Составители:
Рубрика:
Большая оптическая скамья 2-
23
Пусть далее параллельные пучки, выходящие из коллиматора, падают на
систему 2, также находящуюся в воздухе. Для системы и, следовательно,
. Изображение l’ возникает в задней фокальной плоскости системы 2,
причем:
∞=
2
x
2
'x =∞
2
2
'
tg '
'
l
u
f
=− . (8)
Так как
uu , то
22 1
''uu
===
1
2
1
'
'
lf
lf
′
=− . (9)
Формулу (9) используют при определении фокусного расстояния и при
оценке разрешающей способности исследуемой оптической системы, роль которой
выполняет система 2.
Разрешающая способность оптических систем
Дифракционно-ограниченная система
В геометрической оптике под идеальным изображением точки понимается
вершина гомоцентрического пучка. Если после прохождения через оптическую
систему не все лучи пучка пересекаются в одной точке, то говорят, что система
обладает аберрациями. Источником аберраций может служить дисперсия стекла –
зависимость показателя преломления от длины волны (хроматическая аберрация), а
также различие в оптической длине пути между точками А и А’ (рис.1) для разных
лучей одной и той же длины волны, проходящих через систему (сферическая
аберрация, кома и другие монохроматические аберрации) [1,7].
Аберрации в оптических системах могут частично (а в некоторых случаях
даже полностью) устранены путем подбора кривизны поверхностей линз, а также
путем сочетания линз из стекол с разными показателями преломления. Хорошо
исправленная в отношении аберраций система может практически не отличаться от
идеальной, но даже такая система не может дать изображения точки в виде точки.
Причиной этого является дифракция, не учитываемая геометрической оптикой.
Дифракция приводит к тому, что даже безаберрационная система дает изображение
точки в виде пятна рассеяния, хотя и малых, но конечных размеров. В результате
изображения двух близлежащих точек могут слиться, и точки перестанут быть
различимы. В этом случае говорят о дифракционно-ограниченной оптической
системе. Очевидно, что наличие аберрации дополнительно снижает разрешающую
способность.
Распределение освещенности в дифракционном пятне рассеяния может быть
вычислено на основе принципа Гюйгенса-Френеля. Допустим, что из оптической
системы выходит строго гомоцентрический пучок лучей, которому соответствуют
вогнутые сферические волновые поверхности с центром в точке A’ (рис.7). Согласно
принципу Гюйгенса-Френеля каждую точку волновой поверхности нужно
рассматривать как центр когерентных вторичных волн, из которого колебания
доходят до окрестности точки A’. Распределение освещенности вокруг A’ в
плоскости изображения является результатом интерференции этих вторичных волн.
Теория показывает, что ограничение пучка лучей, выходящих из осевой точки
предмета А, которое возникает в оптической системе, приводит к сложной структуре
пятна рассеяния вблизи изображения A’. Пространственное распределение
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- …
- следующая ›
- последняя »
