Περιθλαστικό σφάλμα

Δεδομένου ότι το φως διαθέτει κυματικές ιδιότητες το φαινόμενο της περίθλασης συνυπάρχει με τα γεωμετρικά σφάλματα (σφαιρικό, κόμη, αστιγματισμός, καμπύλωση πεδίου), συμβάλλοντας στην θόλωση του ειδώλου. Ένας τρόπος να εκτιμήσουμε τη συμβολή της περίθλασης είναι ο προσδιορισμός της ακτίνας του δίσκου του Airy. Ο δίσκος του Airy (Airy Disk) είναι το είδωλο μιας παράλληλης εισερχόμενης δέσμης όταν το διάφραγμα του φακού είναι κυκλικό. 

Μια φωτομετρική τομή του περιθλαστικού σχηματισμού του Airy μπορείτε να δείτε εδω, όπου παρατηρείται ότι η ένταση του φωτός του πρώτου φωτεινού δακτυλίου είναι μόλις το 1/60 περίπου της έντασης του κέντρου του δίσκου. Παρά το γεγονός ότι οι δακτύλιοι έχουν πολύ μικρή φωτεινότητα απο το κέντρο του δίσκου, εν τούτοις το συνολικό ποσοστό φωτεινής ενέργειας που περιέχουν είναι σημαντικό και ανέρχεται στο 16,1% ενώ ο δίσκος του Airy περιλαμβάνει το 83,9%.

Η ακτίνα του δίσκου του Airy δίνεται από τη σχέση 

όπου λ το μήκος κύματος της εισερχόμενης δέσμης, f  η εστιακή απόσταση του φακού και D η διάμετρος του διαφράγματος. Ο συντελεστής 1,22 προκύπτει απο τον πρώτο μηδενισμό της συνάρτησης Bessel για την ένταση του σχηματισμού.

Φακοί των οποίοι τα γεωμετρικά τους σφάλματα είναι μικρότερου μεγέθους απο το περιθλαστικό τους σφάλμα ονομάζονται περιθλαστικά περιορισμένοι. Αυτοί οι φακοί δεν επιδέχονται γεωμετρική βελτίωση και τα είδωλα που δίνουν διαθέτουν την ευκρίνεια που επιτρέπει το φαινόμενο της περίθλασης.

Σφάλματα φακών