت
در سیستمهای نوری هر انحرافی از تصویر کامل تحت عنوان ابیراهی مطرح میشود که این انحراف برای نور تکرنگ شامل ابیراهی کروی ، ابیراهی کما ، انحنای میدان ، اعوجاج و آستیگماتیسم میباشد. نور مرکب علاوه بر ابیراهیهای مذکور ابیراهی رنگی نیز خواهد داشت.
در سیستمهای نوری مرکزدار و عدسیها چنین فرض میشود که در تمام حالات از طرف جسم دسته باریکی اشعه که شعاع اصلی آن عمود بر سطح عدسی باشد، میتابد. همچنین ، جسم کوچک ، عمود بر محور اصلی و نور تابشی تکرنگ فرض میشود، ولی در عمل شرایط فوق موجود نیست، در نتیجه تصویری که توسط دستگاهی ، از یک جسم حاصل میشود، با تصویر نظری یکسان نمیباشد، یعنی در نتیجه عدم رعایت تقریب گاوس و بکار نبردن نور تکرنگ معایبی در تصویر حاصل میشود و هر انحرافی از تصویر کامل تحت عنوان ابیراهی مطرح میشود.
انواع ابیراهی
ابیراهی رنگی
هر جا که تغییر ضریب شکست یا رنگ نور به حساب بیاید، ابیراهی رنگی مطرح میشود، زیرا ضریب شکست مواد شفاف با رنگ نور تغییر میکند. عدسی از جسم ، تنها یک تصویر نمیدهد بلکه از آن یک سری تصویر (به ازای هر رنگ موجود در دسته شعاع یک تصویر) تشکیل میدهد. مشابهت عدسی با منشور که در لبههای آن مشهودتر است، موجب پاشندگی نور میگردد. بزرگنمایی جانبی هم به دنبال تغییر فاصله کانونی با رنگ تغییر میکند. خود ابیراهی رنگی به دو نوع ابیراهی رنگی محوری یا طولی و ابیراهی جانبی یا عرضی تقسیم میشود.
ابیراهی تکفام
انحراف هر شعاع از مسیر تعیین شده (ابیراهی آن) بوسیله فرمول گاوس برحسب پنج حاصلجمع موسوم به جمعهای سیدل بیان میشود. اگر تصویر حاصل بدون عیب میبود، تمام این حاصلجمعها صفر میشد، اما هیچ دستگاه نوری نمیتوان ساخت که در آن تمام این شرایط را یکجا داشته باشیم. صفر شدن هر یک از این جملهها متناظر با نبودن ابیراهی معینی است. این ابیراهیها که برای هر رنگ و ضریب شکست خاصی وجود دارد، تحت عنوان ابیراهی نور تکفام مطرح میشوند.
انواع ابیراهی نور تکفام
ابیراهی کروی
هرگاه دهانه عدسیهای کروی بیش از حد مجاز در تقریب گاوس باشد، تصاویر حاصل معایبی از خود نشان میدهند که ناشی از یکسان نبودن بزرگنمایی در مرکز و لبه عدسی میباشد. این عیب و تغییر شکل تصاویر ، به نام ابیراهی کروی در عدسی خوانده میشود که تحت این شرایط میان کانون پرتو پیرامحوری و کانون پرتو کناری سطحی به عنوان سطح کمترین تاری ایجاد میشود. خود ابیراهی کروی به دو نوع ابیراهی طولی کروی ، ابیراهی جانبی کروی تقسیم میشود.
ابیراهی کما
اگر نقطه نورانی خارج از محور اصلی عدسی باشد و یک دسته اشعه با زاویه بزرگ به عدسی فرستاده شود، اشعه خروجی پس از خروج از عدسی در روی صفحهای عمود بر محور فرعی تصویر غیرقرینهای بدست خواهد داد. این تصویر از نظر شکل و توزیع انرژی نامتقارن است، این ابیراهی تصویر را ابیراهی کما مینامند. در حقیقت ابیراهی کما همان ابیراهی کروی است که از قرار گرفتن نقطه نورانی در خارج از محور اصلی حاصل میشود. خود ابیراهی کما بر دو نوع کما مثبت و کما منفی تقسیم میشود.
ابیراهی آستیگماتیسم
این عیب تصویر موقعی روی میدهد که فاصله نقطهای از جسم ، از محور آینه مقعر تا حدی زیاد باشد و اشعههای تابشی چه باهم موازی باشند و چه باهم موازی نباشند، با آینه زاویه φ میسازند. در مورد عدسیها هم ابیراهی به همین شکل مطرح است، یعنی عدسی از نقطه دور از محور نمیتواند تصویر نقطهای بدهد. در این صورت دچار ابیراهی آستیگماتیسم است و تصویر مبهم حاصل از آن آستیگماتیک نام دارد، زیرا خطوط شعاعی متفاوتی در کانون متفاوتی نسبت به خطوط عمودی متمرکز میشوند.