Wie funktioniert die Wellenlänge des Lichts Einfluss Auflösungsvermögen

? In den 1600er Jahren , Glas war trübe , grünlich und uneben. Durch ein Teleskop solcher Linsen gemacht , entdeckte Galileo vier Jupitermonde , die als winzige Punkte in der Nähe der Lichtpunkt , der Jupiter war in Bewegung. Telling ein winziger Punkt von einem anderen war nicht einfach. Im Lauf der Jahrhunderte haben die Qualität von Glas und der Verarbeitung der Optik die Situation verbessert. Wie gut können sie unterscheiden zwei Lichtpunkte : Dennoch muss jede Abbildungssystem eine Frage beantworten ? Das ist das Auflösungsvermögen . Das Point - Spread Function

Ein Stern ist , was man eine " Punktquelle ". Eine Punktquelle ist ein Lichtstrahl, der von so weit her , dass alle das Licht scheint von einem bestimmten Ort kommen kommt . Die Sonne und die Planeten sind nicht Quellen verweisen. Wenn Licht von einer Punktquelle durch ein optisches System geht , würde Ihnen das Bild, um auch ein Punkt sein. Das passiert nie , teilweise aufgrund von Einschränkungen des optischen Systems und teilweise wegen der Gesetze der Physik . Die Intensitätsmuster des Bildes von einer Punktquelle wird als Point-Spread Funktion (PSF) .
Die Rayleigh- Kriterium

Wenn Sie an dem Punkt Spread Funktion aussehen für eine gute optische System, werden Sie sehen, dass das meiste Licht wird in eine zentrale Kreisscheibe setzen . Dann gibt es Rundschreiben " Halos " von Licht und Dunkelheit umreißt die zentralen Blob. Also , wie weit sie zwei Punktquellen haben , um zu sagen, dass sie zwei Quellen und ein heller Quelle ? Die Rayleigh-Kriterium besagt, dass zwei Punktquellen können unterschieden , ob das Zentrum einer in der ersten dunklen Halo seines Nachbarn abgebildet werden.
Andere Optionen
Die Klarheit der ein Fernrohr ist eine Funktion seiner Entschließung --- ein Bild wie dieses hat einige Sterne aufgelöst und einige, die in eine leuchtende Wolke verschmelzen.

eine weitere mögliche Metrik ist der Dawes- Kriterium , basierend auf der Beobachtung, dass ein Astronom können zwei Sterne zu trennen wenn sie nur 82 Prozent der Entfernung zwischen der Spitze und dem ersten Halo getrennt. Ein weiteres Kriterium ist der Spatz Grenze: zwei Punktquellen so nah , dass es kein Nachlassen der Intensität zwischen ihnen nicht unterschieden werden aber auf jeden größeren Abstand gibt es einen kleinen Verdunkelung zwischen den beiden Punkten. Sparrows Grenze endet als etwa drei Viertel bis zum Rayleigh-Kriterium , aber es von der Form der PSF abhängt.
Wellenlänge

Es wäre toll, wenn perfekte Optik würde perfekt Punkte zu machen , aber das ist nicht die Art, wie die Welt funktioniert. Die Physik des Lichts führt zu einem Phänomen, das als Beugung. Beugung ist ein Ergebnis der Tatsache, dass Licht nicht genau in einer geraden Linie fahren. Für Präzisions Teleskope und Mikroskope , Beugung zwingt eine perfekte Punktquelle wie ein kreisförmiger Fleck durch perfekte Ringe, jeder Ring aufeinander Verminderung der Intensität umgeben geformt werden. Die zentrale Stelle hat eine Winkelbreite von 1,22 * Wellenlänge /Durchmesser . So wie die Wellenlänge untergeht, so hat die Punktgröße .
Die Gleichungen

Wenn die Optik sind wirklich gut sind, werden sie als " beugungsbegrenzt ", und die PSF ist eine zentrale Lichtblick durch Ringe genannt Airy -Muster umgeben . Die zentrale Lichtblick wird als Beugungsscheibchen . Da alle Auflösung Kriterien in Bezug auf die Eigenschaften des PSF --- der Airy-Scheibe ausgedrückt --- und der Airy-Scheibe von der Wellenlänge abhängt , kann die Winkelauflösungals eine Funktion der Wellenlänge geschrieben werden. Die Rayleigh-Kriterium ist 1.22 * Wellenlänge /Durchmesser . Dawes 1,01 * Wellenlänge /Durchmesser ; und Sparrow Limit ist 0,94 * Wellenlänge /Durchmesser .