Quang sai (dụng cụ)

"Quang sai" đổi hướng tới đây. Đối với các định nghĩa khác, xem Quang sai (định hướng).

Quang sai là hiện tượng sai lệch của ảnh thu được qua dụng cụ quang học (Aberration in optical systems) (các loại thấu kính, lăng kính, gương hoặc tổ hợp của chúng để tạo ra hình ảnh của vật thể) dẫn tới sự làm mờ (nhòe) hình ảnh. Nó xảy ra khi ánh sáng từ một điểm của vật thể sau khi truyền qua hệ các thiết bị quang học chiếu tới các điểm khác nhau. Những nhà sản xuất thiết bị quang học cần phải điều chỉnh các thiết bị đó để bù lại quang sai. Các bài về các hiện tượng phản xạ, khúc xạ và tụ quang sẽ thảo luận về các đặc tính chung của các tia phản xạ và tia khúc xạ.

Quang sai có thể chia thành hai dạng:

• Hiện tượng sắc sai: hiện tượng ánh sáng trắng sau khi đi qua thấu kính ánh sáng bị sai lệch biến thành 1 chùm sáng với phân bố từ đỏ đến tím, xảy ra vì thấu kính khúc xạ các màu khác nhau trong ánh sáng trắng ở những góc khác nhau theo bước sóng.
• Hiện tượng cầu sai: là hiện tượng hội tụ ánh sáng không chính xác do sử dụng các thấu kính có bề mặt hình cầu.

Quang sai đơn sắc

Lý thuyết cơ bản của các hệ quang học dẫn tới một định lý: Các tia ánh sáng bắt nguồn từ điểm vật thể bất kỳ sẽ hội tụ lại thành điểm ảnh; và vì thế không gian vật thể sẽ được tái tạo thành không gian ảnh. Việc đưa vào sử dụng các thuật ngữ bổ trợ đơn giản bởi C. F. Gauss (trong Dioptrische Untersuchungen, Göttingen, 1841), có tên gọi là tiêu cự và mặt phẳng tiêu, cho phép xác định hình ảnh của vật thể bất kỳ đối với một hệ quang học bất kỳ (xem thêm thấu kính). Tuy nhiên, lý thuyết của Gauss chỉ đúng khi các góc tạo ra bởi tất cả các tia tới với trục quang học (trục đối xứng của hệ) là rất nhỏ, nghĩa là với các vật thể, hình ảnh hay thấu kính rất nhỏ; trong thực tế các điều kiện này là phi thực tiễn, và các hình ảnh được tạo ra bởi các hệ thiết bị quang học không điều chỉnh nói chung là không rõ nét và thông thường hay bị nhòe, nếu góc mở hay trường quan sát vượt quá một giới hạn nào đó.