Оптические Разрешающая сила

Подставляя /г 1 см, и 1,5 и - = 5000 А, получим т = 10 . Забегая вперед, отметим достоинства эшелона Майкельсона. При ознакомлении со спектральными характеристиками оптических приборов Г гл. Vn мы увидим, что разрешающая сила дифракционной решетки равна [c.153]

Получение большой разрешающей силы в оптическом приборе связано с определенными трудностями. Даже идеальные объективы — неотъемлемая часть спектрографов — вследствие дифракции на их оправе ограничивают разрешающую силу спектральных приборов. Для устранения этого недостатка пользуются высококачественными длиннофокусными объективами большого диаметра. [c.195]

В геометрической оптике мы встречаемся с задачами другого рода нас интересует возможность раздельного наблюдения двух близких частей рассматриваемого объекта. В этом случае вводится аналогичная по названию, но имеющая иной физический смысл характеристика — разрешающая сила оптического прибора. [c.198]

Разрешающая сила микроскопа. Явление дифракции на апертуре объектива ограничивает возможности микроскопа. Как и в других оптических приборах, для количественной характеристики способности микроскопа вводится понятие его разрешающей силы. [c.199]

Необходимо отметить универсальность критерия Рэлея, сформулированного выше лишь применительно к задачам спектрального разрешения. Задача разделения двух максимумов возникает и при решении других задач, где не используется спектральное разложение (например, астронома интересует возможность пространственно разделить изображение двух близких небесных светил). В этом случае столь же необходимо условиться о допустимой величине провала на суммарной кривой при различных способах регистрации сигнала. В качестве исходного постулата используется тот же критерий Рэлея, определяющий разрешающую силу оптических инструментов. [c.319]

Интерферометр Фабри —Перо можно рассматривать и как резонатор высокой добротности плотности (см. 5.7). Теперь, когда введено понятие разрешающей силы, нетрудно уточнить эту связь между оптическими и радиофизическими представлениями. По-видимому, Г.(]. Горелик одним из первых указал на эквивалентность понятий добротности и разрешающей силы. [c.324]

За последнее время появились работы, в которых исследуются возможности значительно превзойти общепринятый пр дел разрешения оптической системы без увеличения диаметра объектива или уменьшения длины волны излучения. Это связано с применением для решения данной задачи методов теории информации. Охарактеризуем суть этих весьма перспективных исследований в приложении к рассматриваемой задаче — возможности увеличения разрешающей силы телескопа, хотя, конечно, они имеют более общее значение. [c.337]

Таким образом, для обширного круга важных задач светотехники и оптотехники мы имеем возможность пользоваться геометрической оптикой лучей. Однако при пользовании законами лучевой оптики нельзя забывать, что они — лишь первое приближение к действительности и что без дифракционных явлений не обходится ни один случай распространения света. Необходимо, следовательно, понимать волновой (дифракционный) смысл этих лучевых (геометрических) построений. Отсюда ясно, что законы лучевой оптики имеют ограниченное применение, и надо уметь ориентироваться, при каких условиях применение этих законов допустимо и будет практически находиться в соответствии с опытом. Оказывается, однако, что даже в практической оптике наиболее тонкие вопросы (например, вопрос о разрешающей силе оптических инструментов) решаются при помощи теории дифракции. [c.273]

Интерферометр Фабри—Перо. Интерферометр, или эталон Фабри—Перо, является в настоящее время основным прибором в спектроскопии высокой разрешающей силы. Его действие основано на интерференции большого числа лучей, получаемых при многократном отражении световой волны между двумя параллельно расположенными плоскими зеркалами, обладающими частичным пропусканием (рис. 26). В современных интерферометрах, как правило, используют многослойные диэлектрические зеркальные покрытия, которые наносят на подложки из оптического стекла или кварца в вакууме. Они позволяют получать высокие коэффициенты отражения света при малой величине потерь на поглощение. Худшие характеристики имеют покрытия из тонких пленок серебра и алюминия. [c.76]

Параллельно с теорией аберраций оптических систем развивались теория и практика построения оптического изображения. Со времен И. Кеплера и Р. Декарта существовало мнение, что при идеальном изготовлении оптических систем можно увидеть любые, сколь угодно малые подробности объекта наблюдения или, говоря современным языком, что разрешающая сила идеального оптического прибора бесконечна. Качественно новым этапом в развитии теории оптических приборов явилась теория Эрнста Аббе и Д. Рэлея (70—80-е годы XIX в.), которые показали, что волно- [c.367]

Разрешающая сила идеальной оптической системы. Разрешающей силой оптической системы называется минимальное линейное или угловое расстояние между двумя точками предметной плоскости, при котором они видны через оптическую систему раздельно. [c.323]

Если с помощью микроскопа можно хорошо ознакомиться с основными чертами строения боксита и определить в нем прозрачные минералы фазовым контрастным методом, то из-за ограниченной разрешающей силы микроскопа форму и взаимосвязь сросшихся отдельных кристаллов можно распознать только в редких случаях. Хороший объектив с апертурой 1,0 имеет, например, разрешающую силу 0,3 мкм и такую же глубину резкости. Если, например, необходимо различить шестиугольную форму псевдо-гексагональных кристалликов гидраргиллита или подобные частицы, то в поперечнике они должны быть не меньше 2 мкм и находиться в узкой зоне резкости, перпендикулярной оптической оси микроскопа. [c.26]

До сих пор мы в самых общих чертах описывали некоторые основные оптические принципы получения высокой разрешающей силы на радиоволнах, а также то, каким образом методы с незаполненной [c.155]

К поверхности. Действительно, при этом изменяется значение Пе, которое зависит от угла между оптической осью и вектором электрического поля, и, следовательно, изменяется длина волны, при которой выполняется равенство (5.47а). Толщина пластинки (равная обычно 0,3—1,5 мм) определяет ширину перестроечной кривой, т. е. разрешающую силу. Чем тоньше пластинка, тем шире доступная область перестройки и ниже разрешающая сила. Наконец, заметим, что в лазерах с малым усилением, таких, как непрерывные газовые лазеры или лазеры на красителях, можно обойтись без двух поляризаторов, если остальные поляризующие компоненты, такие, как окна Брюстера лазерной трубки, обеспечивают достаточную дискриминацию по потерям между двумя поляризациями. [c.254]

Анализ функции оптического пути показывает, что в этом случае отсутствует также астигматизм, остаточными аберрациями являются сагиттальная кома и сферическая аберрация. Разрешающая сила и пространственное разрешение равны [60] [c.277]

Расчет показывает, что разрешающая сила решетки с круговыми штрихами, определяемая основным членом разложения функции оптического пути, равна [c.277]

Вопрос о качестве изображения, получаемого при помощи оптических систем (микроскопов, телескопов, фотообъективов и т. п.), приобрел в настоящее время большое практическое значение, поскольку разрешающая сила оптических приборов уже стала близка к предельно возможной. [c.4]

Оптические приборы достигли сейчас высокой степени совершенства, и их свойства в отношении разрешающей силы приближаются к предельно возможным. Современные объективы микроскопа, например, обладают апертурным углом, синус которого близок к единице, а разрешающая способность их уже близка к теоретически максимальной величине. Единственное, на что можно еще рассчитывать,— это улучшение качества изображения, что приводит к увеличению контраста последнего и к возможности различать больше подробностей на объекте. Иногда детали предмета не видны из-за малого контраста между объектом и фоном этот контраст можно усилить особым приемом, основанным на волновой природе света. [c.5]

Интерферометры с боковым входом лучей не получили распространения в технике исследования оптических неоднородностей, а используются преимущественно как интерференционные спектроскопы высокой разрешающей силы. [c.11]

К многолучевым интерферометрам, которые используются в качестве инструментов для изучения свойств некоторой среды, помещаемой между зеркалами, предъявляются два основных конструктивных требования. Во-первых, конструкция интерферометра должна обеспечивать возможность расположения объекта исследования между зеркалами, при этом элементы интерферометра не должны оказывать какого-либо влияния на параметры исследуемого объекта, а последний не должен разрушать покрытие зеркал или изменять их оптические характеристики. Второе Требование заключается в том, чтобы в конструкции интерферометров были предусмотрены механизмы для точного перемещения одного из зеркал. Это обусловлено значительным влиянием настройки интерферометра уровня освещенности поля интерференции по сравнению с максимальной) на его чувствительность подробное изложение этого вопроса см. в гл V). В остальном все требования к конструктивным элементам и конструкции в целом не отличаются от общепринятых в технике спектроскопии высокой разрешающей силы. [c.86]

Для реальных оптических систем можно принять разрешающую силу объектива 30 линий на 1 мм, в таком случае в интерферометрах с полем 0 100 мм и масштабом изображения 1 5 ошибка, вызванная аберрациями системы, составит 0,15 мм в плоскости исследуемой неоднородности. Учитывая дополнительную потерю за счет зернистости фотоматериала, составляющую 0,05 мм (для масштаба 1 5), получим величину общей разрешающей способности - 0,2 мм. Эго несколько "меньше, чем ошибки, вызванные дифракционными явлениями, но при малых масштабах изображения могут превосходить ее. Следовательно, в отличие от схемы интер( рометра Маха-Цендера, где дифракционные ошибки пренебрежимо малы по сравнению с аберрационными [4], для многолучевого интерферометра величины о их погрешностей соизмеримы. [c.120]

Эта формула играет большую роль в вопросе о разрешающей силе оптических приборов (см. 36). Второе кольцо видно под углом [c.224]

Увеличение разрешающей силы микроскопа. Из выражения разрешающей силы микроскопа видно, что суш,ествуют два пути ее увеличения а) увеличение числовой апертуры б) уменьшение длины волны света, в котором рассматривается объект. Числовую апертуру можно увеличить как увеличением угла апертуры, так и увеличением показателя преломления окружаюш,ей объект среды. Увеличення п можно добшъся, погружая объект в прозрачную жидкую Среду с возможно большим показателем преломления (со-ответствуюш,ие микроскопы называются иммерсионными). Однако, как известно, для оптически более плотных прозрачных жидкостей /г лг 1, 6, что не приводит к существенному увеличению разрешающей силы. Увеличение разрешающей силы за счет увеличения апертуры также ограничено, так как в предельном случае sin и = = 1. В реальных случаях можно добиться значения sin и = 0,95 при /г = 1. Это означает, что возможно разрешение деталей объекта размером порядка половины длины световой волны. [c.203]

Увеличение разрешающей силы микроскопа путем уменьшения длины световой волны прнв ело к положительному результату. Микроскопы, пспользующне ультрафиолетовые лучи, позволяют увеличить разрешающую силу примерно в два раза. Переход к микроскопам, использующим рентгеновские лучи, позволил бы резко увеличить разрешающую силу. Однако отсутствие оптических линз для рентгеновских лучей делает практически почти невозможным создание рентгеновских микроскопов. Такие принципиальные трудности были преодолены после того, как в 1923 г. Луи де Бройлем была выдвинута гипотеза, согласно которой любой частице с массой т, движущейся со скоростью v, соответствует волна с длиной [c.203]

В 6.6 была подробно исследована возможность раздельного наблюдения двух спектральных линий, близких по длине волны. Был с< )ормулирован также критерий разрешения Рэлея и введено понятие разрешающей силы (/7(< -) — хроматическая разрешающая сила]-, последнюю можно оценить как теоретически, так и экспериментально. Если исследователя интересует не спектральное разложение, а степень четкости изображения, образованного какой-либо оптической системой, и возможность раздельного наблюдения на н >м близких частей объекта, то нужно ввести аналогичную функцию - разреишющую силу оптического инструмента. [c.328]

Изложение намеченного круга вогтросов начнем с краткого анализа аберраций оптических систем и способов их устранения. Затем исследуем разрешающую силу телескопа и микроскопа. Рассмотрение этих двух очень важных частных задач позволит ознакомиться с основами дифракционной теории оптических инструментов и современными способами повышения разрешающей силы оптических приборов. [c.328]

Таким образом, успех решения задачи, в первую очередь, определяется погрешностью измерений, т.е. уровнем шумов. Следовательно, статистическая обработка результатов измерений и применв ще различных методов теории информации, ограничи-вающих влияние шумов, приобретают первостепенное значение в увеличении разрешающей силы оптических инструментов. [c.339]

Доплеровское уширение спектральных линий в значительной степени лимитирует возможности оптической спектроскопии высокого разрешения. Известно (см. 5.7), что, увеличивая коэффициент отражения зеркал интерферометра при высокой точности их изготовления, повышая расстояния между отражающими поверхностями и используя сложные интерфером.етры (мультиплексы), можно довести разрешающую силу интерферометра до значения порядка 10 и даже более. Однако при реализации столь большой разрешающей силы в оптических экспериментах часто возникают серьезные затруднения. Конечно, могут появиться задачи, при которых требуется с высокой точностью записать широкий контур, но если обратиться к возможности раздельного наблюдения двух близких по длине волны линий при учете неизбежных флуктуаций источника, то, даже используя прибор высокой разрешающей силы, нельзя их разрешить, если доплеровские контуры сильно перекрываются. Нетрудно оценить ту область, где возникают такие перекрытия пусть л = 5000А и 6Лдо = 0,005А тогда У./ЪУ. 10 , что и объясняет трудность реализации разрешающей силы, если она составляет несколько миллионов. [c.393]

Разрешающая сила глаза также ограничена ди( 5ракционными явлениями и связана с размерами зрачка. При хорошей освещенности диаметр зрачка равняется примерно 2 мм, чему соответствует согласно (96.3) предельный угол разрешения около Г. Это согласуется с той величиной разрешения, которая обусловлена структурой сетчатой оболочки (см. 91). При пониженной освещенности зрачок глаза увеличивается (до 8 мм), однако при этом сильнее сказываются недостатки глаза как оптической системы, так что улучшение условий разрешения, связанное с увеличением диаметра системы, не проявляется. Более того, как уже упоминалось в 91, разрешающая способность глаза при пониженной освещенности падает вследствие (]шзиологических причин. [c.348]

Принципиальное ограничение разрешающей силы электронного микроскопа лежит, конечно, так же как и в случае обычного оптического микроскопа, в ди( )ракционных явлениях, обусловливаемых волновой природой электронов. Такую дифракцию электронов можно наблюдать непосредственно, если подобрать условия опыта [c.360]

Оптические квантовые генераторы с плавной перестройкой частоты служат основой для спектральных приборов с исключительно высокой разрешающей силой. Пусть, например, требуется исследовать спектр поглощения какого-либо вещества. Измерив величину лазерного потока, падающего на изучаемый объект и прощедшего через него, можно вычислить значение коэффициента поглощения. Перестраивая частоту лазерного излучения, можно, следовательно, определить коэффициент поглощения как функцию длины волны. Разрешающая способность этого метода совпадает, очевидно, с шириной линии лазерного излучения, которую можно сделать очень малой. Ширина линии, равная, например, 10 см" , обеспечивает такую же разрешающую способность, как дифракционная рещетка с рабочей поверхностью длиной 5 м, а изготовление таких больших решеток представляет почти неразрешимую задачу. [c.819]

Исследование сверхтошсой структуры и изотопического сдвига в оптических спектрах требует применения спектральных приборов высокой разрешающей силы, таких, как интерферометр Фабри— Перо, а также специальных источников света, дающих узкие линии. Важное место среди них занимают разрядные трубки с охлаждаемым полым катодом. В этих трубках, особенно при охлаждении катода жидким азотом, достигается существенное снижение доплеровской ширины линий (см. задачу 17, 1). [c.72]

В процессе эксплуатации и исследования астрономо-геодезических приборов совершенствовались их конструкции, повышалась точность инструментов. Этому способствовало повышение качества делений шкал, совершенствование отсчетных приспособлений и оптических схем применение труб с большим относительным отверстием и разрешающей силой. Для удобства наблюдений близзенитных звезд стали применять ломаные трубы с начала XX в. большое распространение получили трубы с внутренним фокусированием. Разрабатывали и принципиально новые виды приборов, [c.362]

При наблюдении объекта через бинокулярные зрительные приборы или проекц. системы разрешающая сила С. 3. растёт пропорционально действующему стег реобазису В и эфф. увеличению оптическому прибора Г [c.684]

Съемка трехмерных изображений в свете лазеров обладает большим йреимуществом перед съемкой в обычном свете с помощью растров или многообъективных оптических блоков. Эти преимущества обусловлены значительно большим количеством информации, которое может быть зарегистрировано на голографической пленке вследствие ее чрезвычайно высокой разрешающей силы по сравнению с обычной кинофотопленкой при одинаковых размерах кадра. Максимальная плотность информации при съемке на голо-графическую пленку может превосходить в тысячи раз плотность информации при съемке на обычную фотопленку, что обеспечивает более высокое качество изображения и значительно более экономное решение. [c.268]

В этом случае проблема более проста, чем в случае некогерентного освещения. В самом деле, рассмотрим распределение комплексных ам плитуд Q у, z) на плоскости объекта математическое выражение принципа Гюйгенса — Френеля [соотношение (3.10)] показывает, что распределение амплитуд на сфере с центром в О есть преобразование Фурье функции Q(y, z). Эта сфера сравнения S может, в частности, опираться на контур 1входного зрачка прибора, и для того, чтобы перейти к распределению амплитуд на сфере S с центром в О, достаточно вычислить изменение оптического пути L 1между этими двумя сферами [соотношение (3.11)], т. е. аберрацию прибора. Наконец, изображение представляется преобразованием Фурье распределения амплитуд на S, и мы увидим, что образование изображения по существу есть следствие двух дифракций одна соответствует переходу от объекта до входного зрачка, другая — от выходного зрачка до изображения. Поскольку каждой из этих дифракций соответствует свое преобразование Фурье, закон фильтрования представляется весьма простым. Если коэффициент пропускания прибора мало меняется, можно утверждать, что все частоты, распространяющиеся в направлении, проходящем через входной зрачок, пропускаются [иногда с изменением фазы, возникающим в результате действия величины h ( Д) в соотношении (3.11)] частоты же более высокие, направляющие дифрагированные волны мимо зрачка, исключаются это и есть основная идея теории Аббе о разрешающей силе микроскопа. [c.69]

В радиотехнике) пропорционален общей части площади двух пересекающихся кругов, если зрачок имеет форму круга, и строго равен нулю, если эти круги не пересекаются. Существует, кроме того, предельная частота, ниже которой ни один сигнал не пропускается. Эта предельная частота, выражающаяся очень просто, достаточно полно характеризует оптический прибор и позволяет выгодно заменить традиционное определение разрешающей силы действительно, последняя измеряется наименьшим линейным расстоянием между двумя точками, изображения которых разделены, т. е. пра1ктически определяется радиусом первого темного кольца дифракционного пятна [c.97]

Свойство глаза — менять свою оптическую силу (аккомодация), высокая разрешающая сила и чувствительность зрительных восприятий обусловливают большие возможности визуальной регистрации интерференционной картины. Однако глаз оценивает не отношение световых потоков, а лишь равенство или неравенство их друг другу (в пределах 2—5%). Кроме того, ряд объективных и субъективных факторов определяет фотометрическую способность глаза размеры и быстроту смены сравниваемых участков поля, уровень его освещенности, наличие контрастных деталей и т. д. Все это приводит к тому, что в технике интерференционных измерений визуальные способы наблюдения интер ренцнонной картины, как правило, используются в процессе юстировки или при качественной оценке картины. [c.101]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...