Разрешение (оптика)

Разрешение (оптика)

Разреше́ние — способность оптического прибора воспроизводить изображение близко расположенных объектов.

Содержание

Угловое разрешение

Угловое разрешение — минимальный угол между объектами, который может различить оптическая система.

Линейное разрешение

Линейное разрешение — минимальное расстояние между различимыми объектами в микроскопии.

Общие сведения

Разрешение оптических приборов принципиально ограничено дифракцией на объективе: видимые точки являются ничем иным, как дифракционными пятнами. Две соседние точки разрешаются, если минимум интенсивности между ними достаточно мал, чтобы его разглядеть. Для снятия зависимости от субъективности восприятия был введен Рэлея, который определяет минимальное угловое расстояние между точками

 \sin \theta = 1.22 \frac{\lambda}{D}

где θ — угловое разрешение (минимальное угловое расстояние), λ — длина волны, D — диаметр входного зрачка оптической системы (часто он совпадает с диаметром объектива). Учитывая чрезвычайную малость угла θ, в оптической литературе вместо синуса угла обычно пишут сам угол.

Коэффициент подобран так, чтобы интенсивность в минимуме между пятнами была равна примерно 0,75-0,8 от интенсивности в их максимумах — считается, что этого достаточно для различения невооруженным глазом.

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

Фотографическая эмульсия

Разрешающая способность фотографической плёнки или киноплёнки зависит, главным образом, от её светочувствительности и может составлять для современных плёнок от 50 до 100 лин/мм. Специальные плёнки (Микрат-200, Микрат-400) имеют разрешающую способность, обозначенную числом в названии.

Матрицы цифровых фотоаппаратов

Разрешение матриц зависит от их типа, площади и плотности фоточувствительных элементов на единицу поверхности.

Оно нелинейно зависит от светочувствительности матрицы и от заданного программой уровня шума.

Важно, что современная иностранная трактовка линий миры считает пару черная и белая полоса - за 2 линии, - в отличие от отечественных теории и практики, где каждая линия всегда считается разделенной промежутками контрастного фона толщиной, равной толщине линии.

Некоторые фирмы - производители цифровых фотоаппаратов в рекламных целях пытаются повернуть матрицу под углом в 45°, достигая определённого формального повышения разрешения при фотографировании простейших горизонтально-вертикальных мир. Но если использовать профессиональную миру, или хотя бы повернуть простую миру под тем же углом, становится очевидным, что повышение разрешения - фиктивное.

Получение конечного изображения

Разрешающая способность современных принтеров измеряется в точках на миллиметр (dpmm) или на дюйм (dpi).

Струйные принтеры

Лазерные и светодиодные принтеры

Мониторы

Измеряется в точках на единицу длины изображения на поверхности монитора (в dpmm или dpi).

Микроскопы

Разрешение оптического микроскопа R зависит от угловой апертуры α:

R=\frac{1.22\lambda}{2n\sin\alpha}.

где α - угловая апертура объектива, которая зависит от выходного размера линзы объектива и фокусного расстояния до образца. n - показатель преломления оптической среды, в которой находится линза. λ - длина волны света, освещающего объект или испускаемого им (для флюоресцентной микроскопии). Значение n sin α также именуется численная апертура.

Из-за накладывающихся ограничений значений α, λ, и η, предел разрешающей способности светового микроскопа, при освещении белым светом, – приблизительно 200…300 нм. Поскольку: α лучшей линзы – приближенно 70° (sin α = 0.94...0.95), учитывая также, что самая короткая длина волны видимого света является синей (λ = 450nm; фиолетовой λ = 400…433nm), и типично высокие разрешения обеспечивают линзы масляно-иммерсионных объективов (η = 1.52...1.56; по И. Ньютону 1,56 – показатель (индекс) преломления для фиолетового), имеем:

R=\frac{0.61 \times 450\,\mbox{nm}}{1.56 \times 0.94} = 187\,\mbox{nm}

Для других типов микроскопов разрешение определяется иными параметрами. Так, для растрового электронного микроскопа разрешение определяется диаметром пучка электронов и/или диаметром области взаимодействия электронов с веществом образца.

Литература

Фадеев Г. Н. Химия и цвет. 2-е изд., перераб.- М.: Просвещение, 1983.- 160 с., ил.- (Мир знаний).

Ссылки

См. также


Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Поможем написать реферат

Полезное


Смотреть что такое "Разрешение (оптика)" в других словарях:

  • Разрешение — Разрешение: Разрешение сделать что то  антоним к слову «запрет». Позволение сделать что то запрашиваемое, в том числе документ, это подтверждающий; Разрешение на работу; Разрешение на временное проживание; Разрешение на поселение; Разрешение …   Википедия

  • РЕНТГЕНОВСКАЯ ОПТИКА — область исследований, в к рой изучаются явления и процессы распространения рентг. излучения при его взаимодействии с веществом, а также разрабатываются элементы для рентг. приборов. При рассмотрении вопросов Р. о. рентг. диапазон условно делят на …   Физическая энциклопедия

  • НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИКА — раздел оптики, охватывающий исследования распространения мощных световых пучков в тв. телах, жидкостях и газах и их вз ствия с в вом. Сильное световое поле изменяет оптич. хар ки среды (показатель преломления, коэфф. поглощения), к рые становятся …   Физическая энциклопедия

  • наблюдаемое спектральное разрешение оптического спектрального прибора — наблюдаемое разрешение Наименьшее расстояние в длинах волн между двумя соседними максимумами или минимумами на спектрограмме, которые наблюдаются визуально над фоном или шумами без дополнительной статистической обработки спектрограммы. [ГОСТ… …   Справочник технического переводчика

  • временное разрешение импульсного фотометра — Минимальный интервал времени между двумя прямоугольными импульсами, при котором они воспринимаются раздельно при заранее заданном отношении сигнала к шуму. [ГОСТ 24286 88] Тематики оптика, оптические приборы и измерения Обобщающие термины… …   Справочник технического переводчика

  • угловое разрешение корригированного глаза — ωк Наименьший угол, под которым полностью корригированный глаз видит две точки раздельно. [ГОСТ 14934 88] Тематики оптика очковая и офтальмологическая …   Справочник технического переводчика

  • угловое разрешение некорригированного глаза — ω Наименьший угол, под которым некорригированный глаз видит две точки раздельно. [ГОСТ 14934 88] Тематики оптика очковая и офтальмологическая …   Справочник технического переводчика

  • Разрешающая способность — Разрешение: Разрешение (компьютерная графика) Разрешение (оптика) Разрешающая способность (телевидение) Разрешающая способность цифрового кино Разрешение (радиолокация)  разрешающая способность радиолокационой станции Разрешение… …   Википедия

  • Микроскопия — В Википедии …   Википедия

  • Матрица (фотография) — Матрица на печатной плате цифрового фотоаппарата Матрица или светочувствительная матрица  специализированная аналоговая или цифро аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных элементов фотодиодов. Предназначена для… …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»