球面像差英文解釋翻譯、球面像差的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 spherical aberration

分詞翻譯：

球面的英語翻譯：

sphere
【機】 sphere

像差的英語翻譯：

【化】 aberration

專業解析

球面像差（Spherical Aberration）是光學系統中由球面透鏡或鏡面曲率引起的成像缺陷，屬于單色像差的一種。當平行光線通過球面透鏡時，邊緣光線與近軸光線的焦點位置不重合，導緻成像模糊或出現光暈現象。其英文解釋為“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”。

物理機制與數學表達

根據幾何光學原理，球面像差的成因可量化為光程差公式：

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

其中，$h$為光線入射高度，$f$為焦距，$n$為透鏡材料折射率。該公式表明，像差程度與入射光線高度四次方成正比。

校正方法

非球面透鏡：采用抛物面或雙曲面等非球面曲率設計，消除邊緣光線與中心光線的焦點分離現象（來源：OSA光學學會）。
複合透鏡組：通過組合凸透鏡與凹透鏡，利用不同材料的色散特性抵消像差（來源：《現代光學工程》）。

應用領域

球面像差研究在望遠鏡、顯微鏡及攝影鏡頭設計中具有核心價值。例如，哈勃太空望遠鏡曾因主鏡球面像差導緻成像模糊，後通過加裝矯正光學系統COSTAR修複（來源：NASA技術報告）。

網絡擴展解釋

球面像差（Spherical Aberration）是光學系統中因球面鏡片或反射鏡的幾何特性導緻的一種成像缺陷，表現為光線無法彙聚于同一焦點，影響成像清晰度。以下是綜合多個權威來源的解釋：

1.基本定義

球面像差是由于透鏡或反射鏡表面為球面形狀，導緻離軸距離不同的光線在折射或反射後無法彙聚于光軸上的同一點。例如，光軸上的物點發出的光線，經球面鏡片後邊緣光線（遠軸光線）和中心光線（近軸光線）會在不同位置聚焦，形成縱向焦點偏移（縱向球差）和橫向彌散斑（橫向球差）。

2.形成原因

球面幾何限制：球面鏡片邊緣與中心區域的曲率差異導緻光線入射角不同，遠軸光線折射更強，焦點靠近鏡片；近軸光線折射較弱，焦點遠離鏡片。
通光孔徑影響：球差與鏡面直徑的四次方成正比，與焦距的三次方成反比。因此，大光圈（“快鏡”）或大口徑光學系統球差更顯著。

3.表現形式

縱向球差：不同區域光線的焦點沿光軸錯開（如邊緣光線焦點比中心光線近）。
橫向球差：在理想焦平面上，光斑的半徑擴大，形成光暈或彌散斑，導緻圖像模糊、對比度下降。

4.實際影響

在大光圈或低焦比（如F1.4）下，球差尤其明顯，表現為光點虛化成光團。
在望遠鏡、相機鏡頭等精密光學儀器中，球差會降低分辨率和成像銳度。

5.校正方法

非球面鏡片：通過非球面設計改變鏡片曲率，使所有光線彙聚于同一焦點。
光圈收縮：縮小光圈可減少邊緣光線參與成像，降低球差影響。
複合鏡組：組合不同曲率的鏡片抵消球差，如消色差透鏡。

公式示例（縱向球差與鏡面參數關系）：

$$ text{球差} propto frac{D}{f} $$ 其中，$D$為鏡面直徑，$f$為焦距。

如需進一步了解數學推導或具體應用案例，可參考來源的消球差曲面設計原理。