KWALIFIKACJA MEP2 - STYCZEŃ 2022

PYTANIE NR 24.
Która z wymienionych aberracji w układach optycznych powoduje rozmycie obrazu w płaszczyźnie ekranu w postaci przesuniętych kół?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Koma jest aberracją typową dla punktów pozaosiowych: powoduje rozmycie plamki obrazowej i jej asymetrię, często opisywaną jako "kometa" lub przesunięte, rozciągnięte krążki. Dystorsja zmienia geometrię (kształt/skalę) bez rozmycia, a sferyczna i astygmatyzm dają inne charakterystyczne rozogniskowanie.

Pełne wyjaśnienie:

W praktyce montażu i kontroli układów optycznych aberracje rozpoznaje się po tym, jak wygląda obraz punktu lub drobnych detali w płaszczyźnie ekranu (matówce). Pytanie dotyczy rozmycia objawiającego się jako układ "przesuniętych kół/krążków", co odpowiada sytuacji, gdy plamka obrazowa punktu pozaosiowego nie jest symetryczna.

Odpowiedź "Koma." jest poprawna, ponieważ koma jest aberracją, w której promienie od punktu znajdującego się poza osią optyczną nie skupiają się w jednym miejscu. Zamiast małego, okrągłego obrazu punktu powstaje rozciągnięta, asymetryczna plamka (często opisywana jako kształt "komety"), którą można interpretować jako zestaw przesuniętych krążków rozmycia. Koma najsilniej ujawnia się w polu (dla obiektów pozaosiowych) i zależy m.in. od apertury oraz konstrukcji układu.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują?

  • "Dystorsja." to przede wszystkim zniekształcenie geometryczne (np. beczkowe lub poduszkowe): proste linie mogą stać się wygięte, a powiększenie zmienia się z polem. Kluczowe jest to, że dystorsja nie musi powodować rozmycia detalu jako takiego — obraz może pozostać ostry, tylko zdeformowany.
  • "Sferyczna." (aberracja sferyczna) dotyczy głównie promieni bliskich osi i dalekich od osi dla tego samego punktu na osi. Powoduje rozmycie wynikające z innego ogniskowania promieni marginalnych i para-osiowych, zwykle bardziej symetryczne (bez typowej "kometowej" asymetrii).
  • "Astygmatyzm." powoduje, że układ ma różne ogniska w dwóch prostopadłych przekrojach (tangencjalnym i strzałkowym). W efekcie zamiast krążków pojawiają się rozogniskowane obrazy o charakterze linii/kresek i występuje przejście przez tzw. krążek najmniejszego rozproszenia, ale opis "przesuniętych kół" nie jest najbardziej typowy dla astygmatyzmu.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw rozstrzygnij, czy opis dotyczy ostrości (rozmycia plamki), czy geometrii (deformacji kształtu). Rozmycie punktu pozaosiowego i asymetria plamki najczęściej kierują w stronę komy, a deformacja siatki/prostych linii bez utraty ostrości — w stronę dystorsji.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Koma to aberracja, w której obraz punktu znajdującego się poza osią nie jest punktem, lecz asymetryczną plamką. W praktyce wygląda jak "kometa" lub rozciągnięty krążek rozmycia, zwykle z wyraźnym kierunkiem rozciągnięcia w polu widzenia.
Bo wynika z tego, że promienie biegnące przez różne strefy apertury dla punktu pozaosiowego mają inne warunki załamania i nie zbiegają się w jednym miejscu. Im dalej od osi (większe pole) i im większa apertura, tym łatwiej zauważyć efekt komy.
Dystorsja zmienia geometrię obrazu (np. wygina linie, zmienia powiększenie z polem), ale nie musi rozmywać szczegółów. Koma natomiast daje przede wszystkim rozmycie i asymetrię plamki (spadek ostrości), szczególnie dla punktów pozaosiowych.
Astygmatyzm sprawia, że układ ma różne ogniska w dwóch prostopadłych przekrojach. Przy przechodzeniu przez ostrość obraz punktu przypomina raz krótką "kreskę" w jednym kierunku, a przy innym ustawieniu – kreskę prostopadłą. To inny objaw niż kometowe rozmycie.
Tak. Aberracja sferyczna może pogarszać obraz nawet dla punktu na osi, bo promienie marginalne i para-osiowe ogniskują się w różnych odległościach. Zwykle daje bardziej osiowo-symetryczne rozmycie, bez typowej kierunkowej asymetrii charakterystycznej dla komy.
W praktyce pomaga poprawne osiowanie elementów, kontrola pochylenia i centrowania soczewek oraz dobór przysłony (mniejsza apertura zwykle zmniejsza widoczność komy). W układach projektowanych specjalnie stosuje się też elementy korygujące.
Przydatny jest test obrazu punktu (np. mały otwór/źródło punktowe) w różnych miejscach pola oraz obserwacja na matówce/ekranie. Dla komy plamka poza osią staje się wyraźnie asymetryczna i "ciągnie się" w określonym kierunku, zamiast pozostać okrągła.
Dystorsja jest kluczowa, gdy liczy się wierność geometryczna, np. w układach pomiarowych, obrazowaniu siatek, fotogrametrii czy celowaniu. Nawet ostry obraz może być wtedy "zły", jeśli ma zmienną skalę w polu i deformuje kształty.
Tak, bo oba zjawiska nasilają się poza osią i pogarszają jakość w polu. Najlepiej patrzeć na kształt plamki: koma jest asymetryczna i "kometowa", a astygmatyzm daje rozogniskowane kreski w dwóch prostopadłych kierunkach zależnie od położenia płaszczyzny ostrości.
Ucz się przez porównania: zrób tabelę "nazwa aberracji → typowy objaw w obrazie punktu/siatki". Ćwicz rozpoznawanie po krótkich opisach i ilustracjach plamek. Na egzaminie najpierw ustal, czy problem dotyczy ostrości (rozmycie) czy geometrii (deformacja).
info

Około 42% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Eksperci podkreślają: "Koma jest aberracją typową dla punktów pozaosiowych: powoduje rozmycie plamki obrazowej i jej asymetrię, często opisywaną jako "kometa" lub przesunięte, rozciągnięte krążki."

Źródła:

  • Eugene Hecht, "Optics" – rozdział/sekcja dotycząca aberracji monochromatycznych (koma, aberracja sferyczna, astygmatyzm, dystorsja)
  • Max Born, Emil Wolf, "Principles of Optics" – część dotycząca aberracji i obrazowania w optyce geometrycznej
  • W. J. Smith, "Modern Optical Engineering" – rozdział o aberracjach trzeciego rzędu (Seidla) i praktycznej interpretacji wad obrazu

Materiały:

  • Podręcznik optyki geometrycznej: rozdziały o aberracjach trzeciego rzędu (Seidla)
  • Notatki/rysunki porównujące wygląd plamek: koma vs astygmatyzm vs aberracja sferyczna
  • Zadania z rozpoznawania aberracji na podstawie obrazów punktu i siatek testowych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego