Физики разрешили 2000-летнюю оптическую проблему

OSA

Физики из Национального автономного университета Мексики разрешили 2000-летнюю оптическую загадку - проблему Вассермана-Вольфа. В своей статье, опубликованной в журнале Applied Optics («Прикладная оптика»), Рафаэль Гонсалес-Акунья, Эктор Чапарро-Ромо и Хулио Гутьеррес-Вега описали решение головоломки, привели уравнения и рассказали об эффективности результатов при тестировании.

Более 2000 лет назад греческий ученый Диокл обнаружил проблему с оптическими линзами - когда он осматривал приборы, оборудованные ими, края выглядели более размытыми, чем центр. В своих работах он предположил, что эффект возникает из-за сферичности линз - свет, падающий под углом, не мог быть сфокусирован из-за различий в преломлении. Позднее при попытке решить эту загадку, которая стала известна как сферическая аберрация, зашли в тупик Исаак Ньютон и Готфрид Лейбниц.

В 1949 году Вассерман и Вольф разработали аналитические средства для описания проблемы и дали ей официальное название - проблема Вассермана-Вольфа. Они предположили, что наилучшим подходом к ее решению будет использование двух асферических поверхностей для коррекции аберраций. С этого момента исследователи и инженеры изобретали различные способы решения проблемы в конкретных устройствах, особенно в камерах и телескопах. Большинство этих усилий было связано с созданием асферических линз для решения проблем рефракции. И хотя в результате был достигнут некоторый прогресс, решения, как правило, были дорогими и не подходящими для некоторых устройств.

Теперь средства для решения проблемы с линзой любого размера были найдены Гонсалесом-Акунья, Чапарро-Ромо и Гутьерресом-Вегой, описанные в длинной математической формуле. Она основана на зависимости формы второй асферической поверхности от первой поверхности и фокусного расстояния. По сути, вторая асферическая поверхность должна устранить сферическую аберрацию.

Как только удалось решить уравнение, исследователи проверили его, проведя симуляции. В результате они сообщили, что им удалось создать линзы, точность которых составляла 99,9999999999%. Исследователи считают, что формула может быть использована в различной аппаратуре, включая очки, контактные линзы, телескопы, бинокли и микроскопы.

Физики разрешили 2000-летнюю оптическую проблему

Картина дня

Наши публикации