¿Por qué el punto de enfoque de la luz infrarroja es diferente del de la luz visible?

Al leer sobre fotografía infrarroja, a menudo se menciona que el punto de enfoque de IR es ligeramente diferente de la luz visible. ¿Por qué el punto de enfoque del punto de luz infrarroja es diferente del punto de enfoque de la luz visible?

Es por la misma razón que ocurre la aberración cromática: diferentes longitudes de onda de luz se doblarán en ángulos ligeramente diferentes al pasar a través del mismo medio refractivo, como un elemento de lente. La aberración cromática en la mayoría de las lentes fotográficas bien diseñadas será menos severa porque la lente ha sido diseñada para corregirla en las diferentes longitudes de onda de la luz visible y porque la diferencia en las longitudes de onda entre un extremo del espectro visible y el otro no es tan significativa como La diferencia en las longitudes de onda en el centro del espectro infrarrojo y el espectro de luz visible. Hay lentes especiales diseñadas especialmente para las longitudes de onda más largas de la luz infrarroja (también lentes para las longitudes de onda más cortas de la luz UV), pero están destinadas principalmente a otras aplicaciones que no sean el tipo de fotografía cubierto dentro del alcance de este sitio. También son prohibitivamente caros para la mayoría de los fotógrafos, ya sean aficionados o profesionales.

La luz infrarroja requiere una configuración de enfoque diferente en una lente porque las longitudes de onda de la luz infrarroja son lo suficientemente diferentes como para que las propiedades de refracción de la lente la doblen en ángulos diferentes de lo que doblan las diferentes longitudes de onda de la luz visible.

La lente ideal haría que los haces de luz de todos los colores se enfocaran a la misma distancia de la lente. Esa sería la distancia focal de la lente cuando la lente está tomando imágenes en el infinito (∞ hasta donde alcanza la vista. Cuando tomamos imágenes de objetos que están más cerca que el infinito, se enfocan más lejos de la lente. Es por eso debemos hacer que la lente de la cámara se mueva hacia adelante, lejos de la película o del sensor digital al enfocar objetos cercanos. Esto se debe al hecho de que las lentes tienen un poder limitado para refractar la luz (hacer que se doblen hacia adentro). En otras palabras, objetos más cercanos al infinito requiere una distancia mayor para enfocar. Estamos tomando el enfoque posterior (lente de distancia a la imagen proyectada enfocada).

El hecho de que una lente tenga una capacidad limitada para refractar la luz es aún más complejo cuando se trata de colores. De hecho, cada color se enfoca a una distancia diferente de la lente. Las imágenes azules más cercanas a la lente que las rojas y las verdes, amarillas, naranjas, etc. ocupan posiciones intermedias. Ahora, cuanto más lejos de la lente se enfoca un color, más grande será la imagen de ese color. Estamos tomando aberración cromática. Debido a que la imagen roja es un poco más grande y la imagen azul es la más pequeña, vemos que el color se bordea alrededor de los objetos. En otras palabras, no podemos enfocar nuestra cámara en todos los colores simultáneamente.

Ahora una lente convexa tiene la aberración cromática opuesta que una lente cóncava. Este hecho permite a los fabricantes de lentes construir la lente de la cámara utilizando una combinación de elementos de lentes positivos y negativos. También se utilizan diferentes durezas de vidrio (densidad) para formar la matriz de elementos de lente en el cuerpo de la lente. El uso astuto de diferentes formas de vidrio y lentes mitiga pero nunca elimina la aberración cromática. El infrarrojo se enfoca más lejos de la lente que los otros colores y el ultravioleta se enfoca mucho más cerca de la lente que los colores. Son posibles lentes especiales optimizadas para UV e IR, pero están reservadas para aplicaciones científicas. La mayoría de las lentes de cámara están altamente corregidas para la mayoría de las aberraciones, hay siete y puedes buscarlas. 1. Esférico, 2, Coma, 3. Astigmatismo, 4. Curvatura de campo, 5. Distorsión, 6. Cromático longitudinal 7.

Nuevamente, todas las aberraciones pueden mitigarse, pero ninguna puede eliminarse.