球面像差英文解释翻译、球面像差的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 spherical aberration

分词翻译：

球面的英语翻译：

sphere
【机】 sphere

像差的英语翻译：

【化】 aberration

专业解析

球面像差（Spherical Aberration）是光学系统中由球面透镜或镜面曲率引起的成像缺陷，属于单色像差的一种。当平行光线通过球面透镜时，边缘光线与近轴光线的焦点位置不重合，导致成像模糊或出现光晕现象。其英文解释为“a distortion in image formation caused by the failure of a lens or mirror to focus light rays uniformly, resulting from the spherical shape of the optical surface”。

物理机制与数学表达

根据几何光学原理，球面像差的成因可量化为光程差公式：

$$ Delta W = frac{h}{8f}(n - 1) $$

其中，$h$为光线入射高度，$f$为焦距，$n$为透镜材料折射率。该公式表明，像差程度与入射光线高度四次方成正比。

校正方法

非球面透镜：采用抛物面或双曲面等非球面曲率设计，消除边缘光线与中心光线的焦点分离现象（来源：OSA光学学会）。
复合透镜组：通过组合凸透镜与凹透镜，利用不同材料的色散特性抵消像差（来源：《现代光学工程》）。

应用领域

球面像差研究在望远镜、显微镜及摄影镜头设计中具有核心价值。例如，哈勃太空望远镜曾因主镜球面像差导致成像模糊，后通过加装矫正光学系统COSTAR修复（来源：NASA技术报告）。

网络扩展解释

球面像差（Spherical Aberration）是光学系统中因球面镜片或反射镜的几何特性导致的一种成像缺陷，表现为光线无法汇聚于同一焦点，影响成像清晰度。以下是综合多个权威来源的解释：

1.基本定义

球面像差是由于透镜或反射镜表面为球面形状，导致离轴距离不同的光线在折射或反射后无法汇聚于光轴上的同一点。例如，光轴上的物点发出的光线，经球面镜片后边缘光线（远轴光线）和中心光线（近轴光线）会在不同位置聚焦，形成纵向焦点偏移（纵向球差）和横向弥散斑（横向球差）。

2.形成原因

球面几何限制：球面镜片边缘与中心区域的曲率差异导致光线入射角不同，远轴光线折射更强，焦点靠近镜片；近轴光线折射较弱，焦点远离镜片。
通光孔径影响：球差与镜面直径的四次方成正比，与焦距的三次方成反比。因此，大光圈（“快镜”）或大口径光学系统球差更显著。

3.表现形式

纵向球差：不同区域光线的焦点沿光轴错开（如边缘光线焦点比中心光线近）。
横向球差：在理想焦平面上，光斑的半径扩大，形成光晕或弥散斑，导致图像模糊、对比度下降。

4.实际影响

在大光圈或低焦比（如F1.4）下，球差尤其明显，表现为光点虚化成光团。
在望远镜、相机镜头等精密光学仪器中，球差会降低分辨率和成像锐度。

5.校正方法

非球面镜片：通过非球面设计改变镜片曲率，使所有光线汇聚于同一焦点。
光圈收缩：缩小光圈可减少边缘光线参与成像，降低球差影响。
复合镜组：组合不同曲率的镜片抵消球差，如消色差透镜。

公式示例（纵向球差与镜面参数关系）：

$$ text{球差} propto frac{D}{f} $$ 其中，$D$为镜面直径，$f$为焦距。

如需进一步了解数学推导或具体应用案例，可参考来源的消球差曲面设计原理。