Меню Главная Случайная статья Настройки Разрешение (оптика) Материал из https://ru.wikipedia.org Разрешение — способность оптического прибора воспроизводить изображение близко расположенных объектов. Содержание 1 Угловое разрешение 2 Линейное разрешение 3 Критерий Рэлея 4 Зависимость разрешения при фотографировании от свойств оптической системы 4.1 Способы определения разрешающей способности в фотографии 4.2 Разрешающая сила объектива 4.3 Разрешающая способность первичного материального носителя 4.3.1 Фотографическая эмульсия 4.3.2 Матрицы цифровых фотоаппаратов 4.4 Получение конечного изображения 4.4.1 Струйные принтеры 4.4.2 Лазерные и светодиодные принтеры 4.4.3 Мониторы 5 Оптические приборы 5.1 Микроскопы 5.2 Одиночный телескоп 5.3 Телескопическая решетка 6 См. также 7 Примечания 8 Литература 9 Ссылки Угловое разрешение Угловое разрешение — минимальный угол между объектами, который может различить оптическая система. Способность оптической системы различать точки изображаемой поверхности, например: Угловое разрешение: 1 (одна угловая минута, около 0,02°) соответствует площадке размером 29 см, различимой с расстояния в 1 км или одной печатной точке текста на расстоянии 1 м. Линейное разрешение Линейное разрешение — минимальное расстояние между различимыми объектами в микроскопии. Критерий Рэлея Разрешение системы формирования изображения ограничено либо аберрацией, либо дифракцией, вызывающей размытие изображения. Эти два явления имеют разное происхождение и не связаны между собой. Аберрацию можно объяснить исходя из геометрической оптики и, в принципе, её устраняют путем повышения оптического качества системы. С другой стороны, дифракция возникает из-за волновой природы света и определяется конечной апертурой оптических элементов. Круглая апертура линзы аналогична двумерной версии эксперимента с одной щелью. Свет, проходящий через линзу, интерферирует сам с собой, создавая кольцевую дифракционную картину, известную как узор Эйри, если волновой фронт проходящего света считается сферическим или плоским на выходе апертуры. Взаимодействие между дифракцией и аберрацией характеризуют функцией рассеяния точки (PSF). Чем уже апертура линзы, тем больше вероятность того, что в PSF преобладает дифракция. В этом случае угловое разрешение оптической системы оценивается (по диаметру апертуры и длине волны света) по критерию Рэлея, определённому лордом Рэлеем: два точечных источника начинают считаться разрешимыми, когда главный дифракционный максимум диска Эйри одного изображения совпадает с первым минимумом диска Эйри другого изображения[1][2] (показано на прилагаемых фотографиях). Если расстояние больше, то две точки хорошо разрешаются, а если меньше, они считаются неразрешенными. Рэлей установил этот критерий для источников одинаковой интенсивности. Учитывая дифракцию через круглую апертуру, выражение для предельного углового разрешения записывается в виде ${\displaystyle \theta =1.22{\frac {\lambda }{D}}}$ где  — угловое разрешение (в радианах),  — длина волны света, а D — диаметр апертуры линзы. Коэффициент 1,22 получен из расчета положения первого темного круглого кольца, окружающего центральный диск Эйри в дифракционной картине. Точнее это число равно 1.21966989. . . (A245461), первый нуль функции Бесселя первого рода ${\displaystyle J_{1}(x)}$ делённый на . Формальный критерий Рэлея близок к пределу эмпирической разрешающей способности, найденному ранее английским астрономом Дейвсом, который тестировал людей-наблюдателей на близких двойных звёздах равной яркости. Результат «» = 4,56/«D», где «D» в дюймах и «» в угловых секундах, немного уже, чем рассчитанный с помощью критерия Рэлея. Расчёт с использованием дисков Эйри в качестве функции рассеяния точки показывает, что в пределе Дайвса между двумя максимумами имеется провал на 5 %, тогда как по критерию Рэлея наблюдается провал на 26,3 %[3] Современные методы обработка изображений, включая деконволюцию функции рассеяния точки, позволяют разрешать двойные источники с ещё меньшим угловым расстоянием. Угловое разрешение можно преобразовать в пространственное разрешение путем умножения угла (в радианах) на расстояние до объекта. Для микроскопа это расстояние близко к фокусному расстоянию f объектива. В этом случае критерий Рэлея принимает вид ${\displaystyle \Delta \ell =1.22{\frac {f\lambda }{D}}}$ . Другими словами это радиус в плоскости изображения наименьшего пятна, на которое можно сфокусировать коллимированный луч света, который также соответствует размеру наименьшего объекта, который может разрешить линза[4]. Этот размер пропорционален длине волны , поэтому, например, синий свет может быть сфокусирован в пятно меньшего размера, чем красный свет. Если линза фокусирует луч света с конечной поперечной протяженностью (например, лазерный луч), значение D соответствует диаметру светового луча, а не линзы[5]. Поскольку пространственное разрешение обратно пропорционально D, то это приводит к несколько неожиданному результату: широкий луч света можно сфокусировать в пятно меньшего размера, чем узкое. Этот результат связан с фурье-свойствами линзы. Зависимость разрешения при фотографировании от свойств оптической системы При фотографировании с целью получения отпечатка или изображения на мониторе, суммарная разрешающая способность определяется разрешением каждого этапа воспроизведения объекта. Способы определения разрешающей способности в фотографии Определение разрешающей способности производится путём фотографирования специального тестового объекта (миры). Для определения разрешающей способности каждого из элементов, принимающих участие в техническом процессе получения изображения, измерения проводят в условиях, когда погрешности от остальных этапов пренебрежимо малы. Разрешающая сила объектива Разрешающая способность первичного материального носителя