Критерий Рэлея

Физика > Критерий Рэлея

 

Рассмотрите критерий Рэлея для разрешающей способности оптических приборов. Читайте о роли дифракции, что такое разрешающая способность, схема и условия.

Критерий Рэлея вычисляет угол разделения двух отличающихся световых источников.

Задача обучения

• Разобраться в критерии Рэлея.

Основные пункты

• В процессе разрешения важную роль играет дифракция. Есть точка, где два световых источника могут быть настолько близкими, что их не удается отличить.
• При подобной близости они могут быть: неразрешенными, разрешенными, очень хорошо разрешенными.
• Для хорошего разрешения центр одного дифракционного узора должен перекрываться первым минимумом второго.

Термины

• Разрешающая способность – степень тонкости, с которой изображение можно записать или произвести.
• Дифракция – волновой изгиб на краю отверстия или преграды.

Пределы разрешения

Дифракция ограничивает детали, которые можно добыть из изображения. Есть три условия разрешающих ограничений:

(а) – Монохроматический свет, пробивающийся сквозь небольшое круговое отверстие. (b) – Два приближенных точечных световых источника создают перекрывающееся изображение. (с) – Если они расположены еще ближе, то их не получится разрешить

• свет проходит сквозь небольшую круговую апертуру. Вы не заметите резкого кругового контура, только пятно с размытым очертанием.
• два приближенных точечных источника формируют перекрывающееся изображение.
• два точечных источника расположены слишком близко, что не позволяет их разрешить.

Подобный эффект наблюдается, когда свет проходит сквозь небольшие отверстия.

Критерий Рэлея

В 19 веке Лорд Рэлей изобрел критерий, который помогал бы определить, можно ли разрешить два световых источника. Разрешение происходит легко, если центр дифракционного узора одного перекрывается первым минимумом второго. Если дистанция между ними больше, то разрешить их просто. Но при снижающемся расстоянии они способны стать неразрешенными. Критерий Рэлея для разрешающей способности определяются формулой:

 (θ – угол, в котором объекты разделены, λ – длина волны света, D – диаметр апертуры).

(а) – График интенсивности дифракционного узора для круговой апертуры. (b) – Два точечных объекта формируют перекрывающиеся дифракционные узоры. Здесь видно, что они легко разрешаются. Центральный максимум одного лежит на первом минимуме второго

---