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像差是中國科技名詞。

世界上最古老的四大文字系統，一是5500年前兩河流域蘇米爾人創造的楔形文字，二是5000多年前尼羅河流域古埃及人創造的聖書字，三是3300年前中國殷商時期的甲骨文，四是1500年前起源於中美洲的瑪雅文字。其它文字都早已消亡，只有中國文字的發展未曾斷裂，從商代一直傳承至今，漢字是世界上現存最古老的文字，這是我們中華民族寶貴的文化遺產。

名詞解釋

像差（全稱色像差， aberration）是指實際光學系統中，由非近軸光線追跡所得的結果和近軸光線追跡所得的結果不一致，與高斯光學（一級近似理論或近軸光線）的理想狀況的偏差。像差主要分為球差、彗差、場曲、像散、畸變、色差以及波像差。詞條對上述像差進行了詳細的介紹。

像差一般分兩大類：色像差和單色像差。色像差簡稱色差，是由於透鏡材料的折射率是波長的函數，由此而產生的像差。它可分為位置色差和放大率色差兩種。單色像差是指即使在高度單色光時也會產生的像差，按產生的效果，又分成使像模糊和使像變形兩類。前一類有球面像差、彗形像差和像散。後一類有像場彎曲和畸變。

實際工作中光學系統所成的像與近軸光學(Paraxial Optics，高斯光學)所獲得的結果不同，有一定的偏離，光學成像相對近軸成像的偏離稱像差。

由於像差使成像與原物形狀產生差異。複色光引起的色像差簡稱色差；非近軸單色光則引起單色像差。初級像差又分為五種，分別為：球面像差、彗形像差、像散、像場彎曲和畸變五種。

攝影影頭因製作不精密，或人為的損害，不能將一點所發出的所有光線聚焦於底片感光膜上的同一位置，使影像變形，或失焦模糊不清。

實際的光學系統存在着各種像差。一個物點所成的像是綜合各種像差的結果；此外實際光學系統完全可以不調焦在理想像平面處，這時像差（指在這個實像面上的像斑）當然也要變化。在天文上常用光線追跡的點列圖來表示實際像差；也可用波像差來表示像差，由一個物點發出的光波是球面波，經過光學系統後，波面一般就不再是球面的。它與某一個基準點為中心的球面的偏離量，乘以該處介質的折射率值，稱為波像差。

賽德爾的五像差1856年德國的賽德爾，分析出五種鏡頭像差源之於單一色（單一波長）。此稱為賽德爾五像差。

球差

在共軸球面系統中，軸上點和軸外點有不同的像差，軸上點因處於軸對稱位置，具有最簡單的像差形式。當軸上物點的物距L確定，並以寬光束孔徑成像時，其像方截距隨孔徑角U（或孔徑高度h）的變化而變化，因此軸上物點發出的具有一定孔徑的同心光束，經光學系統成像後不復為同心光束。在孔徑角很小的近軸區域可以得到物點成像的理想位置l′，任意孔徑角U的成像光線偏離理想像點與光軸相交的位置為L′。我們把軸上物點以某一孔徑角U成像時，其像方截距L′與理想像點的位置l′之差稱為軸上點球差，又稱為軸向球差。

與物高無關而與入射光瞳口徑三次方成正比的像差。它使理想像平面中各像點都成為同樣大小的圓斑。軸上物點只有球差這一種像差。通過入射光瞳上不同環帶的光線，經過光學系統後會聚在光軸上的不同點。這些點與近軸光的像點之差稱為軸向球差。

單個折射球面的齊明點

對單個折射球面，可以證明，有三個物體位置可以不產生軸上點球差。這三個位置是：

1、物點位於球面的球心處，即所有光線將沿球面的法線方向入射，即入射角等於0；

2、物點位於球面的頂點處。此時不論U角如何，所有入射光線射向此點，經折射後也都將經此點離開，即像點也位於頂點。

3.物點位於 處，此時對於任意孔徑角，有I'=U,U'=I。

彗差

位於光軸以外的物點，由於偏離了共軸球面系統的對稱軸位置，成像後的光束聚焦情況比軸上點要複雜得多。

子午面是系統的對稱面，也是光束的對稱面，該平面內的光束經系統成像後仍位於該平面內。因此，可以用平面圖形表示出子午光束的結構。

軸外物點B發出充滿入瞳的一束光，這束光以通過入瞳中心的主光線為對稱中心。考察主光線z和一對上下光線a、b。折射前，上下光線相對於主光線對稱，而折射後，上下光線不再對稱於主光線，它們的相交點偏離了主光線。

與物高一次方、入射光瞳口徑二次方成正比的像差。若僅存在彗差，軸外物點發出的通過入射光瞳不同環帶的光線，會在理想像平面上形成半徑變化的並且沿視場半徑方向偏移的像圈。它們的組合會使物點的像成為形狀同彗星相似的彌散斑。

慧差是軸外物點以寬光束成像的一種失對稱的垂軸像差，除了子午和弧矢兩個截面外，其它截面也都有不同形式的失對稱。如果入瞳為一圓環，軸外點進入系統的光線就是以物點為頂點、以主光線為對稱中心的圓錐面光束，不同的孔徑對應於不同大小的光錐。此光束經系統後，由於存在慧差，不復為對稱於主光線的圓錐面光束，也不再會聚於一點，它與高斯像面相交成一封閉的複雜曲線，曲線的形狀對稱於子午面。光錐角度越大，失對稱的程度也越大。整個入瞳可以看成由無數個大小不等的圓環組成，由軸外物點發出的所有通過這些圓環的圓錐面光束，經系統後在高斯像面上截得大小不等、形狀不一、並在垂軸方向上相互錯開的封閉曲線，最終疊加成一個形狀複雜、對稱於子午面的彌散斑。

孔徑光闌對慧差的影響

慧差是由於軸外點寬光束的主光線與球面對稱軸不重合，而由折射球面的球差引起的。如果將入瞳設置在球面的球心處，則通過入瞳的主光線與輔助光軸重合，此時軸外點同軸上點一樣，入射的上下光線對將對稱於該輔助光軸，出射光線也一定對稱於輔軸，球面將不產生慧差。入瞳偏離球心越遠，失對稱的現象越嚴重，慧差也就越大。

場曲

設球面物體Q與折射球面R同心。由分析可知，垂軸平面上的物體不可能成像在理想的垂軸像平面上，這種偏離現象隨視場的增大而逐漸加大，使得垂直於光軸的平面物體經球面成像後變得彎曲。

與物高二次方、入射光瞳口徑一次方成正比的像差。若僅存在場曲，則所有物平面上的點都有相應的像點，但分布在一個球面上；若採用彎成此種形狀的底片，則可獲得處處清晰的像。此時在理想像平面上，像點呈現為圓斑。