критерий Рейли

Рейтинг: 5/5

Два източника на светлина точка се различават в окуляра, ако максимумът дифракция на един от тях се припокрива друга минимум дифракция.

Лорд Рейли - един от най-ярките представители на поколението на британските джентълмени "учени" от викторианската епоха. Да бъдеш напълно ерудиран натуралист, отбеляза той, в много области на науката, известен преди всичко, откриването на аргон. В същото време трябва да се отбележи и приноса му за развитието на различни клонове на физиката, по-специално оптика. Изследване на феномена на разсейване на светлината, Rayleigh формулирани много важен критерий за отличителност на източници на светлина в оптически инструменти, които сега носи неговото име.

Да предположим, че сте на шофиране през нощта на неосветена магистрала прав. Срещаш се с друга кола вози с включени дълги светлини фаровете. На първо място, ще видите замъглено светла точка в далечината. Въпреки това, докато се приближава, вие започвате да се прави разлика между два отделни източник на светлина. Време е да се помни, че леките насрещното фаровете, които виждате през тънък оптичен уред, който е човешкото око: фаровете ви възприемат чрез оптични лъчи, влизащи през призмата на лещата върху ретината на маточното дъно около очите. Въпрос: Колко близо трябва да бъде в движеща се кола, така че ние започнахме да видите две светлини поотделно?

Според класическата теория на дифракция. светлинен лъч от далечна източник, попадащи в кръглата окуляра формира изображение се състои от поредица от светли и тъмни концентрични ивици около ярка централна точка - т.нар дифракционната картина. Законите на оптика ни казва, че истинският източник на светлина в нашето възприятие е неясно, а такъв размазване среща във всеки оптичен уред. Ако видим две подобен източник на светлина, техните размазването се наслагват един върху друг. Рейли просто показа, че ако централната оглед на място за дифракционната от един източник на светлина се отстранява от основната светлина място друг източник на светлина, на разстояние не по-малко от радиуса на първата тъмно дифракция групата, ние започваме да възприемаме двата източника на светлина поотделно: това разстояние се нарича линеен резолюцията на Оптично устройство , Ако два светлинни източници раздалечени на разстояние г. отдалечеността им от нас е равна на D. дължина на вълната на светлината е λ. а диаметърът на окуляра е A., съгласно критерий Rayleigh на условието за оптична резолюция на двата източника в окуляра е:

С други думи, ако източниците на насочена светлина са на разстояние най-малко г. наблюдател, е на разстояние D. да могат да се различават в диаметър на окуляра като отделен, в противен случай те ще се слеят. съотношение г / D е ъглова мярка в радиани (да се превърнат в градуса, за да се размножават от 57.3) между посоките на два светлинни източника. Критерият за Рейли, следователно, определя границите на ъглова разделителна способност за всеки оптичен уред, независимо дали е телескоп, камера или за човешкото око. (Коефициент 1.22 математически определя и изисква, че размерът на окуляра и дължината на вълната светлина се измерва в същите единици).

Според критерия Рейли, оптична резолюция на човешкото око е 25 дъгови секунди, което е по-малко от една стотна от градуса! Но това е идеалът. На практика, дори и най-проницателен хората са в състояние да се прави разлика между светлинни източници с резолюция между 3 и 5 минути ъгъл - това е, с един порядък по-лошо. Повредата в ретината - нейната структура не се гарантира пълното използване на възможностите на обектива. По този начин, връщане към първоначалния пример, в идеалния случай две светлини на прав път могат да бъдат разграничени като две отделни, източник на светлина от разстояние от около 10 км. На практика, че човешкото око започва да ги различи само от разстояние от около 1 км. Истинският водача е вероятно да бъде заслепен и просто се опитват да се концентрира върху пътя, което води до две брояч възприемат светлинни светлини отделно с още по-малки разстояния.