深圳大学精品课程：《光学 Optics》教学资源（PPT课件）第二章 波动光学基本原理 Basic Principles of Optical Waves 2.7 光学仪器的分辨本领

第二章畝动光学基本原理 nap. 2 Basic Principles of Optical Waves 主讲人:李玲教授

主讲人：李玲教授

光学仪器的分辨本领

知识点： 1.瑞利判据 2.光学仪器的分辨本领

1瑞利判据 爱里班的角宽度: 0.611.22 R 圆孔 由于光学仪景中所用的孔径光阚、透镜的边框等都相当于 个透光的圆孔,所以圆孔夫朗和费衍射对光学糸统的成像质 量有直接影响。 物点对应的像是一个有一定大小的衍射班

1.瑞利判据 爱里斑的半角宽度： 0 0.61 1.22 . R D    = = 由于光学仪器中所用的孔径光阑、透镜的边框等都相当于一 个透光的圆孔，所以圆孔夫朗和费衍射对光学系统的成像质 量有直接影响。 物点对应的像是一个有一定大小的衍射斑

不同物点所发光波是不相干的。两个不同物点 的衍射光班不相干的重叠在一起,若重叠的厉 害,则分辨不出是两个物点 瑞利判据:两物点对应像点的衍射光斑,若 其中一个的中央极大,恰与另一个的第一极 小相重,则认为这两物点恰可分辨。 B

不同物点所发光波是不相干的。两个不同物点 的衍射光斑不相干的重叠在一起，若重叠的厉 害，则分辨不出是两个物点. 瑞利判据：两物点对应像点的衍射光斑，若 其中一个的中央极大，恰与另一个的第一极 小相重，则认为这两物点恰可分辨。 B A

恰能分辨肘两光源发出的光线对透镜光心的 夹角Δθ称为最小分辨角。最小分辨角等于爱 里斑的率角宽度θ=0.61M/R=122/D。 ①能分辨②怜能分辨③不能分辨 A>0,A=6,6<0

恰能分辨时两光源发出的光线对透镜光心的 夹角Δθ 称为最小分辨角。最小分辨角等于爱 里斑的半角宽度0=0.61/R=1.22/D

2.光学仪器的分辨本领 (1)人眼的分辨本领 n=1.0m=1.33 B B A、B是两物点经过人賬成像。由瑞利判据知道, 如果A、B的像点恰可分辨,则A′、B′相对瞳孔中心 的夹角为: 6=0.61 R 式中R为瞳孔芊径,λ′=λ/n'为光在人眼睛内波 长,λ为光在真空中的波长

n  =1.33 2. 光学仪器的分辨本领 (1) 人眼的分辨本领 B B A A n =1.0  A、B 是两物点经过人眼成像。由瑞利判据知道， 如果A、B的像点恰可分辨，则Ａ 、B相对瞳孔中心 的夹角为： ' 0.61 , R   = 式中R为瞳孔半径，=／n为光在人眼睛内波 长, 为光在真空中的波长

人服瞳孔直径:2mm-8mm ☆取人賬内波长550nm,瞳孔直径2mm。 人眼的最小分辨角为 0.6121.22 △O =34x10-4rad≈l R D

人眼瞳孔直径：2mm-8mm ❖取人眼内波长550nm,瞳孔直径2mm。 0.61 1.22 4 3.4 10 1' x rad R D    −  = = =  人眼的最小分辨角为：

(2)望远镜的分辨本领 望远镜的分辨极限用物镜焦平面上恰可分 辨的两像点之间的距离来量度。 物镜 目饶 FF f2 Y=≈122D为物的直投。D称 D/月镜头的相对孔恆

(2) 望远镜的分辨本领 望远镜的分辨极限用物镜焦平面上恰可分 辨的两像点之间的距离来量度。 1 0 1 1.22 / Y f D f  = =  D为物镜的直径。D/f称 镜头的相对孔径。 F1  F2 物镜 目镜 f1 f2 Y

讨论: 门)增大物镜的直径D可提高镜头的分辨率。光 学天文望远镜的髋头孔径可达教十米! 2)D称为镜头的相对孔径(越大越好)。 如果饶头上所标示的1:2/50字样,即表示镜头 的焦距f=50mm,而镜头的孔径D=25mm ③3)由分辨本领的定义,要提高光学仪景的分 辨率,还可通过减小入射光波长来实现

讨论： ⑴ 增大物镜的直径D可提高镜头的分辨率。光 学天文望远镜的镜头孔径可达数十米！ ⑵ D/f称为镜头的相对孔径（越大越好）。 如果镜头上所标示的1:2/50字样，即表示镜头 的焦距f=50mm, 而镜头的孔径D=25mm。 ⑶ 由分辨本领的定义，要提高光学仪器的分 辨率，还可通过减小入射光波长来实现