光学仪器的分辨本领.pptx

望远镜
光学仪器的基本原理
( Principles of Optical Instruments )
助视仪器的分辨本领
Resolution Capability of Assistant Vision instruments
一. 分辨本领的概念
从几何光学的观点看来,只要消除了光具组的各种像差,则每一个物点和它的像共轭,因而物面上无论多么微小的细节都可以在像面详尽无遗的反应出来。然而实际光具组的光阑。物镜边框等都是圆形的,都会产生圆孔衍射。
相对光强曲线
sin
1
I / I0
0
sin1
艾里斑
集中了约84%的衍射光能。
接收屏
障碍物
光源
半径R
θ
P
所以,光学仪器所成的像不是由理想的几何光学点组成。而是由具有一定大小的衍射中央亮斑组成,衍射图样中央亮斑有一定的大小,因此像面上要详细地反映物面的细节是不可能的。
在最简单的夫琅禾费圆孔衍射的情况下。中央亮斑的范围由第一个暗环的衍射角1(艾里斑的半角宽度)确定。
两个发光点在光屏上成“像”时。它们各自的衍射图样有一部分落在屏上同一区域。由于两个独立的发光点是不相干的。故光屏上的总照度是两组明暗条纹光强分布的非相干叠加。
如果两个像中心之间的角距离大于衍射斑的角半径 1 。即
如图,能够看出是两个圆斑,从而也就知道是两颗星。
可分辨
但是,当两个像中心之间的角距离小于衍射斑的半角宽度1 时,两个圆斑非相干叠加的合光强如图所示。
非相干叠加
不可分辨
这时,就看不出是两个圆斑,从而也就无法知道是两个星,认为只有一颗星。
若两个像之间的角距离= 1 ,如图总强度曲线中央有一凹陷部分。
其强度约为每个衍射亮斑中央最大强度的81,对于多数正常人的眼睛,刚好能够分辨这个强度差别。也就是说,刚好分辨出是两颗星。
刚可分辨
非相干叠加
瑞利判据:对于两个等光强的非相干物点, 如果其一个象斑的中心恰好落在另一象斑的边缘(第一暗纹处),则此两物点被认为是刚刚可以被分辨。见下图:
I
D
*
*
S1
S2
0

最小分辨角: