Hlavní strana » OPTIKA » ZOBRAZOVÁNÍ OPTICKÝMI SOUSTAVAMI » Optické přístroje » ***Rozlišovací schopnost optických přístrojů
«

***Rozlišovací schopnost optických přístrojů

Obrazem bodu předmětu při zobrazení ideální optickou soustavou je opět bod, v němž se protínají všechny paprsky vycházející z předmětového bodu. Skutečná soustava je ale zatížena optickými vadami zobrazení a paprsky vycházející z určitého bodu předmětu se v obrazovém prostoru neprotnou v jediném bodě, ale budou v obrazové rovině vytvářet rozptylový kroužek. Ale i při sebedůslednější korekci vad bude u reálné soustavy obrazem bodu určitá rozptylová ploška, způsobená ohybem světla. Rozdělení energie v obrazu bude podle obr. 260a.

Pro kruhový otvor je ve středním (nultém) kroužku soustředěno 83,8 % energie, v prvním světelném kroužku 7,2 %, ve druhém 2,8 %, ve třetím 1,5 %, …

 

Obr. 260
Obr. 261

U soustav obsahující zrcadla se často setkáme se zacloněním střední části vstupní pupily. Ohybový obrazec se potom změní podle obr. 260b (křivka 1) - tj. centrální kroužek se poněkud zúží a posílí se ohybové kroužky. Aby nedošlo k velkým ztrátám při pozorování málo kontrastních předmětů, připouští se maximálně zaclonění 30 % průměru vstupní pupily.

Na ohybové kroužky připadá skoro 20 % světla. Toto světlo zhoršuje kvalitu obrazu. Teorie ohybu světla ukazuje, že lze snížit intenzitu světla v ohybových kroužcích skleněnou destičkou určitého tvaru s předepsanou změnou propustnosti po celé ploše, umístěnou v rovině sdružené s aperturní clonou. Tato destička působí jako amplitudo-fázový filtr a mění rozdělení amplitud světla v pupile. Tato úprava (tzv. apodizace) umožní zlepšení viditelnosti malých, málo intenzivních obrazů. Na obr. 261a je obraz objektu 2 překryt prvním kroužkem obrazu intenzivnějšího objektu 1, takže je pozorování objektu 2 znemožněno. Potlačením ohybového kroužku apodizací (viz obr. 261b) je možné rozeznat i blízký, málo intenzivní objekt 2.

Jsou-li soustavou zobrazeny dva blízké bodové objekty stejné intenzity (viz obr. 261c), bude výsledné rozložení intenzity dáno jejich součtem. Tyto dva body oko rozezná tehdy, bude-li možné pokles intenzity zaznamenat.

Rayleigh teoreticky stanovil jako mez rozlišitelnosti pokles , což nastane v případě, že maximum osvětlení druhého bodu padne do prvního minima prvního bodu, jehož úhlová vzdálenost je pro kruhový otvor dána vztahem , kde  je vlnová délka světla, D je průměr otvoru a 1,22 empirická konstanta.

Vyjádříme-li mez rozlišení  v úhlových sekundách a dosadíme střední vlnovou délku světla , dostaneme pro teoretickou rozlišovací mez objektivu (tedy nejmenší úhlovou vzdálenost dvou bodů, které objektiv ještě zobrazí odděleně) vztah , přičemž  a .

Na základě praktických zkušeností astronomů bylo zjištěno, že lze rozlišit ještě pokles intenzity o 5 %. Této hodnotě odpovídá tzv. praktické kritérium rozlišitelnosti .

Předchozí kriteria byla vázána na vlastnosti lidského oka. Pokud stanovíme jako absolutní kriterium rozlišitelnosti podmínku, že pokles intenzity mezi dvěma body vymizí (tj. na obr. 261c bude ), bude mít v předchozím vztahu konstanta hodnotu 108.

Vzhledem k tomu, že vady soustavy a nepřesnosti při její výrobě i montáži a justáži přístrojů zobrazení a tedy i rozlišovací schopnost zhoršují, počítá se nejčastěji rozlišovací schopnost podle teoretického kritéria  nebo podle vztahu .

Rozlišovací schopnost objektivu je tedy tím větší, čím větší je jeho průměr.