Warum unterscheidet sich der Fokuspunkt von Infrarotlicht von dem von sichtbarem Licht?

Aus dem gleichen Grund tritt chromatische Aberration überhaupt auf: Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen wird in leicht unterschiedlichen Winkeln gebeugt, wenn es durch dasselbe Brechungsmedium wie ein Linsenelement geht. Die chromatische Aberration in den meisten gut konstruierten fotografischen Objektiven ist weniger schwerwiegend, da das Objektiv so konzipiert wurde, dass es bei den verschiedenen Wellenlängen des sichtbaren Lichts korrigiert wird, und weil die Unterschiede in den Wellenlängen zwischen einem Ende des sichtbaren Spektrums und dem anderen nicht so signifikant sind wie der Wellenlängenunterschied in der Mitte des Infrarotspektrums und des sichtbaren Lichtspektrums. Es gibt Spezialobjektive, die speziell für die längeren Wellenlängen des Infrarotlichts entwickelt wurden (auch Objektive für die kürzeren Wellenlängen des UV-Lichts), aber sie sind hauptsächlich für andere Anwendungen als die Art der Fotografie bestimmt, die im Rahmen dieser Website behandelt wird. Sie sind auch für die meisten Fotografen, egal ob Hobbyisten oder Profis, unerschwinglich teuer.

Infrarotlicht erfordert eine andere Fokuseinstellung in einer Linse, da die Wellenlängen von Infrarotlicht so deutlich unterschiedlich sind, dass die Brechungseigenschaften der Linse es in anderen Winkeln biegen als die verschiedenen Wellenlängen von sichtbarem Licht.

Die ideale Linse würde bewirken, dass Lichtstrahlen jeder Farbe im gleichen Abstand von der Linse fokussiert werden. Das wäre die Brennweite des Objektivs, wenn das Objektiv unendlich abbildet (∞, soweit das Auge reicht. Wenn wir Objekte abbilden, die näher als unendlich sind, erreichen sie einen Fokus, der weiter vom Objektiv entfernt ist. Deshalb Wir müssen das Kameraobjektiv veranlassen, sich nach vorne zu bewegen, weg vom Film oder digitalen Sensor, wenn wir auf Objekte in der Nähe fokussieren. Dies liegt an der Tatsache, dass Objektive nur eine begrenzte Fähigkeit haben, Licht zu brechen (was dazu führt, dass es sich nach innen biegt). Mit anderen Worten, Objekte, die näher als unendlich sind benötigen einen größeren Abstand zum Fokussieren Wir nehmen Back-Fokus (Abstand Objektiv zum fokussierten projizierten Bild).

Die Tatsache, dass eine Linse Licht nur begrenzt brechen kann, ist noch komplexer, wenn es um Farben geht. Tatsächlich kommt jede Farbe in einem anderen Abstand von der Linse zum Brennpunkt. Blaue Bilder näher an der Linse als rote, und grüne, gelbe, orange usw. nehmen Zwischenpositionen ein. Je weiter eine Farbe vom Objektiv entfernt ist, desto größer wird das Bild dieser Farbe. Wir nehmen chromatische Aberration. Da das rote Bild etwas größer und das blaue Bild am kleinsten ist, sehen wir Farbsäume um Objekte herum. Mit anderen Worten, wir können unsere Kamera nicht auf alle Farben gleichzeitig fokussieren.

Nun hat eine konvexe Linse die entgegengesetzte chromatische Aberration als eine konkave Linse. Diese Tatsache ermöglicht es Objektivherstellern, das Kameraobjektiv unter Verwendung einer Kombination aus positiven und negativen Linsenelementen zu konstruieren. Auch unterschiedliche Glashärten (Dichten) werden verwendet, um die Anordnung von Linsenelementen im Objektivtubus zu bilden. Durch geschickte Verwendung verschiedener Glas- und Linsenformen werden chromatische Aberrationen zwar gemildert, aber niemals beseitigt. Infrarot fokussiert weiter von der Linse entfernt als die anderen Farben und Ultraviolett fokussiert viel näher an der Linse als die Farben. Für UV und IR optimierte Spezialobjektive sind möglich, diese sind jedoch wissenschaftlichen Anwendungen vorbehalten. Die meisten Kameraobjektive sind für die meisten Aberrationen hochkorrigiert, es gibt sieben, und Sie können sie nachschlagen. 1. Sphärisch, 2, Koma, 3. Astigmatismus, 4. Bildfeldkrümmung, 5. Verzerrung, 6. Längschromatik 7.

Wiederum können alle Aberrationen gemildert, aber keine eliminiert werden.