Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Сила света. Единица измерения силы света. Пространственный телесный угол. Единица измерения телесного угла



Сила света – источника в данном направлении измеряется световым потоком, приходящимся на ед. времени телесного угла, в котором это излучение распространяется.

Телесный угол – измеряется в стерадианах. Стерадиан– это телесный угол, воспринимающей на сфере площадь равную квадрату ее радиуса. Телесный угол – часть пространства, которая является объединением всех лучей, выходящей из данной точки и пересекающий некоторую поверхности.

4. Светимость и освещённость, единицы их измерения. Общая освещённость. Закон обратных квадратов и его следствия:

Светимостью называется полная энергия, излучаемая звездой за 1 с. Светимость звезды можно выразить в ваттах, но чаще ее выражают в светимостях Солнца.Светимость, светность – величина, измеряемая отношением светового потока, испускаемого светящейся поверхностью, к площади этой поверхности. Единица светимости в СИ – люмен на квадратный метр (лм/м2).

Освещённость — физическая величина, численно равная световому потоку dΦ, падающему на единицу поверхности: E = dΦ/dσ – площадь поверхности, на которую падает свет. Единицей измерения освещённости в системе СИ служит люкс.

В физикезакон обратных квадратов — это закон, утверждающий, что значение некоторой физической величины в данной точке пространства обратно пропорционально квадрату расстояния от источника поля, которое характеризует эта физическая величина. Освещенность поверхности создаваемая точечным источником света прямопропорциональна силе света, соs угла падения света и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника до поверхности.

5.Яркость источника, подчиняющегося закону Ламберта. Понятие идеального диффузора. Индикатриса рассеяния. Связь между освещённостью и яркостью:

Яркость – яркостью источника в данном направлении, называется отношение силы света испускаемым или отражаемым в этом направлении на площадь поверхности.

Яркость величина, зависящая от направления, однако, для некоторых источников она может от направления не завесить. Такие источники называются источниками подчиняющиеся закону Ламберта. Можно сказать, таким источником является абсолютно черное тело, матированная поверхность или мутная среда, каждый участок которых рассеивает свет равномерно во все стороны, такие среды можно назвать идеально рассеивающими.

Индикатриса в оптике, векторная диаграмма, изображающая зависимость характеристик светового поля (яркости, поляризации) или оптических характеристик среды (показателей преломления, отражательной способности) от направления.



Идеальный диффузор – снег, белая поверхность, или что-то иное, что может распространять равномерный свет.

Закон обратных квадратов Иоганна Кеплера, который устанавливает связь между освещенностью, силой света и расстоянием от источника до объекта (r), а также углом падения лучей относительно нормали к поверхности (i): E = I cos(i)/r2.

Таким образом: 1/dΦ2 = E1/E2

Теперь становится понятно, почему «… звезды 1-й звездной величины создают в 2,5 раза большую освещенность, чем звезды 2-й звездной величины, которые, в свою очередь, дают световые потоки в 2,5 раза больше, чем звезды 3-й звездной величины, и т.д.

6.Количество освещения, или световая экспозиция, при постоянной освещённости. Основные характеристики, определяющие экспозицию при съёмке:

Экспозиция – это общее количество света энергии, получаемой единицей площади освещенной поверхности, за все время освещения. H=Et

Экспозиция должна быть такой величины, чтобы позволить фотоматериалу с заданной чувствительностью получить количество света, нужное для сохранения изображения. Чем больше светочувствительность матрицы (фотоплёнки), тем меньшая требуется экспозиция. Измерение экспозиции - это получение правильной для данных условий и для данной сцены экспопары. Экспопара (выдержка и диафрагма в фотографии) вычисляется по результатам экспозамера с учетом эквивалентной чувствительности матрицы (чувствительности фотоплёнки), а иногда и других параметров кадра: контрастности, расстояния до объекта, фокусного расстояния. Освещенность фокальной плоскости (плотность светового потока) регулируется диафрагмой объектива.

Билет 1:

1. Фотография -это совокупность методов получения стабильного во времени изображения предметов и оптических сигналов с помощью фотоприёмников путём закрепления фотофизических и фотохимических изменений, возникших в них под действием излучения, испускаемого или отображаемого объекта фотографирования.



Прикладные виды фотографии:

1) Микрофотография- позволяет получать изображение в увеличенном виде в сотни тысяч раз в виде мельчайших объективом частиц вещества.

2) Рентгенография - позволяет получать снимки органов, скрытых от наблюдений.

3) Радиофотография- применяется для изучения ионизирующих излучений физической и ядерной техники ,изучение космических лучей.

4) Аэрография

5) Астрофотография

2. Частные виды фотографии :

1) По способам регистрации :

-аналоговая

-цифровая

2) По временным характеристикам :

-статическая

-динамическая(кино)

3) По составу светочувствительного слоя:

-галогениды

-и другие( светочувствительные красители ,виды пластиков, электрофотография)

4) По способам передавать только яркостные и цветные различия в объкте:

-монохромная

-цветная

5) По пространственному характеру:

-плоскостное

-растровое

3. Общая последовательность действий в фотографии:

Фотографический процесс разделяю на несколько стадий:

1) Установочные операции: установка света, камеры, выбор фотоматериала, в процессе которых получается оптическое изображение.

Проявка:

2) В процессе экспонирования фотографического материала образуется скрытое фотографическое изображение. Экспонировать - подвергать действию света светочувствительный материал.

3) Химико-фотографическая обработка (проявление и фиксирование),во время которой скрытое фотографическое изображение превращается в видимое фотографическое изображение.

4) Отделочные операции, направленные на улучшение видимого фотографического изображения.

Печать:

На заключительной стадии фотографического процесса получается изображение объекта съёмки, в котором распределение яркостей обратно распределению яркостей в объекте. Такое изображение называют негативным. Чтобы получить позитивное изображение необходимо проэкспонировать фотоматериал через негатив и ещё раз повторить стадии: экспонирование, проявление, фиксирование.

Если мы имеем дело с цифровой фотографией:

Регистрация изображения объекта съёмки осуществляется не светочувствительным галогенсеребряным фотоматериалом, а твёрдотельным преобразователем "свет-сигнал" ,так называемым прибором с зарядовой связью (ПЗС ,ССD). Это изделие электронной техники ,преобразующее оптическое изображение в электрический сигнал ,действие которого основано на формировании и быстром переносе по поверхности или внутри полупроводника регенерированных при действии света дискретных(дискретизация- деление на кванты (порции) зарядовых пакетов. Зарядовые пакеты передаются к выходному устройству вследствие перемещения положения потенциальных ям, которые изменяются за счёт периодического изменения амплитуды управляющих сигналов. В процессе экспонирования ПЗС преобразует сфокусированное на его поверхности оптическое изображение объекта в электрический видеосигнал. Прибор с зарядовой связью является полупроводниковым прибором ,представляющим собой структуру металл-оксид-полупроводник, который в матрице содержит элементы изображения, называемые пикселями, секции накопления и хранения зарядов ,регистра сдвига и выходной усилитель. В процессе съёмки электронной фотокамерой при действии света регенерируются, а затем под светочувствительной ячейкой накапливаются пакеты электрических зарядов, количество которых пропорционально интенсивности освещённости электрода.Для регистрации сигнала, содержащего видеоинформацию об изображении ,необходим магнитный или магнитооптический диск, на который происходит запись в цифровой форме. Полученный сигнал преобразуется из аналогового(сходство, подобие) в цифровую.

В том и другом случае конечный итог: рассматривание изображения.

 

 

4.Принцип электронной записи изображения:

Он состоит в превращении оптического изображения в последовательность электронных сигналов. Объект характерезуется распределением яркостей. Сигналы квантуются при считывании( дискритизации).При считывании не все изменения заметны.Результатов квантования глаз не заметит.Каждый из зарядов имеет три координаты(x,y,та,которая регестрирует освещённость в помещении(усреднённый заряд с каждого сенсора)).При одинаковом формате количество пикселов не одинаково.Чтобы образовался один пиксел необходимо 4 сенсора(2 зел, 1кр,1 син).Одно представление о свете не говорит о яркости.В зависимости от зарядов меняется яркость.Яркость и заряд пропорциональны.

 

 

Билет 2 :

Камера обскура и её усовершенствование:

Первые попытки фиксации изображения были предприняты с помощью камеры-обскура (от лат. camera obscura- "тёмная комната").Она была известна с незапамятных времён: ещё в 5 веке до н.э. китайским философом Ми Ти подмечено,что луч света,проникая через маленькое отверстие в тёмное помещение ,оставляет на плоскости световой набросок предметов наружного мира .Вещи изображаются в чётких пропорциях и цветах,однако уменьшенными и в перевёрнутом виде.Камеру-обскура применяли многие художники для зарисовки с натуры, включая Леонардо да Винчи. Самые первые подобные камеры-это полностью затемнённые помещения (либо огромные ящики) с небольшим отверстием в одной из стенок. В середине 18 века в России,к примеру, имела распространение комната-обскура,носившая название "махина для снимания першпектив",изготовленная в виде походной палатки.С её помощью были документально запечатлены виды Петербурга,Петергофа, Кронштадта и других российских городов.Таким образом был изобретён фотоаппарат в примитивной комплектации. Но появилась новая проблема- каким образом сохранить изображение ,которое ускользает сразу же ,стоит нам закрыть отверстие. Первым,кому удалось "поймать" мгновение реальной жизни,был Нисефор Ньепс.

Нисефор Ньепс:

Французский изобретатель.Ему первому удалось "поймать" мгновение реальной жизни.Он брал стеклянную пластинку и покрывал её тонким слоем асфальтного клея битума(таким образом можно сказать,что первые снимки были сделаны на асфальте) ,помещал в камеру-обскура и,после долгих манипуляций с химическими растворами ,получал точное отображение объекта съёмки. В 1826 Ньепс прибегнув к камере-обскура ,получил снимок вида из окна своей мастерской ,для чего потребовалась восьмичасовая экспозиция .Это первая в мире дошедшая до наших дней фотография. Изобретатель назвал свой метод "гелиография"( "солнцепись") .

Принцип Луи Дагерра;

Другой французский изобретатель пришёл в своих изысканиях к подобным результатам,что и Ньепс.Познакомившись друг с другом ,изобретатели в 1827 году решили объединить свои усилия.Их сотрудничество продолжалось до смерти Ньепса,после чего Дагерр продолжил свои поиски в одиночку. Суть метода,который он скромно назвал в свою честь назвал дагерротипией ,состояла в следующем: посеребрённые пластинки из меди тщательно полировались ,а затем в полной темноте, подвергались действию паров йода,что пидавало им высокую светочувствительность.? января 1839 года Академия наук Парижа собралась на очередное заседание,где Дагерр представил поражённой публике уникальный метод воспроизведения изображений,получаемых чисто "механическим"путём-этот день принято считать днём рождения фотографии.Но несмотря на свою уникальность,у дагерротипии были недостатки.Например, снимки нельзя было размножить.Пластинки обладали малой чувствительностью,отчего время экспозиции было длительным,а для съёмки портрета человеческое лицо покрывали мелом,волосы-пудрой,чтобы в камеру-обскура попадало больше отражённого света. Наконец,дагерротипы были тяжёлыми и доргостоящими.

Принцип Фокса Тальбота :

Значительный вклад в развитие фотографии внёс Фокс Тальбот.Именно его усилия привели к тому ,что в фотографии появились фотобумага и негативы,с которых можно было в практически неограниченном количестве печатать позитивы. В 1835 году Тальбот снял на бумагу,пропитанную хлористым серебром,решётчатое окно дома ,где он жил. Съёмка продолжалась целый час .С полученного негатива Тальбот сделал позитивный отпечаток. С лёгкой руки Тальбота новое изобретение получило своё современное звучание и стало именоваться фотографией ,он же придумал термины "позитив" и "негатив".

 

Билет № 3 :

1.Физическаям природа света. Корпускулярно-волновой дуализм.


Впервые объяснить природу света пытались философы древнего мира Пифагор, Демокрит, Платон, Евклид, Аристотель. Их учение строилось на предположениях, догадках, умозаключениях и не имело подлинно научной базы. Однако они способствовали формированию научных взглядов и положили начало дальнейшему развитию теории света.

В конце XVII столетия английский ученый Исаак Ньютон выдвинул так называемую корпускулярную теорию, согласно которой считалось, что свет - это поток быстронесущихся частиц - корпускул, распространяющихся от источника во все стороны. От формы и размеров частиц зависит различное цветовое зрительное восприятие света.

Современник Ньютона нидерландский ученый Христиан Гюйгенс создал волновую теорию света. Согласно этой теории, свет является результатом механического колебания светящегося тела и поперечные световые волны распространяются от него в особой упругой среде - эфире, заполняющем все пространство.

В 1865 г. английский физик Джеймс Клерк Максвелл разработал теорию, согласно которой свет представляет собой электромагнитные волны определенной длины, возникающие в результате колебаний электрических зарядов. От длины этих волн зависят свойства светового излучения. Но и электромагнитная теория света не смогла полностью объяснить всех оптических явлений.

Данные исследований световых явлений указывали, что в некоторых случаях свет проявляет свойства материальной частицы, а в других - свойства волны.

Ни одна из теорий, объясняющих природу света, не давала исчерпывающего ответа. Это означало, что для объяснения природы света необходима такая теория, которая бы объединила его корпускулярные и волновые свойства. Новая теория света была названа квантовой. Она возникла и получила свое дальнейшее развитие благодаря трудам М. Планка, А. Эйнштейна, Н. Бора, Э. Ферма, Л. Д. Ландау и других ученых и была окончательно сформулирована в начале XX в. Максом Планком и Альбертом Эйнштейном. Согласно квантовой теории, природа света является корпускулярно-волновой. Излучение, поглощение и распространение света осуществляется не непрерывно, а в виде определенных и неделимых порций энергии - квантов.

Впоследствии кванты света были названы фотонами. Обладая свойствами частицы, фотон имеет массу, энергию и импульс движения. Чем больше частота колебаний излучения, тем больше энергия и импульс движения фотона, тем отчетливее проявляются его корпускулярные свойства.

Фотон существует только в движении и не имеет массы покоя. При встрече с веществом он может быть поглощен частицей вещества, и тогда сам фотон исчезает, а его энергия и импульс передаются поглотившей его частице. Эйнштейн определил свет как поток фотонов.

2.Электромагнитное излучение. Свет, как один из видов электромагнитного излучения.

Скорость распространения э.в. в вакууме - 300 000 км /c. Э.в. возникают вследствие связи между изменениями электрического и магнитного полей. Всякое изменение напряжённости электрического поля в какой-нибудь точке пространства вызывает в смежных точках появление переменного магнитного, изменение которого в свою очередь порождает меняющееся электрическое поле.Поэтому происходит передача колебаний электрического и магнитного полей из одной точки пространства в соседние ,т.е. происходит распространение электромагнитной волны.Если электрическое и магнитное поля неизменны,то и электромагнитная волна возникнуть не может. Изменение же одного из них вызывает появление другого(явление электромагнитной индукции, Фарадей).Обратное - Максвелл. Он же пришёл к выводу о необходимости возникновения электромагнитных волн при всяком изменении электромагнитного поля.Необходимое условие образования интенсивных э.в. -достаточно высокая частота электрических колебаний. Достаточное условие: незамкнутая цепь(открытая) , в которой либо нет участков с противофазным колебаниями ,либо же расстояние между ними не мало по сравнению с длиной волны.

Максвелл смог вычислить скорость, с которой должны распространяться электромагнитные волны. Скорость получилась равной 300 000 км/c ,т.е. совпала с измеренной оптическими способами скоростью света.Он выдвинул предположение: свет- электромагнитное явление ,световые волны- это разновидности электромагнитных волн с очень высокими частотами, порядка 10 ^ 15 герц. Опыты Герца (доказавшие существование э.в.) + заключение Максвелла = электромагнитная теория света

 

3.Формы световых волн и виды их колебаний.

Синусоидальная (или гармоническая).

Колебания — повторяющийся в той или иной степени во времени процесс изменения состояний системы около точки равновесия.

По физической природе:

1)Механические (звук, вибрация)

2)Электромагнитные (свет, радиоволны, тепловые)

3)Смешанного типа — комбинации вышеперечисленных

По характеру взаимодействия с окружающей средой:

1) Вынужденные — колебания, протекающие в системе под влиянием внешнего периодического воздействия. Примеры: листья на деревьях, поднятие и опускание руки. При вынужденных колебаниях может возникнуть явление резонанса: резкое возрастание амплитуды колебаний при совпадении собственной частоты осциллятора и частоты внешнего воздействия.

2) Свободные (или собственные) — это колебания в системе под действием внутренних сил после того, как система выведена из состояния равновесия (в реальных условиях свободные колебания всегда затухающие). Простейшими примерами свободных колебаний являются колебания груза, прикреплённого к пружине, или груза, подвешенного на нити.

3) Автоколебания — колебания, при которых система имеет запас потенциальной энергии, расходующейся на совершение колебаний (пример такой системы — механические часы). Характерным отличием автоколебаний от вынужденных колебаний является то, что их амплитуда определяется свойствами самой системы, а не начальными условиями.

4) Параметрические — колебания, возникающие при изменении какого-либо параметра колебательной системы в результате внешнего воздействия.

5) Случайные — колебания, при которых внешняя или параметрическая нагрузка является случайным процессом.

 

Световые волны отличаются формою световой волны, получающейся в результате смешивания между собой световых волн различных длин. Форма световой волны обусловливает насыщенность цвета.

Длина волны

Монохроматические излучения имеют одну длину волны. Длина волны- это расстояние между двумя впадинами или горбами. Длина волны обратно пропорциональна её частоте. Самая длинная-красная ,самая короткая- сиреневая.

Амплитуда

Максимальное значение смещения или изменения переменной величины от среднего значения при колебательном или волновом движении. Неотрицательная скалярная величина, размерность которой совпадает с размерностью определяемой физической величины.

Период

Наименьший промежуток времени, за который колебательная система совершает одно полное колебание (то есть возвращается в то же состояние, в котором он находился в первоначальный момент, выбранный произвольно).

Частота

Число колебаний в 1 с. Величина, обратная периоду колебаний.

Фаза колебаний

Величина, которая определяет положение колебательной системы в любой момент времени. Обозначается φ. Измеряется в радианах. фаза колебаний определяет состояние колебательной системы в любой момент времени. Сдвиг фаз еще иногда называют разностью фаз. φ = ω0*t = 2*pi*t/T.(Омега -циклическая частота колебаний. Циклическая частота равна числу циклов (колебаний, оборотов) за 2π секунд).

Длина волны обратно пропорциональна её частоте. Самая длинная - красная ,самая короткая- сиреневая. Красная световая волна преломляется меньше, чем сиреневая.

Интерференция света

Для получения устойчивой интерференционной картины необходимо обеспечить когерентность(т.е. согласование) двух систем волн.Источники света должны испускать когерентные волны, т.е. волны,обладающие одним периодом и неизменной разностью фаз на протяжении времени,достаточного для наблюдения.Интерференционная картина ,получаемая от независимых источников, сохраняется неизменной очень короткое время ,а затем сменяется другой,с иным расположением максимумов и минимумов.Так как время, необходимое для наблюдения ,измеряется тысячами и более долями секунды,то за это время интерференционные картины успевают смениться миллионы раз.Мы наблюдаем результаты наложения этих картин .Такое наложение размывает картинку,не оставляя следов интерференционных максимумов и минимумов.Поэтому от двух некогерентных источников мы не наблюдаем интерференцию.Однако от двух разных лазерных источников может наблюдаться.

Для наблюдения интерференции приходится прибегать к искусственному приёму.Этот приём состоит в том,что заставляют интерферировать части одной и той же волны ,идущие от единственного источника и достигающие точки наблюдения разными путями,благодаря чему между ними достигается разность хода. Когерентность обеспечивается тем,что обе интерферирующие волны одновременно испускаются одним источником.

Перераспределение интенсивности света в результате наложения (суперпозиции) нескольких световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Её распределение называется интерференционной картиной.

Дифракция

Принцип Гюйгенса: каждую точку среды ,которой достигла волна,можно рассматривать как источник вторичных сферических волн ,распространяющихсясо скоростью, свойственной среде.Огибающая поверхность ,т.е. поверхность касающаяся всех сферических вторичных волн в том положении,которого они достигнут в момент времени t ,и представляют собой волновой фронт в этот момент.

Дифракция- огибание светом препятствий, размеры которого очень малы или расположенных на большом расстоянии.(Т.е. размеры отверстия в сотни тысяч раз меньше расстояния от отверстия до экрана).Тогда образуется сложная картина: чередование светлых и тёмных концентрических колец,постепеннно переходящих друг в друга.Это явление нарушения закона прямолинейного распространения света и есть дифракция.В середине белое пятно,затем чёрная полоса,серый,чёрная полоса и т.д.

Дифракция наблюдается,кога объект находится на расстоянии соизмеримом с длиной волны.Картинка нерезкая,так как свет будет пытаться обогнуть препятствие. Дифракция волн, явления, наблюдаемые при прохождении волн мимо края препятствия, связанные с отклонением волн от прямолинейного распространения при взаимодействии с препятствием. Из-за Д. волны огибают препятствия, проникая в область геометрической тени. Наиболее отчётливо Д. обнаруживается в тех случаях, когда размер огибаемых препятствий соизмерим с длиной волны.

ОБЩЕЕ:

Д. волн — характерная особенность распространения волн независимо от их природы. Объяснить Д. в первом приближении можно, применив Гюйгенса — Френеля принцип. Согласно этому принципу, рассматривая распространение какой-либо волны, можно каждую точку среды, которой достигла эта волна, считать источником вторичных волн. Поэтому, поставив на пути волн экран с малым отверстием (диаметр порядка длины волны), получим в отверстии экрана источник вторичных волн, от которого распространяется сферическая волна, попадая и в область геометрической тени. Если имеется экран с двумя малыми отверстиями или щелями, дифрагирующие волны накладываются друг на друга и в результате интерференции волн дают чередующееся в пространстве распределение максимумов и минимумов амплитуды результирующей волны с плавными переходами от одного к другому. С увеличением количества щелей максимумы становятся более узкими. При большом количестве равноотстоящих щелей (дифракционная решётка) получают резко разделённые направления взаимного усиления волн.

(!) При получении изображения с помощью оптической системы мы всегда будем иметь дифракционную решётку.

Кольца Ньютона

Проводил опыт в 1675.Он наблюдал цвета тонкой прослойки воздуха ,заключённой между плоским стеклом и выпуклой поверхностью объектива.Радиус кривизны был около 10 м.Поэтому толщина прослойки воздуха между плотно сжатыми стёклами очень медленно и правильно возрастала от места соприкосновения стёкол(где она равна нулю) к наружным частям объектива.Если смотреть на такую систему ,то тёмное место соприкосновения обоих стёкол оказывается окружённым светлой полосой,которая постепенно переходит в тёмную ,вновь сменяется светлой.По мере увеличения диаметра кольца толщина воздушной прослойки возрастает неравномерно,воздушный клин становится всё круче и соответственно ширина кольцевых полос,т.е. расстояние между двумя соседними минимумами, становится меньше.Это картина в монохроматическом свете.В Белом свете наблюдается система цветных колец ,постепенно переходящих друг в друга .По мере удаления от центрального тёмного пятна цветные полосы становятся всё уже и белесоватее благодаря перекрыванию цветов,пока не исчезают всякие следы инт. картины.

ФРТ( функция рассеяния точки)

Чем больше диаметр объектива,тем мельче дифракционная картина, т.е. тем теснее располагаются дифракционные кольца.Обычно мы не замечаем и считаем ,что изображение светящейся точки просто светлая точка.Однако это осложнение имеет место быть и при более тщательном рассмотрении может быть обнаружено.От него нельзя избавиться,так как онообусловлено волновой природой света.Степень дифракционного искажения уменьшается по мере увеличения диаметра объектива и наоборот.

Основным элементом при образовании изображения любого объекта является изображение точки. Однако оптическая система никогда не изображает точку в виде точки. С одной стороны этому препятствуют аберрации оптической системы, с другой, - волновая природа света. Действие этих факторов приводит к тому, что изображение точки оказывается нерезким, расплывчатым. Мелкая структура объектов передается неправильно: изображения двух очень близко расположенных точек сливаются в одно пятно; изображения решеток сливаются в серый фон и т.п. По этим сведениям получают грубое качественное представление об изобразительных свойствах объектива. Функция рассеяния точки (ФРТ, point spread function, PSF) - это функция, описывающая зависимость распределения освещенности от координат в плоскости изображения, если предмет - это светящаяся точка в центре изопланатической зоны (Условие изопланатизма: при смещении точки ее изображение тоже смещается на пропорциональную величину , где V — обобщенное увеличение). Теория дифракции показывает, что даже при совершенном (безаберрационном) объективе изображение точки имеет вид некоторого светлого пятна, обладающего определенными габаритами и характерным распределением энергии в нем. Пятно имеет центральный максимум освещенности (диск Эри), постепенно снижающийся до нуля, образуя вокруг центрального максимума темное кольцо. Концентрично к темному кольцу располагается светлое кольцо. Безаберационная функция рассеяния точки симметрична относительно оптической оси. Центральный максимум содержит 83.8% всей энергии (его высота равна единице), первое кольцо - 7.2% (высота 0.0175), второе 2.8% (высота 0.0045), третье 1.4% (высота 0.0026), четвертое 0.9%. Общий вид распределения интенсивности функции рассеяния точки (картину Эри) вы видите на рисунке.

Центральный максимум ФРТ называется диском Эри (Airy).

На функцию рассеяния точки влияет неравномерность пропускания по зрачку. Если пропускание уменьшается к краям зрачка, то центральный максимум ФРТ расширяется, а кольца исчезают. Если пропускание увеличивается к краям зрачка, то центральный максимум сужается, а интенсивность колец увеличивается.

 

На рисунке вы видите: слева -- функция пропускания по зрачку; справа -- функция рассеяния точки.

  • 1 – пропускание не изменяется.
  • 2 – пропускание уменьшается к краям зрачка.
  • 3 – пропускание увеличивается к краям зрачка.

Вывод:

Угол дифракции = длина волны/ диаметр диафрагмы. Чем шире угол, тем хуже .

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!