大学物理：《光学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 波动光学（1-5）园孔衍射光学仪器分辨率

第五节 园孔衍射光学仪器分辨率

第五节 园孔衍射 光学仪器分辨率

一.光学仪器的分辨本领 1.圆孔的夫琅禾费衍射 相对光强曲线 衍射屏 中央亮斑 (爱里斑) 孔径为D 经圆孔衍射后,一个点光源对应一个爱里斑 特点: 1中央亮纹很亮,称为爱里斑,集中了衍射中的光能量的84% 2第一暗纹,衍射角为θ,20为中央亮纹的张角,0为中央亮纹 的半角宽度

一. 光学仪器的分辨本领 1. 圆孔的夫琅禾费衍射 孔径为D 衍射屏 中央亮斑 (爱里斑) 相对光强曲线 0 L  f 经圆孔衍射后,一个点光源对应一个爱里斑 特点： 1.中央亮纹很亮，称为爱里斑，集中了衍射中的光能量的84%； 2.第一暗纹，衍射角为， 2为中央亮纹的张角， 为中央亮纹 的半角宽度

圆孔衍射 光强分布 1116 R sine 爱里斑 0.610 R 1619 R 由第一暗环围成的光斑占 整个入射光束总光强的84% 称为爱里斑

圆孔衍射 光强分布 0 I R R R 0.610 1.619 1.116 sinθ l l l 由第一暗环围成的光斑 占 爱里斑 称为爱里斑 整个入射光束总光强的84%

对形成园孔衍射的条纹的具体分布,不能用半波带法,因为 衍射物为园孔,对平面波不对称。园孔中不能在等面积的半波带 中找出相对应的点。 对形成园孔衍射的条纹的具体分布是通过计算而得 到的。经计算得园孔第一暗纹的衍射角满足下式: 爱里斑的半角宽度为0≈1.22 D D为园孔直径

对形成园孔衍射的条纹的具体分布，不能用半波带法，因为 衍射物为园孔，对平面波不对称。园孔中不能在等面积的半波带 中找出相对应的点。 对形成园孔衍射的条纹的具体分布是通过计算而得 到的。经计算得园孔第一暗纹的衍射角满足下式： 0 1.22 D  爱里斑的半角宽度为   D为园孔直径

可分辨> 8o 刚可分辨9 不可分辨3< 2.透镜的分辩本领 对应 几何光学物点 像点 对应 波动光学物点 像斑

1 可分辨 刚可分辨     1     不可分辨 3 2 =   3 2 2. 透镜的分辩本领 几何光学 物点 波动光学 一一对应 像点 一一对应 物点 像斑

瑞利判据:对于两个等光强的非相干物点,如果一个像斑中 心恰好落在另一像斑的边缘(第一暗纹处),则此两像被认 为是刚好能分辨。此时两像斑中心角距离为最小分辨角 o=0≈1.22 D

瑞利判据:对于两个等光强的非相干物点,如果一个像斑中 心恰好落在另一像斑的边缘(第一暗纹处),则此两像被认 为是刚好能分辨。此时两像斑中心角距离为最小分辨角 1.22 0 D δ   = 

、某些实际光学仪器的分辨本领 光学仪器均有口径 成像点实际上是一个衍射斑 望远镜 每个像点均是圆孔的夫琅和费衍射斑

二、某些实际光学仪器的分辨本领 光学仪器均有口径 成像点实际上是一个衍射斑 望远镜： 每个像点均是圆孔的夫琅和费衍射斑 f 

望远镜:每个像点是圆孔的夫琅和费衍射斑 按瑞利判据可分辨的 两物点对望远镜张的 最小角度为 1.22 60=D 瞳孔D≈2-4mm可分辩oq≈1 显微镜 0.612 Sl n sin l 数值孔径

望远镜：每个像点是圆孔的夫琅和费衍射斑 f     D 1.22 = 瞳孔 D  2− −4mm  1 显微镜 n U l sin 0.61  = U 数值孔径 按瑞利判据可分辨的 两物点对望远镜张的 最小角度为 可分辩

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射电望远镜 波多黎各射电望远镜

射电望远镜 波多黎各射电望远镜