Влияние дифракции света на разрешающую силу объектива.

Как говорил Гудков, основным в изображении является точка, но она никогда не получается точкой на изображении. Все проблема в аберрациях и дифракции.

Разберем вторую часть – влияние дифракции.

К искажением нашей точки ведет дифракция световой волны, связанная с ограничением конуса лучей, вырезаемого входным зрачком (краями линз, диафрагм, составляющих оптическую систему). Из-за этого точка изображается искаженно, и это обстоятельство ограничивает возможность различения тончайших деталей изображения. Искажения точки из-за дифракции – дифракционная картина.

(Кстати, наименьшее расстояние, при котором две светящиеся точки видны раздельно, называется разрешающей способностью объектива.)

Как я себе представляю дифракционную картину: представьте фотографию, на которой изображена лужа и камень, коснувшийся земли, а до этого брошенный перпендикулярно земле(вид сверху). Мы видим, что от места, где камень упал в воду, пошли кольцевые волны с максимумами и минимумами. Только в дифракционной картине ничего не движется(вроде бы). Но также есть кольцевые максимумы, градиентные спады максимумов, и минимумы.

Это так называемая дифракционная картина точки. Центральный кружок называют дифракционным кружком, или кружком Эри, в честь английского астронома Джорджа Эри, исследовавшего в первой половине прошлого века это явление.

Рис. 14. Дифракционная точка: а - сильно увеличенный вид, б - трехмерная модель, в- изображение тесных звездных пар

В центральном кружке сконцентрировано 83,78 % всей энергии, собранной телескопом от звезды (рис. 14, б). В первом кольце 7,22, во втором 2,77 %,в третьем 1,46 % и т. д.

Центральный кружок, как и кольца, не имеет резких границ. Поэтому условились считать радиусом кружка Эри расстояние от его центра до первого минимума интенсивности света между пятном и первым кольцом.

Радиус кружка Эри (радиус первого темного кольца) равен

где l — длина волны света. Например, если длина волны света красной водородной линии равна 0,6563 мкм, то при относительном отверстии, скажем, А=1/6 радиус кружка Эри будет равен

мкм

(в нашем случае, вместо перевернутой «А» нужно использовать «К» для относительного отверстия).

Это маленькая величина, но в сильный окуляр ее можно рассмотреть. Для голубой водородной линии Нb радиус кружка Эри равен 3,6 мкм. Разница в радиусах кружков и колец для различных длин волн приводит к тому, что для белого света дифракционные кольца окрашены в радужные цвета: внутренняя часть в голубой, внешняя — в красный.

Также стоит упомянуть критерий Релея, который гласит о том,(как я понимаю) что две точки являются разрешенными, если максимум в дифракционной картине одной точки попадает на минимум в дифракционной картине другой точки.

(критерий Релея)

Формула разрешающей способности.

Также см. 11 и 37 вопросы.

Дата добавления: 2015-08-17