《物理光学》第3章3.4光学成像系统的衍射和分辨本领.pptx

§3－4光学成像系统的衍射和分辨本领

一、像面上的夫琅和费衍射

夫琅和费衍射系统

一般成像系统

S’

D

L

Q

r

公式推导：

结论：

一个无像差光学系统，由于衍射的存在，物点所成的像是一个衍射光斑。这个衍射光斑中的光强分布与系统孔径的夫琅和费衍射图样完全相同。

二、光学系统的分辨本领

圆孔的夫琅禾费衍射

瑞利判据

对于两个等光强的非相干的物点，如果一个像斑

的中心恰好落在另一个像斑的边缘（第一暗纹处），

则此两物点是刚刚可以分辨。

小孔（直径D）对两个靠近的遥远的点光源的分辨

点光源距离太小

不可分辨

符合

瑞利判据

点光源距离较大

可分辨

透镜的分辩本领

几何光学：

物点(集合)象(点集合)

(经透镜)

波动光学：

物点象斑

物点(集合)象斑(集合)

(经透镜)

衍射限制了透镜的分辨能力。

二、几种常见的光学系统的分辨本领

（1）望远镜的分辨本领

不可选择，

望远镜：

▲世界上最大的光学望远镜：D=16m

▲世界上最大的射电望远镜：D=305m，建在波多黎各岛。能探测射到整个地球表面仅10-12W的功率，也可探测引力波。

（2）照像物镜的分辨本领

若取l=550nm,则N=1490D/f

D/f为物镜的相对孔径

感光底片上的最小分辨像距：

感光底片上单位长度（mm）能分辨像点数：

（3）显微物镜的分辨本领

增大数值孔径的方法：减小物距（减小物镜焦距）、增大n、减小波长。

举例

在正常照明下，人眼瞳孔直径约为3mm，对于最

小刻度为毫米mm的尺子，离眼睛的距离不能超过

多远才刚好可以看清？

有人说在航天飞机上，用肉眼能够看见的地球唯一的人造建筑物是长城。这一说法对吗？

长城宽度：L~10m

航天飞机高度：h~200km