Αχρωματικός φακός

Στην οπτική αχρωματικός φακός ονομάζεται ένας φακός σχεδιασμένος έτσι ώστε να περιορίζει σημαντικά το χρωματικό, αλλά και το σφαιρικό σφάλμα. Οι αχρωματικοί φακοί είναι σύνθετοι φακοί, δηλαδή ο καθένας αποτελείται από περισσότερους του ενός απλούς φακούς συγκολλημένους μεταξύ τους. Η διόρθωση έγκειται στο να εστιάζουν ακτίνες φωτός με δύο μήκη κύματος που απέχουν μεταξύ τους (συνήθως του ερυθρού και του κυανού φωτός) στο ίδιο εστιακό επίπεδο. Τα ενδιάμεσα αυτών μήκη κύματος έχουν και αυτά μικρότερη εστιακή απόκλιση από όση δίνει ένας απλός φακός.

Ο συνηθέστερος τύπος αχρωματικού φακού είναι το αχρωματικό ζεύγος, που αποτελείται από δύο απλούς φακούς (αποκαλούνται «στοιχεία»), κατασκευασμένους από τύπους γυαλιού με διαφορετικό διασκεδασμό. Συνήθως το ένα στοιχείο είναι αρνητικό, κοίλος φακός κατασκευασμένος από πυριτύαλο, που έχει σχετικώς μεγάλο διασκεδασμό, ενώ το άλλο είναι θετικό, κυρτό στοιχείο από στεφανύαλο (π.χ. τύπου BK7), που έχει μικρό διασκεδασμό. Τα δύο στοιχεία τοποθετούνται σε επαφή (συχνά συγκολλώνται) και το σχήμα τους διαμορφώνεται έτσι ώστε το χρωματικό σφάλμα που παράγει το ένα στοιχείο να αντιρροπείται από το σφάλμα που παράγει το άλλο.

Στη συνηθέστερη περίπτωση, προοριζόμενη για αντικειμενικούς φακούς, η θετική οπτική ισχύς του στοιχείου από στεφανύαλο δεν εξισορροπείται από την αρνητική του στοιχείου από πυριτύαλο. Μαζί σχηματίζουν έναν ασθενώς θετικό φακό, που θα προκαλέσει τη σύγκλιση δύο ακτίνων φωτός με διαφορετικά μήκη κύματος σε μια κοινή εστία. Από την άλλη, κατασκευάζονται και αρνητικά αχρωματικά ζεύγη, στα οποία το στοιχείο με αρνητική οπτική ισχύ είναι το κυρίαρχο.

Ιστορία
Θεωρητικές προσεγγίσεις περί της δυνατότητας διορθώσεως του χρωματικού σφάλματος αμφισβητούνταν τον 18ο αιώνα μετά από τη δήλωση του Νεύτωνα ότι μια τέτοια διόρθωση ήταν αδύνατο να επιτευχθεί. Η εφεύρεση του πρώτου αχρωματικού ζεύγους αποδίδεται συχνά στον Άγγλο δικηγόρο και ερασιτέχνη οπτικό Τσέστερ Μουρ Χωλ.Daumas, Maurice: Scientific Instruments of the Seventeenth and Eighteenth Centuries and Their Makers, Portman Books, Λονδίνο 1989, ISBN 978-0-7134-0727-3 Ο Χωλ θέλησε να κρατήσει μυστική την έρευνά του επί του θέματος και υπέγραψε συμβόλαιο για την κατασκευή φακών από πυριτύαλο και στεφανύαλο σε δύο διαφορετικούς οπτικούς αντιστοίχως: τον Ε. Σκάρλετ και τον Τζέιμς Μαν.Φρεντ Χόυλ: Astronomy; A history of man's investigation of the universe, Rathbone Books, 1962 Αλλά εκείνοι, χωρίς να γνωρίζει ο ένας για τον άλλο, ανέθεσαν υπεργολαβικά την εργασία στον ίδιο υαλουργό οπτικό, τον Τζωρτζ Μπας. Ο Μπας κατάλαβε ότι οι δύο κατηγορίες προορίζονταν για τον ίδιο πελάτη και, αφού ταίριαξε τα δύο είδη μαζί παρετήρησε τις αχρωματικές ιδιότητες του σύνθετου φακού. Ο Χωλ κατασκεύασε με τον αχρωματικό φακό του το πρώτο αχρωματικό τηλεσκόπιο, η εφεύρεσή του όμως δεν έγινε γνωστή ευρύτερα τότε.

Στα τέλη της δεκαετίας του 1750 ο Μπας μίλησε για τους φακούς του Χωλ στον οπτικό Τζον Ντόλοντ, ο οποίος κατενόησε τη δυνητική σημασία τους και μπόρεσε να επαναλάβει τον σχεδιασμό τους. Το 1758 δημοσίευσε στα Philosophical Transactions of the Royal Society μια εργασία στην οποία περιγράφονται τα πειράματα που τον οδήγησαν στην ανακάλυψη της κατασκευής φακών για την αντιμετώπιση της χρωματικής αποκλίσεως. Ο Ντόλοντ υπέβαλε το ίδιο έτος αίτηση και έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την καινοτομία αυτή, γεγονός που οδήγησε σε δικαστικούς αγώνες με άλλους οπτικούς για την πώληση αχρωματικών ζευγών. Το ίδιο έτος τιμήθηκε με το Μετάλλιο Κόπλεϋ. Λίγο αργότερα, το 1763, ο γιος του, ο Πήτερ Ντόλοντ επινόησε τον αποχρωματικό φακό ή «αποχρωμάτη», μια βελτίωση του αχρωματικού φακού. Ο ίδιος υπερασπίσθηκε την «πατέντα» του πατέρα του στα δικαστήρια, μέχρι που εκείνη σταμάτησε να ισχύει το 1772. Η τιμή των αχρωματικών ζευγών μειώθηκε στο μισό μετά τη λήξη ισχύος της πατέντας.

Παραπομπές

Πηγές
 Το λήμμα «αχρωματικός» στη Νέα Ελληνική Εγκυκλοπαίδεια «Χάρη Πάτση», τόμος 7, σελ. 556

Κατηγορία:Φακοί
Κατηγορία:Οπτικά εξαρτήματα