第四节光学成像系统的衍射和分辨本领.ppt
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1、第四节 光学成像系统的衍射和分辨本领,一、在像面观察的夫琅和费衍射,成像系统对无穷远处的点物在焦面上所成的像是夫琅和费衍射像。 成像系统对近处点物在像面上所成的像是夫琅和费衍射像。 成像系统对点物在它的像面上所成的像是夫琅和费衍射像。,二、 成像系统的分辨率,1、物与像的关系,几何光学 物像一一对应,象点是几何点,点光源经过光学仪器的小圆孔后,由于衍射的影响,所成的象不是一个点而是一个明暗相间的圆形光斑。,物理光学 象点不再是几何点,而是具有一定大小的艾里斑。,点物S和S1在透镜的焦平面上呈现两个艾里斑,屏上总光强为两衍射光斑的非相干迭加。,当两个物点距离足够小时,就有能否分辨的问题。,瑞利给
2、出恰可分辨两个物点的判据:点物S1的艾里斑中心恰好与另一个点物S2的艾里斑边缘(第一衍射极小)相重合时,恰可分辨两物点。,2、瑞利判据,可分辨,恰可分辨,不可分辨,100%,75%,一个点物衍射图样的中央极大与近旁另一个点物衍射图样的第一极小重合,作为光学成像系统的分辨极限,认为此时系统恰好可以分辨开两个点物。称此分辨标准为瑞利判据。,满足瑞利判据的两物点间的距离,就是光学仪器所能分辨的最小距离。对透镜中心所张的角0称为最小分辨角。,最小分辨角的倒数称为仪器的分辨本领,分辨本领与D成正比,与波长成反比:D大,分辨本领大;波长小,分辨本领大,1、望远镜的分辨率 用于对远处物体成像。设望远镜物镜的
3、圆形通光孔径的直径D,它对远处点物所成的像的艾里斑角半径为,如果两点物恰为望远镜所分辨,根据瑞利判据,两点物对望远镜的张角为,此为望远镜的分辨率公式。D越大,分辨率越高。,2、照相物镜的分辨率 一般用于对较远的物体成像,并且所成的像由感光底片记录,底片的位置与照相物镜的焦面大致重合。 若照相物镜的孔径为D,它能分辨的最靠近的两直线在感光底片上的距离为,照相物镜的分辨率以像面上每毫米能分辨的直线数N来表示,是物镜的相对孔径,相对孔径越大,分辨率越高,3、显微镜的分辨率,艾里斑的半径为,是像距,D是物镜直径,如果两个衍射图样的中心之间的距离,按照瑞利判据,两衍射图样刚好可以分辨,两点物之间的距离
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