Penipisan, dalam sistem optik, seperti lensa dan cermin melengkung, penyimpangan sinar cahaya melalui lensa, menyebabkan gambar objek menjadi kabur. Dalam sistem yang ideal, setiap titik pada objek akan fokus ke titik ukuran sifar pada gambar. Namun, secara praktikal, setiap titik gambar menempati jumlah ukuran yang terbatas dan bentuk yang tidak simetri, menyebabkan beberapa kabur keseluruhan gambar. Tidak seperti cermin satah, yang menghasilkan gambar tanpa penyimpangan, lensa adalah pengeluar gambar yang tidak sempurna, menjadi ideal hanya untuk sinar yang melewati pusatnya selari dengan paksi optik (garis melalui pusat, tegak lurus dengan permukaan lensa). Persamaan yang dikembangkan untuk hubungan objek-objek dalam lensa yang mempunyai permukaan sfera hanya kira-kira dan hanya menangani sinar paraxial - iaitu, sinar hanya membuat sudut kecil dengan paksi optik. Ketika cahaya dengan panjang gelombang tunggal hadir, ada lima penyimpangan yang harus dipertimbangkan, disebut penyimpangan sfera, koma, astigmatisme, kelengkungan medan, dan distorsi. Penyimpangan keenam yang terdapat pada lensa (tetapi bukan cermin) - penyimpangan kromatik - hasil apabila cahaya tidak monokromatik (bukan satu panjang gelombang).
optik: Penyimpangan lensa
Sekiranya lensa sempurna dan objek adalah satu titik cahaya monokromatik, maka, seperti yang dinyatakan di atas, gelombang cahaya muncul dari
Dalam penyimpangan sfera, sinar cahaya dari titik pada paksi optik lensa yang mempunyai permukaan sfera tidak semua bertemu pada titik gambar yang sama. Sinar yang melewati lensa dekat dengan pusatnya difokuskan lebih jauh daripada sinar yang melewati zon bulat berhampiran rimnya. Untuk setiap kon sinar dari titik objek paksi yang memenuhi lensa, terdapat kerucut sinar yang menyatu untuk membentuk titik gambar, dengan panjang kerucut yang berbeza mengikut diameter zon bulat. Di mana satah yang bersudut tegak ke paksi optik dibuat untuk memotong sebuah kerucut, sinar akan membentuk keratan rentas bulat. Luas keratan rentas berbeza dengan jarak di sepanjang paksi optik, ukuran terkecil yang dikenali sebagai bulatan kekeliruan paling sedikit. Gambar yang paling bebas dari penyimpangan sfera terdapat pada jarak ini.
Koma, disebut kerana gambar titik kabur menjadi bentuk komet, dihasilkan ketika sinar dari titik objek di luar paksi digambarkan oleh zon lensa yang berlainan. Dalam penyimpangan sfera, gambar titik objek paksi yang jatuh pada satah pada sudut tepat ke paksi optik berbentuk bulat, dengan ukuran yang berbeza-beza, dan ditumpangkan pada pusat yang sama; dalam keadaan koma, gambar titik objek di luar paksi berbentuk bulat, dengan ukuran yang berbeza-beza, tetapi saling berpindah satu sama lain. Gambar rajah yang dilampirkan menunjukkan kotak dua gambar yang berlebihan, satu yang dihasilkan dari kerucut pusat sinar dan yang lain dari kerucut yang melewati rim. Cara biasa untuk mengurangkan koma adalah menggunakan diafragma untuk menghilangkan kerucut sinar luar.
Astigmatisme, tidak seperti penyimpangan sfera dan koma, berpunca daripada kegagalan zon tunggal lensa untuk memfokuskan gambar titik paksi di satu titik. Seperti yang ditunjukkan dalam skema tiga dimensi, dua satah bersudut tegak antara satu sama lain yang melewati paksi optik ialah satah meridian dan satah sagital, satah meridian adalah satu yang mengandungi titik objek di luar paksi. Sinar yang tidak berada dalam bidang meridian, yang disebut sinar miring, difokuskan lebih jauh dari lensa daripada yang terletak di pesawat. Dalam kedua-dua keadaan, sinar tidak bertemu pada titik fokus tetapi sebagai garis tegak lurus antara satu sama lain. Menengah antara kedua kedudukan ini gambar berbentuk elips.
Kelengkungan medan dan herotan merujuk kepada lokasi titik gambar yang saling berkaitan. Walaupun tiga penyimpangan sebelumnya dapat diperbaiki dalam reka bentuk lensa, kedua penyimpangan ini dapat tetap ada. Dalam kelengkungan medan, gambar objek satah yang berserenjang dengan paksi optik akan terletak di permukaan paraboloidal yang disebut permukaan Petzval (selepas József Petzval, ahli matematik Hungaria). Bidang gambar rata diperlukan dalam fotografi agar sesuai dengan satah dan unjuran filem ketika kertas pembesaran atau skrin unjuran terletak di permukaan rata. Penyelewengan merujuk kepada ubah bentuk gambar. Terdapat dua jenis herotan, salah satunya mungkin terdapat pada lensa: distorsi tong, di mana pembesaran berkurang dengan jarak dari paksi, dan distorsi pincushion, di mana pembesaran meningkat dengan jarak dari paksi.
Penyimpangan terakhir, penyimpangan kromatik, adalah kegagalan lensa untuk memfokuskan semua warna dalam satah yang sama. Kerana indeks biasan paling sedikit di hujung spektrum merah, panjang fokus lensa di udara akan lebih besar untuk merah dan hijau daripada biru dan ungu. Pembesaran dipengaruhi oleh penyimpangan kromatik, berbeza di sepanjang paksi optik dan tegak lurus dengannya. Yang pertama disebut penyimpangan kromatik membujur, dan yang kedua, penyimpangan kromatik lateral.
