Alat optik- peranti di mana sinaran dari mana-mana kawasan spektrum(ultraviolet, boleh dilihat, inframerah) berubah(ditransmisikan, dipantulkan, dibiaskan, terkutub).

Memberi penghormatan kepada tradisi sejarah, Peranti optik biasanya dipanggil peranti yang beroperasi dalam cahaya yang boleh dilihat..

Semasa penilaian awal kualiti peranti, sahaja asas miliknya ciri-ciri:

· apertur- keupayaan untuk menumpukan sinaran;

· kuasa penyelesaian- keupayaan untuk membezakan butiran imej bersebelahan;

· meningkat- nisbah saiz objek dan imejnya.

· Bagi kebanyakan peranti ciri yang menentukan ternyata garis penglihatan- sudut di mana titik ekstrem objek kelihatan dari tengah peranti.

Kuasa penyelesaian (kemampuan)- mencirikan keupayaan instrumen optik untuk menghasilkan imej berasingan bagi dua titik objek yang berdekatan antara satu sama lain.

Jarak linear atau sudut terkecil antara dua titik, dari mana imej mereka bergabung, dipanggilhad resolusi linear atau sudut.

Keupayaan peranti untuk membezakan antara dua titik atau garisan yang rapat adalah disebabkan oleh sifat gelombang cahaya. Nilai berangka kuasa penyelesaian, sebagai contoh, sistem kanta bergantung pada keupayaan pereka bentuk untuk mengatasi penyimpangan kanta dan memusatkan kanta ini dengan teliti pada paksi optik yang sama. Had teoritis resolusi dua titik imejan bersebelahan ditakrifkan sebagai kesamaan jarak antara pusatnya dengan jejari gelang gelap pertama corak pembelauannya.

Meningkat. Jika objek dengan panjang H adalah berserenjang dengan paksi optik sistem, dan panjang imejnya ialah h, maka pembesaran m ditentukan oleh formula:

m = h/H .

Pembesaran bergantung pada jarak fokus dan kedudukan relatif kanta; Terdapat formula yang sepadan untuk menyatakan pergantungan ini.

Ciri penting peranti pemerhatian visual ialah peningkatan ketara M. Ia ditentukan daripada nisbah saiz imej objek yang terbentuk pada retina mata apabila memerhati objek secara langsung dan melihatnya melalui peranti. Biasanya peningkatan ketara dalam M dinyatakan sebagai nisbah M = tgb/tga, di mana a ialah sudut di mana pemerhati melihat objek dengan mata kasar, dan b ialah sudut di mana mata pemerhati melihat objek melalui peranti.

Bahagian utama mana-mana sistem optik ialah kanta. Kanta adalah sebahagian daripada hampir semua instrumen optik.

Lensa – jasad optik lutsinar yang dibatasi oleh dua permukaan sfera.

Jika ketebalan kanta itu sendiri adalah kecil berbanding dengan jejari kelengkungan permukaan sfera, maka kanta itu dipanggil nipis.

Terdapat kanta mengumpul Dan berselerak. Kanta menumpu di tengah lebih tebal daripada di tepi, kanta mencapah, sebaliknya, lebih nipis di bahagian tengah.

Jenis-jenis kanta:

· cembung:

o biconvex (1)

o plano-cembung (2)

o cekung-cembung (3)

· cekung:

o biconcave (4)

o rata-cekung (5)

o cembung-cekung (6)

Penamaan asas dalam kanta:

Garis lurus yang melalui pusat kelengkungan O 1 dan O 2 permukaan sfera dipanggil paksi optik utama kanta.

Dalam kes kanta nipis, kita boleh mengandaikan bahawa paksi optik utama bersilang dengan kanta pada satu titik, yang biasanya dipanggil pusat optik kanta O. Sinar cahaya melalui pusat optik kanta tanpa menyimpang dari arah asalnya.

Pusat optik kanta- titik yang melaluinya sinar cahaya tanpa dibiaskan dalam kanta.

Paksi optik utama– garis lurus yang melalui pusat optik kanta, berserenjang dengan kanta.

Semua garis lurus yang melalui pusat optik dipanggil paksi optik sekunder.

Jika pancaran sinar yang selari dengan paksi optik utama diarahkan pada kanta, maka selepas melalui kanta sinaran (atau kesinambungannya) akan menumpu pada satu titik F, yang dipanggil tumpuan utama kanta. Kanta nipis mempunyai dua fokus utama, terletak secara simetri pada paksi optik utama berbanding dengan kanta. Kanta penumpu mempunyai fokus sebenar, manakala kanta mencapah mempunyai fokus khayalan.

Rasuk sinar yang selari dengan salah satu paksi optik sekunder, selepas melalui kanta, juga difokuskan pada titik F", yang terletak di persimpangan paksi sekunder dengan satah fokus Ф, iaitu, satah berserenjang dengan paksi optik utama dan melalui fokus utama.

Satah fokus– garis lurus, berserenjang dengan paksi optik utama kanta dan melalui fokus kanta.

Jarak antara pusat optik kanta O dan fokus utama F dipanggil Panjang fokus. Ia ditetapkan oleh huruf F yang sama.

Pembiasan pancaran sinar selari dalam kanta pengumpul.

Pembiasan pancaran sinar selari dalam kanta mencapah.

Titik O 1 dan O 2 ialah pusat permukaan sfera, O 1 O 2 ialah paksi optik utama, O ialah pusat optik, F ialah fokus utama, F" ialah fokus sekunder, OF" ialah paksi optik sekunder, Ф ialah satah fokus.

Dalam lukisan, kanta nipis digambarkan sebagai segmen dengan anak panah:

mengumpul: menabur:

Harta utama kanta– keupayaan untuk memberikan imej objek. Imej datang lurus Dan terbalik, sah Dan khayalan, diperbesarkan Dan dikurangkan.

Kedudukan imej dan wataknya boleh ditentukan menggunakan binaan geometri. Untuk melakukan ini, gunakan sifat beberapa sinar piawai, yang diketahui perjalanannya. Ini adalah sinar yang melalui pusat optik atau salah satu titik fokus kanta, serta sinar selari dengan paksi optik utama atau salah satu daripada paksi optik sekunder. Untuk membina imej dalam kanta, mana-mana dua daripada tiga sinar digunakan:

· Satu kejadian sinar pada kanta selari dengan paksi optik melalui fokus kanta selepas pembiasan.

· Rasuk yang melalui pusat optik kanta tidak dibiaskan.

· Sinar yang melalui fokus kanta selepas pembiasan berjalan selari dengan paksi optik.

Kedudukan imej dan sifatnya (sebenar atau khayalan) juga boleh dikira menggunakan formula kanta nipis. Jika jarak dari objek ke kanta dilambangkan dengan d, dan jarak dari kanta ke imej dengan f, maka formula untuk kanta nipis boleh ditulis sebagai:

Nilai D, salingan panjang fokus, dipanggil kuasa optik kanta.

Unit ukuran untuk kuasa optik ialah diopter (dopter). Diopter – kuasa optik kanta dengan jarak fokus 1 m: 1 diopter = m –1

Adalah lazim untuk menetapkan tanda tertentu pada panjang fokus kanta: untuk kanta menumpu F > 0, untuk kanta mencapah F< 0.

Kuantiti d dan f juga mematuhi peraturan tanda tertentu:
d > 0 dan f > 0 – untuk objek sebenar (iaitu, sumber cahaya sebenar, dan bukan sambungan sinar yang menumpu di belakang kanta) dan imej;
d< 0 и f < 0 – для мнимых источников и изображений.

Kanta nipis mempunyai beberapa kelemahan yang tidak membenarkan mendapatkan imej berkualiti tinggi. Herotan yang berlaku semasa pembentukan imej dipanggil penyelewengan. Yang utama ialah penyimpangan sfera dan kromatik.

Penyimpangan sfera menunjukkan dirinya dalam fakta bahawa dalam kes pancaran cahaya yang luas, sinaran yang jauh dari paksi optik melintasinya daripada fokus. Formula kanta nipis hanya sah untuk sinaran yang dekat dengan paksi optik. Imej sumber titik jauh, yang dicipta oleh pancaran sinar lebar yang dibiaskan oleh kanta, ternyata menjadi kabur.

Penyimpangan kromatik berlaku disebabkan oleh fakta bahawa indeks biasan bahan kanta bergantung pada panjang gelombang cahaya λ. Sifat media telus ini dipanggil penyebaran. Panjang fokus kanta adalah berbeza untuk cahaya dengan panjang gelombang yang berbeza, yang membawa kepada kekaburan imej apabila menggunakan cahaya bukan monokromatik.

Peranti optik moden tidak menggunakan kanta nipis, tetapi sistem berbilang kanta yang kompleks di mana pelbagai penyimpangan boleh dihapuskan.

Pembentukan imej sebenar objek oleh kanta menumpu digunakan dalam banyak instrumen optik, seperti kamera, projektor, dll.

Jika anda ingin mencipta peranti optik berkualiti tinggi, anda harus mengoptimumkan satu set ciri utamanya - nisbah apertur, resolusi dan pembesaran. Anda tidak boleh membuat teleskop yang baik, contohnya, dengan hanya mencapai pembesaran ketara yang tinggi dan membiarkan nisbah apertur (apertur) kecil. Ia akan mempunyai peleraian yang lemah kerana ia bergantung secara langsung pada apertur. Reka bentuk peranti optik sangat pelbagai, dan ciri-cirinya ditentukan oleh tujuan peranti tertentu. Tetapi apabila melaksanakan mana-mana sistem optik yang direka bentuk ke dalam peranti optik-mekanikal siap, adalah perlu untuk mengatur semua elemen optik mengikut ketat mengikut skema yang diterima pakai, mengikatnya dengan selamat, memastikan pelarasan tepat bagi kedudukan bahagian yang bergerak, dan meletakkan diafragma untuk menghapuskannya. sinaran bertaburan latar belakang yang tidak diingini. Selalunya perlu mengekalkan nilai suhu dan kelembapan tertentu di dalam peranti, meminimumkan getaran, menormalkan pengagihan berat, dan memastikan penyingkiran haba daripada lampu dan peralatan elektrik tambahan lain. Kepentingan dilampirkan pada penampilan peranti dan kemudahan pengendalian.

Walaupun menggunakan sistem optik yang ideal (yang tanpa kecacatan dan penyimpangan), adalah mustahil untuk mendapatkan imej stigma bagi sumber titik, yang dijelaskan oleh sifat gelombang cahaya. Imej mana-mana titik bercahaya dalam cahaya monokromatik ialah corak pembelauan, iaitu, sumber titik dipaparkan sebagai titik terang tengah yang dikelilingi oleh gelang gelap dan terang berselang-seli.

mengikut kriteria Rayleigh, imej dua sumber titik serupa berdekatan atau dua garis spektrum berdekatan dengan keamatan yang sama dan kontur simetri yang sama boleh diselesaikan (dipisahkan untuk persepsi) jika maksimum pusat corak difraksi dari satu sumber (garisan) bertepatan dengan minimum pertama corak difraksi dari yang lain (Rajah 265, a). Apabila kriteria Rayleigh dipenuhi, keamatan "penurunan" antara maksimum ialah 80% daripada keamatan pada maksimum, yang mencukupi untuk menyelesaikan garisan  1 dan  2. Jika kriteria Rayleigh dilanggar, maka satu baris diperhatikan (Rajah 265, b).

1. Resolusi kanta. Jika cahaya dari dua sumber titik jauh jatuh pada kanta S 1 dan S 2 (contohnya, bintang) dengan beberapa jarak sudut , maka, disebabkan oleh pembelauan gelombang cahaya di tepi diafragma yang mengehadkan kanta, dalam satah fokusnya, bukannya dua titik, maxima diperhatikan, dikelilingi oleh gelang gelap dan terang berselang-seli (Rajah 266). Ia boleh dibuktikan bahawa dua bintang berdekatan yang diperhatikan dalam kanta dalam cahaya monokromatik boleh diselesaikan, jika jarak sudut antara mereka

di mana  ialah panjang gelombang cahaya, D- diameter kanta.

Kuasa penyelesaian (kuasa penyelesaian) kanta dipanggil kuantiti

di mana  - jarak sudut terkecil antara dua titik di mana ia masih diselesaikan oleh peranti optik.

Menurut kriteria Rayleigh, imej dua titik yang sama boleh diselesaikan apabila maksimum pusat corak pembelauan untuk satu titik bertepatan dengan minimum pertama corak pembelauan untuk yang lain (Rajah 266). Ia berikutan daripada rajah bahawa apabila kriteria Rayleigh dipenuhi, jarak sudut  antara mata hendaklah sama , iaitu, mengambil kira (183.1)

Oleh itu, resolusi kanta

iaitu, ia bergantung kepada diameter dan panjang gelombang cahaya.

Daripada formula (183.2) adalah jelas bahawa untuk meningkatkan resolusi instrumen optik, adalah perlu sama ada untuk meningkatkan diameter kanta atau mengurangkan panjang gelombang. Oleh itu, untuk memerhatikan butiran yang lebih halus sesuatu objek, sinaran ultraviolet digunakan, dan imej yang terhasil dalam kes ini diperhatikan menggunakan skrin pendarfluor atau dirakam pada plat fotografi. Resolusi yang lebih besar boleh diperoleh menggunakan sinar-x, tetapi ia mempunyai kuasa penembusan yang tinggi dan melalui bahan tanpa pembiasan; oleh itu, dalam kes ini adalah mustahil untuk mencipta kanta biasan. Aliran elektron (pada tenaga tertentu) mempunyai lebih kurang panjang gelombang yang sama dengan sinar-X. Oleh itu, mikroskop elektron mempunyai resolusi yang sangat tinggi.

Resolusi peranti spektrum ialah kuantiti tanpa dimensi

di mana  - nilai mutlak perbezaan minimum dalam panjang gelombang dua garis spektrum bersebelahan di mana garisan ini direkodkan secara berasingan.

2. Resolusi jeriji pembelauan. Biar maksimum T- tertib ke bagi panjang gelombang  2 diperhatikan pada suatu sudut , iaitu, menurut (180.3), d dosa =m 2 . Apabila bergerak dari maksimum kepada minimum bersebelahan, perbezaan laluan berubah kepada /N(lihat (180.4)), di mana N- bilangan celah parut. Oleh itu, minimum  1 diperhatikan pada suatu sudut  min , memenuhi syarat d dosa  min = m 1 + 1 /N. Mengikut kriteria Rayleigh,  = min , i.e. m 2 =m 1 + 1 /N atau  2 / ( 2 –  1)=mN. Cukai kerana  1 dan  2 adalah berdekatan antara satu sama lain, iaitu  2 – 1 =  kemudian, menurut (183.3),

Oleh itu, resolusi grating pembelauan adalah berkadar dengan susunan m spektrum dan nombor N celah, iaitu, untuk bilangan celah tertentu, ia meningkat apabila beralih kepada nilai tertib yang lebih besar m gangguan. Kisi difraksi moden mempunyai resolusi yang agak tinggi (sehingga 210 5).

Penyebaran Cahaya

Seperti yang telah disebutkan, cahaya yang melalui prisma segi tiga dibiaskan dan, apabila meninggalkan prisma, menyimpang dari arah asalnya ke arah tapak prisma. Jumlah pesongan rasuk bergantung pada indeks biasan bahan prisma, dan, seperti yang ditunjukkan oleh eksperimen, indeks biasan bergantung pada kekerapan cahaya. Kebergantungan indeks biasan sesuatu bahan pada frekuensi (panjang gelombang) cahaya dipanggil penyebaran. Sangat mudah untuk memerhatikan fenomena serakan apabila melalui cahaya putih melalui prisma (Rajah 102). Apabila meninggalkan prisma, cahaya putih terurai kepada tujuh warna: merah, oren, kuning, hijau, biru, nila, ungu. Cahaya merah menyimpang paling sedikit, cahaya ungu menyimpang paling banyak. Ini menunjukkan bahawa kaca mempunyai indeks biasan tertinggi untuk cahaya ungu, dan terendah untuk cahaya merah. Cahaya dengan panjang gelombang yang berbeza merambat dalam medium pada kelajuan yang berbeza: ungu dengan yang paling rendah, merah dengan yang tertinggi, kerana n= c/v,

Hasil daripada laluan cahaya melalui prisma lutsinar, susunan tertib gelombang elektromagnet monokromatik julat optik diperolehi - julat.

Semua spektrum dibahagikan kepada spektrum pelepasan dan spektrum penyerapan. Spektrum pelepasan dicipta oleh badan bercahaya. Jika gas yang sejuk dan tidak memancarkan diletakkan di laluan kejadian sinar pada prisma, maka garis-garis gelap muncul pada latar belakang spektrum berterusan sumber.

Dalam kes ini, kita memperoleh spektrum penyerapan gas. Ahli fizik Jerman G. Kirchhoff (1824-1887) menemui undang-undang yang menurutnya komposisi spektrum cahaya yang dipancarkan oleh jasad dalam keadaan panas diserap olehnya dalam keadaan sejuk (atom unsur tertentu menyerap panjang gelombang yang dipancarkan pada suhu tinggi).

Spektrum pelepasan dibahagikan kepada padat, bergaris Dan berjalur. Spektrum berterusan dihasilkan oleh pepejal dan cecair panas. Spektrum garis ialah himpunan garis spektrum tertentu (pada latar belakang hitam). Spektrum ini dihasilkan oleh gas teruja dalam keadaan atom. Atom terpencil bagi unsur kimia tertentu memancarkan panjang gelombang yang ditentukan dengan ketat. Spektrum berjalur terdiri daripada jalur spektrum individu yang dipisahkan oleh ruang gelap. Tidak seperti spektrum garis, spektrum berjalur dicipta bukan oleh atom, tetapi oleh molekul yang tidak terikat atau terikat lemah antara satu sama lain.

TEORI ELEKTRONIK PENYERAPAN CAHAYA

Daripada teori elektromagnet makroskopik Maxwell ia mengikuti bahawa indeks biasan mutlak medium

di mana  ialah pemalar dielektrik medium,  - kebolehtelapan magnet. Di kawasan optik spektrum untuk semua bahan  1, oleh itu

Daripada formula (186.1) beberapa percanggahan dengan eksperimen didedahkan: kuantiti n, sebagai pembolehubah, kekal pada masa yang sama sama dengan pemalar tertentu . Selain itu, nilai n, yang diperoleh daripada ungkapan ini, tidak bersetuju dengan nilai eksperimen. Kesukaran untuk menerangkan penyebaran cahaya dari sudut pandangan teori elektromagnet Maxwell dihapuskan oleh teori elektronik Lorentz. Dalam teori Lorentz, serakan cahaya dianggap sebagai hasil daripada interaksi gelombang elektromagnet dengan zarah bercas yang merupakan sebahagian daripada bahan dan melakukan ayunan paksa dalam medan elektromagnet berselang-seli gelombang.

Mari kita gunakan teori elektronik penyebaran cahaya untuk dielektrik homogen, secara rasmi menganggap bahawa penyebaran cahaya adalah akibat daripada pergantungan  daripada kekerapan  gelombang cahaya. Pemalar dielektrik bahan, mengikut takrifan (lihat (88.6) dan (88.2)), adalah sama dengan

di mana { - kerentanan dielektrik medium,  0 - pemalar elektrik, R - nilai polarisasi serta-merta. Oleh itu,

mereka. bergantung kepada R. Dalam kes ini, polarisasi elektronik adalah kepentingan utama, i.e. ayunan paksa elektron di bawah pengaruh komponen elektrik medan gelombang, kerana untuk polarisasi orientasi molekul frekuensi ayunan dalam gelombang cahaya adalah sangat tinggi (  10 15 Hz).

Untuk penghampiran pertama, kita boleh mengandaikan bahawa getaran paksa dilakukan hanya oleh elektron luar yang paling lemah dikaitkan dengan nukleus - elektron optik. Untuk kesederhanaan, kami menganggap getaran hanya satu elektron optik. Momen dipol teraruh bagi elektron yang melakukan ayunan paksa adalah sama dengan p=ex, di mana e- cas elektron, X - anjakan elektron di bawah pengaruh medan elektrik gelombang cahaya. Jika kepekatan atom dalam dielektrik adalah sama dengan n 0, maka nilai polarisasi serta-merta

Daripada (186.2) dan (186.3) kita perolehi

Akibatnya, tugas datang untuk menentukan anjakan X elektron di bawah pengaruh medan luar E. Kami akan menganggap medan gelombang cahaya sebagai fungsi frekuensi , iaitu, berubah mengikut undang-undang harmonik: E = E 0cos t.

Persamaan ayunan paksa elektron (lihat §147) untuk kes termudah (tanpa mengambil kira daya rintangan yang menentukan penyerapan tenaga gelombang kejadian) akan ditulis dalam bentuk

di mana T, - berat badan saya- caj ke.

Daripada ungkapan (186.8) dan (186.9) menunjukkan bahawa indeks biasan n bergantung kepada kekerapan  medan luaran, iaitu, pergantungan yang diperoleh sebenarnya mengesahkan fenomena penyebaran cahaya, walaupun di bawah andaian di atas, yang mesti dihapuskan pada masa hadapan. Daripada ungkapan (186.8) dan (186.9) ia mengikuti bahawa di rantau dari  = 0 hingga  =  0 n 2 lebih besar daripada satu dan meningkat dengan peningkatan  (variance normal); di  =  0 n 2 = ±; di kawasan dari  =  0 hingga  = n 2 adalah kurang daripada satu dan meningkat daripada – kepada 1 (variance normal). Bergerak dari n 2 k n, kita dapati bahawa graf pergantungan n daripada  mempunyai bentuk yang ditunjukkan dalam Rajah. 270. Tingkah laku ini n dekat  0 - hasil andaian bahawa tiada daya rintangan semasa ayunan elektron. Jika kita mengambil kira keadaan ini, maka graf fungsi tersebut n( ) dekat  0 akan diberikan oleh garis putus-putus AB. Wilayah AB - kawasan penyebaran anomali ( n berkurang apabila ia meningkat  ), bahagian pergantungan yang lain n daripada  terangkan serakan biasa ( n bertambah dengan bertambah  ).

Ahli fizik Rusia D. S. Rozhdestvensky (1876-1940) menyumbangkan karya klasik mengenai kajian penyebaran anomali dalam wap natrium. Dia membangunkan kaedah gangguan untuk pengukuran indeks biasan wap yang sangat tepat dan secara eksperimen menunjukkan bahawa formula (186.9) mencirikan pergantungan dengan betul n daripada  , dan juga memperkenalkan pembetulan kepadanya yang mengambil kira sifat kuantum cahaya dan atom.

RESOLUSI(kuasa penyelesaian) peranti optik ialah nilai yang mencirikan keupayaan peranti ini untuk memberikan imej berasingan bagi dua titik objek yang berdekatan antara satu sama lain. Jarak linear (atau sudut) terkecil antara dua titik, bermula dari mana imej mereka bergabung dan tidak lagi boleh dibezakan, dipanggil. had resolusi linear (atau sudut). Nilai timbal baliknya berfungsi sebagai ukuran kuantitatif R. s. optik peranti. Imej ideal titik sebagai unsur objek boleh diperolehi daripada gelombang sfera. permukaan. Optik sebenar sistem mempunyai murid masuk dan keluar (lihat. Diafragma) dengan dimensi terhingga, mengehadkan permukaan gelombang. Terima kasih kepada pembelauan cahaya, walaupun semasa ketiadaan penyimpangan sistem optik dan kesilapan pembuatan, optik. sistem menggambarkan satu titik dalam monokromatik. cahaya dalam bentuk titik cahaya yang dikelilingi oleh gelang gelap dan terang berselang-seli. Menggunakan teori, anda boleh mengira naim. jarak yang dibenarkan oleh optik sistem, jika diketahui pada pengagihan pencahayaan yang mana penerima (mata, lapisan foto) melihat imej secara berasingan. Selaras dengan keadaan yang diperkenalkan oleh J. W. Rayleigh (1879), imej dua titik boleh dilihat secara berasingan jika pusat pembelauan bintik-bintik setiap daripada mereka bersilang dengan tepi cincin gelap pertama yang lain (Gamb.).

Pengagihan pencahayaan E dalam imej dua titik sumber cahaya yang terletak supaya jarak sudut antara maksima pencahayaan Df adalah sama dengan nilai sudut jejari titik pembelauan pusat Dq (Df = Dq - keadaan Rayleigh).

Jika titik objek bercahaya sendiri dan memancarkan sinar yang tidak koheren, pelaksanaannya sepadan dengan apa yang dipanggil. pencahayaan antara imej titik yang diselesaikan akan menjadi 74% daripada pencahayaan di tengah tempat, dan sudut. jarak antara pusat pembelauan bintik (maksimum pencahayaan) ditentukan oleh ungkapan Df = 1.21l/ D, di mana l ialah panjang gelombang cahaya, D- diameter murid pintu masuk optik sistem. Jika optik sistem mempunyai panjang fokus /, maka nilai linear had resolusi d = 1.21l f/D. Had resolusi teleskop dan skop pengesanan dinyatakan dalam arka. saat dan ditentukan oleh formula d = 140/ D(pada l = 560 nm dan D dalam mm) (kira-kira R. s. mikroskop, lihat Seni. mikroskop). Formula yang diberikan adalah sah untuk titik yang terletak pada paksi kanta optik yang ideal. peranti. Kehadiran penyimpangan dan kesilapan pembuatan mengurangkan R.s. optik sebenar sistem R.s. optik sebenar sistem juga berkurangan apabila bergerak dari tengah medan pandangan ke tepinya. R.s. optik peranti R op, termasuk gabungan optik. sistem dan penerima (lapisan foto, katod penukar elektron-optik dsb.), dikaitkan dengan R. s. optik sistem Roc dan penerima R n anggaran f-loy

Resolusi peranti optik resolusi instrumen optik

mencirikan keupayaan mereka untuk memberikan imej berasingan bagi dua titik objek yang berdekatan antara satu sama lain. Disebabkan oleh pembelauan cahaya, imej titik adalah bulatan (titik terang yang dikelilingi oleh cincin). Jarak linear atau sudut terkecil antara dua titik, dari mana imej mereka bergabung, dipanggil had resolusi linear atau sudut. Ukuran kuantitatif Resolusi biasanya adalah timbal balik. Resolusi peranti boleh dianggarkan oleh fungsi perkakasannya.

Kamus ensiklopedia. 2009 .

Lihat apa "resolusi instrumen optik" dalam kamus lain:

Ensiklopedia moden

Resolusi- instrumen optik, mencirikan keupayaan mereka untuk memberikan imej berasingan bagi dua titik yang terletak berdekatan. Disebabkan oleh pembelauan cahaya, imej sesuatu titik bukanlah satu titik, tetapi bulatan (titik terang yang dikelilingi oleh cincin). Paling tidak… Kamus Ensiklopedia Bergambar

Instrumen optik dicirikan oleh keupayaan mereka untuk memberikan imej berasingan bagi dua titik objek yang berdekatan antara satu sama lain. Disebabkan oleh pembelauan cahaya, imej titik adalah bulatan (titik terang yang dikelilingi oleh cincin). Linear atau sudut terkecil... ... Kamus Ensiklopedia Besar

- (kuasa penyelesaian) peranti optik, mencirikan keupayaan peranti ini untuk memberikan imej berasingan bagi dua titik objek yang berdekatan antara satu sama lain. Jarak linear (atau sudut) terkecil antara dua titik, bermula dari mana... ... Ensiklopedia fizikal

Resolusi (kuasa penyelesaian) peranti optik mencirikan keupayaan peranti ini untuk menghasilkan imej berasingan bagi dua titik objek yang berdekatan antara satu sama lain. Jarak linear atau sudut terkecil antara dua titik, bermula...

Resolusi- – (kuasa penyelesaian) peranti optik (kanta), mencirikan keupayaan peranti ini untuk menghasilkan imej berasingan bagi dua titik objek yang berdekatan antara satu sama lain. Jarak linear atau sudut terkecil antara dua titik, bermula dari... ... Kamus Ensiklopedia Media

I Resolusi (kuasa penyelesaian) peranti optik mencirikan keupayaan peranti ini untuk menghasilkan imej berasingan bagi dua titik objek yang berdekatan antara satu sama lain. Jarak linear atau sudut terkecil antara dua... ... Ensiklopedia Soviet yang Hebat- 1) instrumen optik keupayaan untuk menyediakan imej berasingan bagi dua titik objek yang berdekatan antara satu sama lain. Jarak linear atau sudut terkecil antara dua titik, bermula dari tempat imej mereka bergabung, dipanggil linear atau... ... Ensiklopedia Forensik

Spektrograf dan spektrometer. Peranti spektrum mewakili sebarang sinaran dalam bentuk set gelombang monokromatik. Disebabkan oleh pembelauan, sebarang titik pada objek kelihatan sebagai titik cahaya pusat yang dikelilingi oleh gelang gelap dan terang berselang-seli; Jejari tempat bergantung pada saiz relatif kanta sistem optik.

Sebilangan instrumen spektrum menggunakan penyebaran indeks biasan prisma (Kuliah 1), yang membawa kepada pemisahan ruang bagi komponen sinaran monokromatik: , di mana sudut tuju untuk sinaran dengan panjang gelombang , ialah sudut tuju cahaya yang dianalisis.

Kriteria Rayleigh- dua sumber titik serupa berdekatan atau dua garisan spektrum berdekatan dengan keamatan yang sama secara bersyarat dianggap diselesaikan sepenuhnya (diperhatikan secara berasingan) jika keamatan maksimum satu sumber (garisan) bertepatan dengan keamatan minimum pertama yang lain (Rajah a).

Apabila kriteria Rayleigh dipenuhi, keamatan "penurunan" antara maksimum ialah 80% daripada keamatan pada maksimum, yang mencukupi untuk menyelesaikan garisan dan . Jika kriteria Rayleigh dilanggar, maka satu baris diperhatikan (Rajah b).

1. Resolusi kanta. Jika cahaya dari dua sumber titik jauh S 1 dan S 2(contohnya, bintang) dengan jarak sudut tertentu , kemudian disebabkan oleh pembelauan gelombang cahaya di tepi apertur yang mengehadkan kanta, bukannya dua titik, maxima diperhatikan dalam satah fokusnya, dikelilingi oleh gelang gelap dan terang berselang-seli . Dua bintang berdekatan yang diperhatikan melalui kanta dalam cahaya monokromatik boleh diselesaikan jika jarak sudut antara mereka adalah

, (16.1)

di manakah panjang gelombang cahaya, D- diameter kanta.

Resolusi(kuasa permisif) kanta dipanggil kuantiti (16.2)

di manakah jarak sudut terkecil antara dua titik di mana ia masih diselesaikan oleh peranti optik. Apabila memenuhi kriteria Rayleigh, jarak sudut antara titik hendaklah sama dengan:

Oleh itu, resolusi kanta (16.4)

Itu. Untuk meningkatkan resolusi instrumen optik, anda perlu sama ada meningkatkan diameter kanta atau mengurangkan panjang gelombang. Untuk memerhatikan butiran yang lebih halus sesuatu objek, sinaran ultraungu digunakan, dan imej yang terhasil dalam kes ini diperhatikan menggunakan skrin pendarfluor atau dirakam pada plat fotografi.

Resolusi yang lebih besar boleh diperoleh menggunakan sinaran x-ray, tetapi ia mempunyai kuasa penembusan yang tinggi dan melalui bahan tanpa pembiasan; Tidak mustahil untuk mencipta kanta biasan. Aliran elektron (pada tenaga tertentu) mempunyai lebih kurang panjang gelombang yang sama dengan sinaran sinar-X. Oleh itu, mikroskop elektron mempunyai resolusi yang sangat tinggi.

Resolusi peranti spektrum dipanggil kuantiti tanpa dimensi (16.5)

di mana ialah nilai mutlak perbezaan minimum dalam panjang gelombang dua garisan spektrum bersebelahan di mana garisan ini direkodkan secara berasingan.

Menentukan panjang gelombang sinaran yang dikaji dalam instrumen spektrum paling kerap dilakukan dengan membandingkan panjang gelombang dua garis spektrum rapat (satu daripadanya tergolong dalam bahan rujukan atau sinaran). Kedudukan garis spektrum ditentukan oleh sudut yang menentukan arah sinar.

Penyerakan sudut (16.6) , di manakah jarak sudut antara dua garisan (perbezaan sudut pada pintu keluar dari prisma atau parut untuk dua rasuk dengan panjang gelombang dan )

Penyerakan linear peranti spektrum dipanggil kuantiti (16.7) , di manakah jarak linear antara garisan yang berbeza dalam panjang gelombang dengan .

2. Resolusi jeriji pembelauan. Dalam instrumen spektrum dengan grating pembelauan, kedudukan garis spektrum pada satah cerapan diberikan oleh keadaan maxima. Biar maksimum t-th tertib untuk panjang gelombang diperhatikan pada sudut, iaitu, mengikut (14.6), . Apabila bergerak dari maksimum kepada minimum bersebelahan, perbezaan laluan berubah kepada (14.7), di mana ialah bilangan celah kekisi. Akibatnya, minimum yang diperhatikan pada sudut memenuhi syarat . Mengikut kriteria Rayleigh, , iaitu, atau . Oleh kerana mereka rapat antara satu sama lain, iaitu, maka,

Oleh itu, resolusi jeriji pembelauan adalah berkadar dengan susunan T spektrum dan nombor N celah, iaitu, untuk bilangan celah tertentu, ia meningkat apabila bergerak ke spektrum tertib lebih tinggi. Kisi difraksi moden mempunyai resolusi yang agak tinggi (sehingga 2?10 5).

Penyerakan sudut parut pembelauan: , di mana kedudukannya m- ke maksimum.