Warum unterscheidet sich der Fokuspunkt des Infrarotlichts von dem des sichtbaren Lichts?

Beim Lesen über Infrarotfotografie wird häufig erwähnt, dass sich der Fokuspunkt von IR geringfügig vom sichtbaren Licht unterscheidet. Warum unterscheidet sich der Fokuspunkt des Infrarotlichtpunkts vom Fokuspunkt des sichtbaren Lichts?

Aus demselben Grund tritt überhaupt eine chromatische Aberration auf: Verschiedene Wellenlängen des Lichts biegen sich unter leicht unterschiedlichen Winkeln, wenn sie durch dasselbe refraktive Medium wie ein Linsenelement laufen. Die chromatische Aberration bei den meisten gut entworfenen Fotoobjektiven ist weniger schwerwiegend, da das Objektiv so konstruiert ist, dass es bei den verschiedenen Wellenlängen des sichtbaren Lichts korrigiert wird, und weil der Unterschied in den Wellenlängen zwischen einem Ende des sichtbaren Spektrums und dem anderen nicht so bedeutend ist die Differenz der Wellenlängen im Zentrum des Infrarotspektrums und des sichtbaren Lichtspektrums. Es gibt spezielle Objektive, die speziell für die längeren Wellenlängen des Infrarotlichts (auch für die kürzeren Wellenlängen des UV-Lichts) entwickelt wurden. Sie sind jedoch in erster Linie für andere Anwendungen als die Art der Fotografie gedacht, die im Rahmen dieser Site behandelt wird. Sie sind auch für die meisten Fotografen, entweder Hobbyisten oder Profis, unerschwinglich teuer.

Infrarotlicht erfordert eine andere Fokuseinstellung in einer Linse, da die Wellenlängen des Infrarotlichts sich signifikant genug unterscheiden, dass die Brechungseigenschaften der Linse es in anderen Winkeln biegen als die verschiedenen Wellenlängen des sichtbaren Lichts.

Die ideale Linse würde dazu führen, dass Lichtstrahlen jeder Farbe im gleichen Abstand von der Linse fokussiert werden. Das wäre die Brennweite des Objektivs, wenn das Objektiv im Unendlichen abbildet (∞ so weit das Auge reicht. Wenn wir Objekte abbilden, die näher als unendlich sind, werden sie weiter vom Objektiv entfernt fokussiert. Deshalb Wir müssen dafür sorgen, dass sich das Kameraobjektiv vorwärts vom Film oder vom digitalen Sensor weg bewegt, wenn Sie auf Objekte in der Nähe fokussieren. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Objektive nur eine begrenzte Brechkraft haben (Biegung nach innen). Mit anderen Worten, Objekte näher als unendlich Für die Fokussierung ist eine größere Entfernung erforderlich. Wir nehmen den Rückfokus (Distanzlinse zum fokussierten projizierten Bild).

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

Jetzt 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 Härten von Glas (Dichte) werden verwendet, um die Anordnung von Linsenelementen in dem Objektivtubus zu bilden. Die geschickte Verwendung verschiedener Glas- und Linsenformen mildert die chromatische Aberration, beseitigt sie jedoch nie. Infrarot fokussiert weiter vom Objektiv entfernt als die anderen Farben und Ultraviolett fokussiert viel näher am Objektiv als die Farben. Für UV und IR optimierte Sonderlinsen sind möglich, jedoch für wissenschaftliche Anwendungen vorbehalten. Die meisten Kameraobjektive sind für die meisten Aberrationen stark korrigiert, es gibt sieben und Sie können sie nachschlagen. 1. Sphärisch, 2, Koma, 3. Astigmatismus, 4. Feldkrümmung, 5. Verzerrung, 6. Chromatisch in Längsrichtung 7.

Wiederum können alle Aberrationen gemindert werden, aber keine kann beseitigt werden.