§ 105. Астигматизм

Эта погрешность оптических систем проявляется в тех случаях, когда желают получить изображение точки, находящейся на значительном расстоянии от главной оси системы, точнее, при использовании световых пучков, составляющих значительный угол с главной осью (косые пучки). Важно отметить, что астигматизм остается даже при использовании узких световых пучков, а также может сохраняться в системах, освобожденных от сферической аберрации.

Для наблюдения астигматизма выделим с помощью прикрывающего линзу картонного экрана с небольшим отверстием узкий пучок лучей и расположим источник так, чтобы он находился на побочной оси, составляющей с главной осью угол  Мы обнаружим, что изображение светящейся точки на экране 4 (см. рис. 228) станет весьма расплывчатым и будет  иметь неправильную форму. Если мы начнем медленно передвигать экран относительно линзы, то найдем, что имеются два положения экрана ( и  на рис. 234), в которых изображение довольно резкое. Однако, в отличие от того случая, когда источник находился на главной оси линзы, изображение в указанных двух положениях экрана имеет вид не точки, а отрезка прямой. Направление отрезка в положении  перпендикулярно к направлению отрезка в положении . Во всех остальных положениях экрана изображение расплывчатое, овальное или круглое.

Рис. 234. Астигматизм линзы: изображения точки, лежащей на побочной оси,  представляют собой две взаимно перпендикулярные линии, лежащие в разных плоскостях

Таким образом, даже наилучшее изображение точки, не лежащей на главной оси линзы, представляет собой не точку, а две взаимно перпендикулярные и находящиеся в разных местах линии. Это и есть та погрешность оптических систем, которая носит название астигматизма.

Для исправления астигматизма приходится строить сложные оптические системы, состоящие из нескольких частей, подобранных специальным образом так, чтобы они взаимно компенсировали астигматизм, обусловленный каждой из них. Системы с исправленным астигматизмом называются анастигматами. Современные фотографические объективы, исправленные в отношении астигматизма, дают хорошее изображение при углах до .