Con el término genérico aberración óptica se abarca una serie de defectos que afectan a los instrumentos ópticos con lentes y con espejos.
En la aberración cromática los diversos colores (longitudes de onda) que componen la luz, al atravesar una lente son desviados de diferente manera y dan lugar a la formación de una imagen contorneada por los colores del arco iris. En una lente biconvexa, por ejemplo, los rayos violetas convergen hacia el foco antes que los rojos. El defecto se elimina recurriendo a un sistema acromático compuesto, en su forma más simple, por dos lentes, una denominada "flint" y la otra "crown", cuyo índice de refracción es distinto. Los espejos carecen de aberración cromática.
La aberración esférica, en cambio, afecta tanto a las lentes como a los espejos y se debe a que las partes periféricas de una lente o de un espejo, hacen converger los rayos luminosos hacia un foco ligeramente desplazado con respecto al de las partes centrales, dando lugar a una imagen desenfocada.
El astigmatismo es un defecto de algunos sistemas ópticos consistente en la incapacidad de conducir hacia un foco común los rayos luminosos procedentes de diversos planos, por ejemplo, el plano horizontal y el vertical. Si se observa una estrella con un anteojo con defecto astigmático, en lugar de una imagen puntiforme se observará una imagen elipsoidal. Para corregir el astigmatismo se recurre por lo general al empleo de lentes tóricas (de toro de revolución), que presentan una cara esférica y una cara tórica. Sin embargo, en cierto momento se empleaban lentes cilíndricas y esféricocilíndricas.
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