第四章第四章 衍射衍射4 4 光学仪器的像分辨本领光学仪器的像分辨本领一一 夫朗禾费圆孔衍射夫朗禾费圆孔衍射（1 1）光强度分布）光强度分布光学仪器的像分辨本领第四章第四章 衍射衍射4 4 光学仪器的像分辨本领光学仪器的像分辨本领光光强强（2 2）爱里斑（第一暗环的半角宽）爱里斑（第一暗环的半角宽）衍射的弥散程度由爱里斑的衍射的弥散程度由爱里斑的半半角宽角宽 衡量衡量：圆孔的直径。：圆孔的直径。 例例6 P190例例7 P190光学仪器的像分辨本领第四章第四章 衍射衍射4 4 光学仪器的像分辨本领光学仪器的像分辨本领 补例补例 毫米波雷达发出的波束比常用的雷达波束窄，毫米波雷达发出的波束比常用的雷达波束窄，这使得毫米波雷达不易受到反雷达导弹的袭击这使得毫米波雷达不易受到反雷达导弹的袭击. （1）有一毫米波雷达，其圆形天线直径为有一毫米波雷达，其圆形天线直径为55cm ，发射频率为，发射频率为220GHz的毫米波，计算其波束的角宽度；的毫米波，计算其波束的角宽度； （2）将此结果与普通船用雷达发射的波束的将此结果与普通船用雷达发射的波束的角宽度进行比较，设船用雷达波长为角宽度进行比较，设船用雷达波长为1.57cm，圆形天，圆形天线直径为线直径为2.33m .解（解（1）（2）光学仪器的像分辨本领第四章第四章 衍射衍射4 4 光学仪器的像分辨本领光学仪器的像分辨本领二二 望远镜的分辨本领望远镜的分辨本领离得太近离得太近不能分辨不能分辨瑞利判据瑞利判据刚能分辨刚能分辨离得远离得远可分辨可分辨光学仪器的像分辨本领第四章第四章 衍射衍射4 4 光学仪器的像分辨本领光学仪器的像分辨本领 瑞利判据：瑞利判据：对于两个强度相等的对于两个强度相等的不相干不相干的点光的点光源（物点），一个圆斑像的中心刚好落在另一圆斑源（物点），一个圆斑像的中心刚好落在另一圆斑像的边缘（即一级暗纹）这时两个点光源（或物点）像的边缘（即一级暗纹）这时两个点光源（或物点）恰为这一光学仪器所分辨恰为这一光学仪器所分辨. .光学仪器的像分辨本领第四章第四章 衍射衍射4 4 光学仪器的像分辨本领光学仪器的像分辨本领*光学仪器的通光孔径光学仪器的通光孔径光学仪器分辨率光学仪器分辨率瑞利判据瑞利判据光学仪器的像分辨本领第四章第四章 衍射衍射4 4 光学仪器的像分辨本领光学仪器的像分辨本领例例8 P191a 减小波长减小波长如：电子显微镜如：电子显微镜b 增大透镜直径增大透镜直径D如：太空望远镜、射电望远镜如：太空望远镜、射电望远镜提高光学仪器分辨率的途径：提高光学仪器分辨率的途径：光学仪器的像分辨本领第四章第四章 衍射衍射4 4 光学仪器的像分辨本领光学仪器的像分辨本领 1990 年发射的年发射的哈勃哈勃太空望远镜的凹面物镜太空望远镜的凹面物镜的直径为的直径为2.4m ，最小分最小分辨角辨角 ，在大气层，在大气层外外 615km 高空绕地运行高空绕地运行 , 可观察可观察130亿光年远的太亿光年远的太空深处空深处, 发现了发现了500 亿个亿个星系星系 . 光学仪器的像分辨本领第四章第四章 衍射衍射4 4 光学仪器的像分辨本领光学仪器的像分辨本领 世界上最大的世界上最大的光学光学望远镜：望远镜：建在了夏威夷山顶。建在了夏威夷山顶。世界上最大的世界上最大的射电射电望远镜：望远镜：建在了波多黎各岛的建在了波多黎各岛的地球表面仅地球表面仅10 12W的功率，的功率，D = 305 mArecibo，能探测射到整个能探测射到整个也可探测引力波。也可探测引力波。D = 8 m光学仪器的像分辨本领第四章第四章 衍射衍射4 4 光学仪器的像分辨本领光学仪器的像分辨本领人眼的最小分辨角人眼的最小分辨角 需要的视角放大率需要的视角放大率 Q:能否通过增加仪器放大率提高分辨本领？能否通过增加仪器放大率提高分辨本领？例例9 P191A:增大视角放大率只能整体放大两个衍射斑，无增大视角放大率只能整体放大两个衍射斑，无法改变两个衍射斑之间的相对位置。法改变两个衍射斑之间的相对位置。光学仪器的像分辨本领