ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Статистические явления в оптике из "Статистическая оптика " Статистические явления так часто встречаются в оптике, что можно было бы без труда составить длинный список примеров. Из-за щирокого разнообразия таких задач трудно найти общую схему для их классификации. Здесь мы попытаемся установить некоторые общие аспекты оптики, которые требуют статистических методов исследования. Эти аспекты удобно обсудить в связи с проблемой формирования оптического изображения. [c.13] ЭТОГО состояния природы, мы хотим точно узнать, что представляет собой это состояние. [c.14] Статистика, появляется в этой задаче весьма многогранно, что можно увидеть, обращаясь к рис. 1.1, Во-первых (и это является наиболее фундаментальным моментом), данное состояние природы известно нам априори только в статистическом смысле. Если бы оно было известно точно, то не было бы никакой необходимости в измерении. Таким образом, состояние природы носит случайный характер, и, чтобы правильно оценить, как действует рассматриваемая система, мы должны иметь статистическую модель, в идеале представляющую всю совокупность возможных состояний с соответствующими вероятностями. Обычно бывает достаточным и менее полное описание статистических свойств объекта. [c.14] После своего взаимодействия с рассматриваемым состоянием природы излучение распространяется через промежуточную среду, пока не достигнет нащего измерительного прибора. Параметры среды могут быть либо хорошо известны, либо совсем неизвестны. Если такой средой является совершенный вакуум, то она не вносит никаких дополнительных статистических элементов в рассматриваемую задачу. Но, если средой является атмосфера Земли, а длина оптического пути составляет хотя бы несколько метров, случайные флуктуации показателя преломления атмосферы могут привести к существенному искажению волн и серьезному ухудшению изображения, создаваемого системой. Чтобы количественно оценить степень такого ухудшения, требуются статистические методы. [c.15] Далее свет попадает в наше измерительное устройство, которое производит над ним ряд необходимых операций перед его регистрацией. Например, световой пучок может пройти через интерферометр, как в случае фурье-спектроскопии, или через систему линз, как при аэрофотосъемке. Спрашивается, насколько хорошо известны истинные параметры нашего измерительного прибора Любая неполнота знаний об этих параметрах должна быть учтена в нашей статистической модели измерительного процесса. Это могут быть, например, неизвестные ошибки в деформации волнового фронта, вносимые при прохождении системы лииз. Такие ошибки могут быть обычно смоделированы статистически и учтены при расчете системы. [c.15] Наконец, излучение достигает фотоприемника, где снова свет взаимодействует с веществом. Случайные флуктуации регистрируемого сигнала легко наблюдаются, особенно при низких световых уровнях они могут быть обусловлены разными причинами, в том числе дискретным характером взаимодействия света с веществом и наличием внутреннего электронного шума фотоприемника (теплового шума). Результат измерения лишь статистически связан с изображением, попадающим па фотоприемник. [c.15] Таким образом, чтобы полностью определить работу системы на всех ступенях рассматриваемой оптической задачи, включая испускание света, его передачу, формирование изображения и регистрацию, необходимо использование статистических методов. Цель, которую мы преследуем в этой книге, состоит в том, чтобы познакомить читателя с основами статистических методов анализа и продемонстрировать их применение в различных областях оптики. [c.16] Вернуться к основной статье