Szemészet, 2002 (139. évfolyam, 1-4. szám)
2002-09-01 / 3. szám
139. évfolyam (2002) 177 az excitáció centruma 3. ábra: Pillanatfelvétel egy térben terjedő szabályos hullámfrontról rán a szférikus, a sík és a szabálytalan hullámok kerültek ábrázolásra. Egy pontszerű fényforrás, amelyben az elektromos tér megfelelő frekvenciával oszcillál, képes szférikus elektromágneses hullám kibocsátására. Ez a hullám emissziós és rezgési centruma. A hullám amplitúdójának két maximuma vagy minimuma közötti távolságot hullámhossznak nevezzük. A látható fény esetében ennek nagysága a 400-800 nm-es tartományba esik. Az idő függvényében az elektromágneses hullám maximumai és a minimumai által képzett virtuális körök, a vízbe ejtett kavics által a víz felszínén keltett kör alakú hullámokhoz hasonlóan, tovaterjednek. A fényhullám azonos fázisban lévő pontjait összekötve kapjuk az ún. hullámfrontot az emisszió középpontja körül, a víz-kavics példához hasonlóan. A pontszerű fényforrás körül, háromdimenziós térben gömb alakú hullámfrontok keletkeznek. A hullámfront az iránytangensével párhuzamosan, fénysebességgel (300000 km/s) terjed. Minden komplex fényforrás jellemezhető sok apró fényforrás összességeként. Minden egyes pontszerű fényforrás elektromos erejének nagyságát ismerve, a hulláminterferencia törvényszerűségeit figyelembe véve meghatározható a komplex fényforrás által emittált hullámfront is. Hasonlóan lehetséges, hogy egy ismert fénysugár hullámfrontjának segítségével egy másik hullámfrontot határozzunk meg, ahol az ismert hullámfront pontjai lesznek a meghatározandó hullámfront „eredeti excitációs vagy keletkezési középpontjai.” Másképpen minden hullám egy-egy pontja felfogható egy megfelelő frekvencián oszcilláló, szférikus hullámot kibocsátó fényforrásként. A hullámfrontot képező „alapfénysugarak” szuperponálásával a hullámfront terjedési iránya és a hullámfront egyéb tulajdonságai is meghatározhatók. Ez Huygens törvénye. A hullámfront-aberráció A hullámfront-aberráció - egyszerűsítve - a vizsgált hullámfront geometriailag tökéletes, adott referencia-hullámfronthoz viszonyított eltérését jelenti. A hullámfrontot módosítják azok a közegek, amelyeken a hullám áthalad. Mindez annak a következménye, hogy a fény sebessége különböző optikai közegekben (pl. üveg, levegő, víz vagy szövet) más és más. Azon közegeken, ame») Ы hullámfront I I I I terjedés j I I iránya t) 4. ábra. Példák különböző alakú hullámfrontokra, a) Szférikus hullám: a hullám pontszerű geometriai középpontjából eredő, térben gömbfelület mentén terjedő hullám kétdimenziós megjelenítése. A hullám terjedési sebessége és iránya a tér minden pontjában állandó, ezt az ábrán pontozott nyilakkal jeleztük. b) Síkhullám: pontszerű fényforrásokat egy vonalban, egymás mellé helyezve a hullám azonos fázisban lévő pontjai párhuzamos síkokat alkotnak. A tovaterjedés során a hullám megőrzi sík természetét. c) Szabálytalan hullám: ide sorolhatók mindazok a hullámok, amelyek egyforma rezgési periódusban vannak, de relatív állapotuk alapján sem a szférikus, sem a síkhullámok közé nem sorolhatók. A megfigyelés helyzetéből a hullámfront egyes részeinek terjedési iránya különbözőnek látszik. A pontozott nyilak itt is a terjedés irányát jelzik. lyek törésmutatója nagyobb, a fény kisebb sebességgel halad át, tehát a hullámfront hullámhossza és sebessége is kisebb lesz. Ezt az előbbi jelenséget jól ismerhetjük az optikai lencsék fénytörési és visszaverődési törvényszerűségeiből. Az 5. ábrán mutatjuk be a gömb alakú fény hullámfront módosulását egy ideális optikai lencse esetében, amelynek fókuszpontjában helyeztük el az emittáló, pontszerű fényforrást. A gömbhullám a tökéletes lencsén áthaladva síkhullámmá válik. A lencse anyagának vagy felszínének egyenetlenségei a síkhullám-referenciától való eltérését, azaz aberrációját okozzák. Ezt tüntettük fel az 5. ábra jobb oldali részén. Egy ideális, optikailag tökéletes, nem akkomodáló szemben az előzőek szerint, tehát a bejutó szférikus hullámfront a szemből visszaverődve és kijutva, síkhullámmá alakul át („fordított szemészeti elv”). A jelenség nagyon hasonló az 5. ábrán feltüntetettekhez. A cornea, a szemlenoptikailag tökéletes • lencse szférikus fíjjl sík hullámfront hullámfront 5. ábra. A hullámfront módosulása optikailag tökéletes és nem tökéletes lencsék esetében A HULLÁMFRONT-ANALÍZISEN ALAPULÓ KÉSZÜLÉKEK MŰKÖDÉSI ELVE...
