Дисперсия разрешающая способность оптических приборов критерии Реллея

Дисперсия света называется зависимость показателя преломления n вещества

от частоты ν (длины волны λ) света или зависимость фазовой скорости v световых волн от его частоты ν.

Поглощением (абсорбцией) света называется явление уменьшения энергии

световой волны при ее распространении в веществе вследствие преобразования энергии волны в другие виды энергии. В результате поглощения интенсивность света при прохождении через вещество уменьшается.

Нормальная дисперсия наблюдается у веществ, прозрачных для света. Например, обычное стекло прозрачно для видимого света, и в этой области частот наблюдается нормальная дисперсия света в стекле. На основе явления нормальной дисперсии основано «разложение» света стеклянной призмой монохроматоров.

Дисперсия называется аномальной, если dn/dv<0

Поглащение света - уменшение энергии световой волны при распространении ее в веществе, происходящие вследствии преобразования эм энергии во внутрению энергию вещества или др. формы энергии.

Фазовой скоростью v монохроматичной волны принято называть скорость распространения волнового фронта. В среде с показателем преломления n фазовая скорость υ равна

v=ω/k=c/n Здесь w– круговая частота, k – волновое число, c – скорость света в вакууме.

групповая скорость, то есть скорость перемещения центра волновой группы или точки с максимальным значением амплитуды.

Рассеяние света это — отклонения распространяющегося в среде светового пучка во всевозможных направлениях. Рассеяние света обусловлено неоднородностью среды и взаимодействием света с частицами вещества, при котором меняются пространственное распределение интенсивности, частотный спектр и поляризация света.

Оптические приборы, служащие для получения изображения, можно разделить на две группы:

1)Приборы, работающие без участия глаза, которые должны давать действительные изображения (фотоаппараты, проекционный фонарь (эпидиаскоп)).

2)Приборы, работающие с глазом. Такие приборы должны посылать в глаз параллельные пучки света от каждой светящейся точки предмета, действительное изображение создается уже самим глазом (лупа, микроскоп).

Фотоаппарат представляет собой одну и более линз, которые должны создавать качественное действительное уменьшенное или увеличенное(при макросъемке) изображение на фотопленке, фотопластинке, пластике или матрице фотоаппарата.

Фокусное расстояние линз приблизительно равно нескольким сантиметрам, что много меньше расстояния до объекта, поэтому изображение получается практически в фокальной плоскости.

Проектор является как бы обращенным фотоаппаратом, т.к. он создает увеличенное изображение объекта, находящегося близ фонаря, на удаленном экране.

Лупа – простейший оптический прибор: выпуклое стекло с фокусным расстояние f, меньшим расстояния наилучшего зрения L =25 см.

Невооруженный глаз видит предмет под углом зрения .

Поместив на пути лучей линзу и располагая предмет в ее фокальной плоскости, мы получим увеличение угла зрения до значения α.

Угловое увеличение есть: .

Микроскоп применяется для рассмотрения малых предметов (до 1 мкм.).

Состоит из короткофокусной ОБ, дающую сильно увеличенное действительное изображение предмета, попадающее в фокальную плоскость ОК-линзы.

Как видно из рисунка, изображение рассматривается под углом зрения α.

Невооруженный глаз рассматривал бы его под углом .

Тогда угловое увеличение .

Можно применить микроскоп и для фотоаппарата:

1)Глаз можно заменить фотоаппаратом.

2)Сдвинуть ОК вправо, для получения действительного изображения прямо на светочувствительном объекте (например, на фотопленке).

Телескоп предназначен для рассмотрения (или фотографирования) удаленных тел (например, небесных тел).

ТелескопКеплера: ОБ – длиннофокусная линза с f₁, ОК – короткофокусная линза с f₂, причем задний фокус ОБ совмещен с передним фокусом ОК.

Параллельный пучок лучей от звезды, находящейся в направлении оси телескопа, остается параллельным оси, но сужается, причем его площадь уменьшается в ² раз.

Если же пучок падает под углом α₀ к оси, то глаз рассматривает его под углом α, причем угловое увеличение составляет: .

В телескопе удается разделить звезды, видимые под очень малыми углами, а также увеличить число видимых звезд за счет увеличения их яркости.

Недостатком трубы Кеплера является большая длина, равная .

ТрубаГалилея: в отличие от трубы Кеплера, ОК выполнен в виде рассеивающей линзы, причем совмещены задние фокусы ОБ и ОК. Это приводит к уменьшению длины трубы до .

Зависимость интенсивности рассеянного света от длины волны установлена еще в первых теоретических работах Рэлея. Она гласит: интенсивность обратно пропорциональна четвертой степени длины волны (закон Рэлея).