Como o comprimento de onda da luz Influência Potência de Resolução

? Em 1600 , o vidro estava nublado , esverdeado e desigual. Através de um telescópio feito de tais lentes , Galileu descobriu quatro das luas de Júpiter , aparecendo como pequenos pontos em movimento na vizinhança do ponto de luz que era Júpiter. Dizendo um pequeno ponto de outro não foi fácil. Como o passar dos séculos , a qualidade do vidro e da obra da óptica melhoraram a situação. Ainda assim, qualquer sistema de imagem deve responder a uma pergunta : quão bem ele pode distinguir dois pontos de luz ? Isso é poder de resolução . O ponto de função Espalhe

Uma estrela é o que é chamado de " ponto de origem . " Uma fonte de ponto é um feixe de luz que vem de tão longe que toda a luz parece estar vindo de um local específico. O sol e os planetas não são pontuais fontes. Quando a luz de uma fonte pontual passa por um sistema óptico , você gostaria que a imagem a ser também um ponto. Isso nunca acontece , em parte por causa das limitações do sistema óptico e em parte por causa das leis da física. O padrão de intensidade da imagem de uma fonte de ponto é chamado de ponto de função spread ( PSF) .
O Critério de Rayleigh

Se você olhar para a função de ponto de difusão para um bom sistema óptico , você vai ver que a maior parte da luz é colocado em um disco circular central. Depois, há circulares "halos " de luz e escuridão que esboçam o blob central. Então, quão distantes que duas fontes pontuais tem que ser para dizer que eles são duas fontes e não uma fonte brilhante? O critério de Rayleigh afirma que duas fontes pontuais podem ser distinguidos se o centro de um é fotografada no primeiro halo escuro de seu vizinho .
Outras Opções
O clareza de um telescópio é uma função da sua resolução --- uma imagem como esta tem algumas estrelas resolvidos e alguns que se fundem em uma nuvem brilhante.

Outra métrica possível é o critério de Dawes , com base na observação de que um astrônomo pode separar duas estrelas quando eles estão separados por apenas 82 por cento da distância entre o pico o primeiro e halo. Um outro critério é o limite Sparrow : duas fontes pontuais tão próximos que não houve diminuição da intensidade entre eles não podem ser distinguidas , mas em qualquer separação maior existe um pouco escurecimento entre os dois pontos . Limite de Sparrow acaba sendo cerca de três quartos , tanto quanto o critério de Rayleigh , mas depende da forma do PSF .
Wavelength

Seria ótimo se ótica perfeitas faria pontos perfeitos, mas essa não é a maneira como o mundo funciona. A física da luz resulta em um fenômeno chamado difração. Difração é um resultado do fato de que a luz não é exatamente viajar em linhas retas . Para telescópios e microscópios de precisão , difração força uma fonte de ponto perfeito para ser moldada como uma mancha circular cercado por anéis perfeitos, cada anel sucessiva diminuição na intensidade. O ponto central tem uma largura angular de 1,22 * comprimento de onda /diâmetro. Assim como o comprimento de onda diminui, o mesmo acontece com o tamanho do local .
As equações

Se as ópticas são muito bons , eles são chamados de " limitar - difração ", e o PSF é um ponto brilhante central rodeado por anéis chamados um padrão de Airy . O ponto central brilhante é chamado de um disco de Airy . Devido a todos os critérios de resolução são expressas em termos das características do PSF --- o disco de Airy --- e o disco de Airy depende do comprimento de onda , a resolução angular pode ser escrito como uma função do comprimento de onda . O critério de Rayleigh é 1,22 * comprimento de onda /diâmetro . Dawes é 1,01 * comprimento de onda /diâmetro; e Limite de Sparrow é 0.94 * comprimento de onda /diâmetro.