Comment fonctionne la longueur d’onde de la lumière influence pouvoir de résolution
? Dans les années 1600 , le verre était nuageux , verdâtre et inégale . À travers un télescope fait de ces lentilles , Galilée découvrit quatre lunes de Jupiter , apparaissant comme des points minuscules se déplaçant dans le quartier de la place de la lumière qui était Jupiter . Raconter point minuscule d’un autre n’a pas été facile . Au fil des siècles , la qualité du verre et la fabrication de l’optique ont amélioré la situation . Pourtant, un système d’imagerie doit répondre à une question : Comment peut-il bien distinguer deux points de lumière ? Qui est pouvoir de résolution . La fonction d’étalement de point
Une étoile est ce qu’on appelle un » point source « . Une source ponctuelle est un faisceau de lumière qui vient de si loin que toute la lumière semble venir d’un endroit spécifique . Le soleil et les planètes ne sont pas des sources ponctuelles . Lorsque la lumière à partir d’une source ponctuelle passe par un système optique , vous souhaitez que l’image soit aussi un point . Cela n’arrive jamais , en partie en raison des limites du système optique et en partie en raison des lois de la physique . Le motif de l’intensité de l’image d’une source ponctuelle est appelée la fonction d’étalement de point (PSF ) .
Le Critère de Rayleigh
Si vous regardez la fonction d’étalement de point pour un bon système optique , vous verrez que la plupart de la lumière qui est mis dans un disque circulaire central . Ensuite, il ya circulaires » halos » de lumière et l’obscurité décrivant le blob central . Alors, comment éloignés ne deux sources ponctuelles doivent être de dire que ce sont deux sources et non une source lumineuse ? Le critère de Rayleigh indique que deux sources ponctuelles peuvent être distingués si le centre de l’une est reproduite à la première halo sombre de son voisin .
Autres Options
La clarté de un télescope est une fonction de la résolution — une image comme celle-ci a des étoiles résolus et certains qui se fondent dans un nuage lumineux .
autre mesure possible est le critère Dawes , basée sur l’observation qu’un astronome peut séparer deux étoiles quand ils sont séparés par seulement 82 pour cent de la distance entre le sommet et le premier halo. Un autre critère est la limite Sparrow: deux sources si proches qu’il n’y avait aucune diminution de l’intensité entre eux des points ne peuvent être distingués , mais à toute séparation plus grande , il est un peu assombrissement entre les deux points . La limite de Sparrow finit par être environ les trois quarts autant que le critère de Rayleigh , mais il dépend de la forme de la PSF .
Longueur d’onde
Ce serait formidable si optique idéal serait faire des points parfaits , mais ce n’est pas la façon dont le monde fonctionne . La physique de la lumière des résultats d’un phénomène appelé diffraction . La diffraction est un résultat du fait que la lumière ne se propage pas exactement en ligne droite. Pour les télescopes et les microscopes de précision , diffraction force d’une source ponctuelle parfait pour être en forme comme une tache circulaire entourée par des anneaux parfaits , chaque diminution de bague successive en intensité. La place centrale a une largeur angulaire de 1,22 * longueur d’onde /diamètre . Alors que la longueur d’onde diminue, il en va de la taille du spot .
Les équations
Si l’optique est vraiment bon, ils sont appelés « limitée par la diffraction , » et la PSF est une tache lumineuse centrale entourée par des anneaux appelés une figure d’Airy . Le point lumineux central est appelé un disque d’Airy . Parce que tous les critères de définition sont exprimés en termes de caractéristiques de la PSF — la tache d’Airy — et la tache d’Airy dépend de la longueur d’onde , la résolution angulaire peut être écrit en fonction de la longueur d’onde . Le critère de Rayleigh est de 1,22 * longueur d’onde /diamètre . Dawes est de 1,01 * longueur d’onde /diamètre ; et la limite de Sparrow est de 0,94 * longueur d’onde /diamètre .