Ilmava levy

Airy disk , tai Airy pattern , on nimitys valopisteestä, joka voidaan saavuttaa ihanteellisen optisen linssin parhaalla tarkennuksella, jossa on pyöreä aukko. Tämän pisteen ei-pisteluonne liittyy valon diffraktioilmiöön [1] .

Diffraktiokuviossa, joka syntyy, kun valo kulkee tasaisesti valaistun pyöreän reiän läpi, on keskellä kirkas alue, joka tunnetaan nimellä Airy disk [2] . Yleensä diffraktiokuvio, jossa on täplä ja samankeskisiä kirkkaita renkaita sen ympärillä, tunnetaan ilmavana kuviona . Nämä ilmiöt on nimetty George Biddel Airyn mukaan . Itse tämä optinen ilmiö tunnettiin ennen Airyä. Esimerkiksi John Herschel kuvaili Encyclopedia Metropolitanan valoa käsittelevässä artikkelissa 1828 kirkkaan tähden näkymää kaukoputken läpi suurella suurennuksella:

... suotuisissa olosuhteissa, tyynessä ilmapiirissä, tasaisessa ilman lämpötilassa jne., tähti näkyy täydellisen pyöreänä, tarkasti määritellynä planeettakiekona, jota ympäröi kaksi, kolme tai useampia vuorotellen tummia ja vaaleaa rengasta, jotka, jos Kun katsot tarkasti, näyttävät myös hieman värillisiltä niiden reunoilla. Ne seuraavat toisiaan keskuslevyn ympärillä melkein yhtäläisin välein ...

Alkuperäinen teksti  (englanniksi)[ näytäpiilottaa] ...tähti nähdään sitten (suotuisissa olosuhteissa, joissa on rauhallinen ilmakehä, tasainen lämpötila jne.) täydellisen pyöreänä, tarkasti määriteltynä planeettakiekona, jota ympäröi kaksi, kolme tai useampi vuorotellen tumma ja kirkas rengas, joka, jos tarkkaavaisesti tarkasteltuna, niiden reunoilla nähdään hieman värillisiä. Ne seuraavat toisiaan lähes tasavälein keskikiekon ympäri... - [3]

Kuitenkin Airy teki ensimmäisen täydellisen teoreettisen analyysin ilmiöstä ja antoi sille selityksen vuoden 1835 teoksessaan Pyöreän aukon omaavan objektilasin diffraktiosta [4 ] . 

Matemaattinen kuvaus

Matemaattisesti diffraktiokuviolle on tunnusomaista pyöreän reiän valaisevan valon aallonpituus ja reiän halkaisija . Diffraktiokuvion esiintymiselle on lisäksi tunnusomaista silmän tai muun sen havaitsemiseen käytetyn ilmaisimen herkkyys.

 Kenttävoimakkuus kuvataan kaavalla _ _  _  _  _  _ _  _ _ _ _

Intensiteetille seuraava kaava on totta [5]

Pallopoikkeaman vaikutus diffraktiokuvioon
Linssistä tulevan säteen tarkennussäteen poikkileikkaus erilaisilla pallopoikkeamilla: ylhäällä - negatiivinen, keskellä - puuttuu, alaosassa - positiivinen. Objektiivi sijaitsee tarkennuksen vasemmalla puolella.

Tärkeintä on Airy-levyn tutkimuksen tulosten soveltaminen kameroiden ja teleskooppien suunnitteluun. Diffraktiosta johtuen linssi tai peili ei voi tarkentaa sädettä Airy-levyä pienempään kohtaan. Vaikka olisi mahdollista tehdä täydellinen linssi tai objektiivi, tämän objektiivin luoman kuvan resoluutio olisi silti rajoitettu. Optisen järjestelmän, jossa resoluutiota rajoittaa vain diffraktio, eivät linssien valmistuksen epätarkkuudet, sanotaan saavuttaneen diffraktiorajan .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Optisten laitteiden teoria, 2001 , s. 150.
  2. ↑ Sitari H. R. . Tähtitestaus tähtitieteelliset teleskoopit. Optisen arvioinnin ja säädön käsikirja . - Richmond: Willmann-Bell, Inc., 2001. - xvi + 364 s. — ISBN 943396-44-1.  (linkki, jota ei voi käyttää)  - s. 343.
  3. ↑ Herschel J. F. W.   Light // Transactions Fysikaalista tähtitiedettä, valoa ja ääntä käsitteleviä tutkielmia Encyclopaedia Metropolitanassa  - Richard Griffin & Co., 1828. - S. 491.
  4. ↑ Airy G. B. Pyöreällä aukolla varustetun esinelasin diffraktiosta // Transactions of the Cambridge Philosophical Society , Voi. 5 , 1835. - P. 283-291.
  5. ↑ Sivukhin D.V. §45 . Fraunhofer-diffraktio reikien mukaan // Fysiikan yleinen kurssi. - M. , 2006. - T. IV. Optiikka.

Kirjallisuus

Linkit