Cтраница 3
Когда отверстие настолько мало или источники настолько сближены, что их изображения неразличимы в отдельности, то говорят, что источники не разрешены. Когда мы можем различить отдельные изображения источников, то говорят, что эти источники разрешены. Разрешающая способность оптического прибора является мерой его способности давать раздельные изображения близких предметов. [31]
Точное изображение плоского объекта теоретически может быть получено лишь с помощью неограниченных пучков света. При наличии диафрагмы каждая точка объекта изображается дифракционной картиной диафрагмы. Это ограничивает предел разрешающей способности оптических приборов. [32]
Это существенно, например, для теории изображения в микроскопе, когда апертура падающего пучка может быть очень большой. В частности, даже для линз с вращательной симметрией пятно в фокальной плоскости не будет радиально-симметричным, если падающее излучение линейно-поляризовано. Это обстоятельство в свою очередь влияет на разрешающую способность оптического прибора. Кроме того, электрическое поле имеет как поперечную, так и аксиальную компоненту. [33]
Так же как и чувствительность, разрешающая способность является только качественным понятием, связанным с предельно разрешимым контрастом, который должен определяться условно. Поскольку общепринятого способа определения предельного контраста не существует, отдельные данные относительно предельного разрешения часто являются несопоставимыми. Для определения предельного разрешения можно было бы воспользоваться критерием Рэлея для разрешающей способности оптических приборов, в соответствии с которым две точки разрешаются субъективно, если интенсивность света между центрами дифракционных пятен отличается не менее чем на 20 % от значения интенсивности в центрах пятен. Поэтому иногда за предел разрешения принимают значение пространственной частоты, при которой контраст снижается до 10 % от своего максимального значения. [34]
Однако на сравнимых с длиной волны расстояниях от фокуса пучка кривизна волновых поверхностей становится значительной и условия применимости геометрической оптики перестают выполняться. Это обстоятельство ограничивает возможность различать на изображении близкие точки предмета. Таким образом, обусловленное волновой природой света и принципиально неустранимое явление дифракции определяет теоретический предел достижимой разрешающей способности оптических приборов, формирующих изображение. [35]
Действие оптических приборов, о которых шла речь в главе б, описывается законами геометрической оптики. Согласно этим законам мы можем различать с помощью микроскопа сколь угодно малые детали объекта; с помощью телескопа можно установить существование двух звезд при любых, как угодно малых угловых расстояниях между ними. Однако в действительности это не так, и лишь волновая теория света позволяет разобраться в причинах предела разрешающей способности оптических приборов. [36]