Почему Белый?

Хроматическая аберрация
Фокусное расстояние линзы определяется радиусами кривизны её поверхностей и показателем преломления стекла. Из этого следует, что одна и та же линза имеет различное фокусное расстояние для лучей разного цвета (показатель преломления у цветов разный). Если в линзу входит гомоцентрический пучок (все лучи которого проходят через одну точку) бе­лого света, то по выходе из линзы взамен одного пучка получится столько пучков, сколько спектральных цветов мы в состоянии раз­личить. Так как показатель преломления стекла имеет наимень­шее значение для красных лучей и наибольшее для фиолетовых, то фокус красных лучей расположится дальше от линзы, чем фокус фиолетовых (рис. 1). Фокусы остальных лучей будут располагаться между ними. Это явление носит название хроматической аберра­ции, или хроматизма изображения. Понятно, что хроматизм не позволяет получить резкое изображение точки, так как где бы мы ни поместили свето­чувствительный слой, вместо белой точки на нем образуется аберрационный кружок рассеяния в виде цветного пятна, окру­женного каймой другого цвета. Если, например, поместить мато­вое стекло в фокусе фиолетовых лучей, то получим неболь­шой фиолетовый кружок с цветной каймой и красным наружным краем.

Так как наибольшей яркостью для глаза обладают лучи желто-зеленые то, наводя на фокус, мы невольно помещаем матовое стекло в плоскости пересечения самых ярких для нас желтых лучей и получаем светлое пятно, окруженное фиолетовой каймой. Значение хроматической аберрации усугубляется тем обстоятельством, что естественная чувствительность фото материалов лежит в области сине-фиолетовых лучей, тогда как глаз максимально восприимчив к лучам желто-зеленым.

рис. 2. Получение ахроматической призмы

Хроматическая аберрация почти полностью устраняется применением вместо одной линзы двух линз разного знака, изготовленных из двух неодинаковых сортов стекла. Сорта оптического стекла делятся на два основных типа: крон и флинт. Кроны обладают небольшим показателем преломления и очень малой дисперсией, т. е. малой разностью показателей преломления для лучей различного цвета. Флинты имеют несколько больший показатель преломления и очень большую дисперсию. Поэтому если изготовить две совершенно одинаковые призмы из крона и флинта, то первая будет обладать небольшим отклонением и небольшой дисперсией (рис. 2 поз. 1), а вторая будет иметь несколько большее отклонение и очень большую дисперсию, т. е. большее расстояние между красной спектральной линией С и фиолетовой линией G (рис. 2 поз. 2). Понятно, что из стекла флинт можно изготовить и такую третью призму, которая будет обладать дисперсией, точно равной дисперсии кроновой призмы (рис. 2 поз. 3, 4). Для этого такая призма должна обладать небольшим преломляющим углом и, следовательно, незначительным отклонением.
Если соединить первую призму с третьей так, чтобы их преломляющие углы были противоположно направлены (рис. 2, поз 5), дисперсия такой сложной призмы будет уничтожена, а отклонение сохранится, хотя и уменьшится по абсолютной величине, так как флинтовая призма даст отклонение, обратное кроновой. Такая сложная призма называется ахроматической призмой и обладает свойством отклонять луч, не разлагая его на составные цветные лучи.
Так как любой участок линзы можно рассматривать как призму, все сказанное о призмах можно перенести на линзы и, сочетая сильную положительную линзу из стекла крон со слабой отрица­тельной линзой, изготовленной из стекла флинт, можно получить положительную линзу, свободную от хроматической аберрации, или так называемую ахроматическую линзу (рис. 3).

рис. 3. Ахроматическая линза

Поскольку величины дисперсии стекол, выбранных для ахроматической пары, не пропорциональны между собой по всем участкам спектра, удается свести в одну точку изображения, образованные лучами только двух каких-либо цветов (обычно это делают для фиолетовых и красных лучей, лежащих вблизи границ видимого диапазона спектра). При этом изображение, формируемое лучами третьего цвета - зелёного (середина видимого диапазона) не совпадает с этой точкой. Это несовпадение называют вторичным спектром, а объективы с подобным типом коррекции аберраций - ахроматами. В ахроматах из обычных стекол вторичный спектр достаточно велик, и окрас изображения всегда заметен. Вторичный спектр снижает качество изображения и ограничивает возможность развития относительного отверстия объективов, особенно длиннофокусных. Если оптическая система исправлена больше, чем для двух спектральных участков, и в ней уменьшен вторичный спектр, она называется апохроматической (АРО).

рис. 4. Коварство хроматической аберрации проявляется не только вдоль оптической оси, оно портит картину и в плоскости, поперечной ей


Используя обычные оптические стекла (кроны и флинты) исправить вторичный спектр невозможно. Для этого применяются оптические материалы с особым ходом кривой дисперсии - кристаллы или специальные виды стекла. Традиционно наиболее подходящим материалом, позволяющим составить апохроматические комбинации в сочетании с обычными стеклами, считается оптический кристалл фтористой соли кальция (CaF2) - флюорит (др. названия: плавиковый шпат, плавик). Минерал флюорит достаточно распространён, однако большие кристаллы его (до 25 см. в поперечнике) встречаются редко, да и всевозможные их изъяны для оптических заготовок, как правило, непригодны. Поэтому для изготовления оптических блоков кристаллы флюорита выращивают искусственно. Заготовки, и тем более готовые флюоритовые линзы получаются очень дорогими, обладающими к тому же рядом недостатков, о которых мы поговорим позже.

рис. 5. Поголовная окраска кеноновских «дальнобойных труб» в белый цвет, не причуда дизайна и не признак породы,
окраска – защита флюорита от палящих солнечных лучей

Инженеры - оптики давно уже задумывались о достойной замене флюорита другими более технологичными материалами. В 60-х годах прошлого века Никон предложил свой вариант особого стекла ED, с нетрадиционным ходом кривой дисперсии. Преломление лучей разных длин волн в стеклах ED отличается мало (низка дисперсия) или даже носит необычный характер (аномальная дисперсия). В идеальном случае применение линз из стекол ED позволяет свести в одну точку лучи всех трех, а не двух основных цветов и добиться практически полного исправления аберрации по всему видимому спектру.
Не отставали от Никона и другие корифеи оптики: Leitz, Zeiss, Rodenstock и Schneider. Различные компании называют своё суперстекло по-разному. Основа этих особых стёкол - фторфосфатные кроны, которые обладают оптическими характеристиками, ничуть не уступающими флюориту.

рис. 6. У Никона, который использует исключительно стекла из группы фторфосфатных кронов,
которые минимально реагируют на температурные издевательства, окраска дальнобойной оптики может быть любой

одно "но" - стекло - аморфный материал, а флюорит - кристалл. и где-то читал, что для достижения одинакового эффекта, "обычных" UD линз нужно две, а флюоритовая - одна. как следствие - объектив легче. да и говорят, что картинку кэноновские дальнобойщики выдают получше....
есть белые объективы и без флюорита, это уже маркетинговый ход...

флюорит теперь у Никона :) ... да и в чёрном оформлении fotosklad.ru/news_foto/111441.html