大学物理11-8圆孔衍射 光学仪器的分辨率.ppt

1、11-6 光的衍射 11-7 单缝衍射 11-8 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 11-9 衍射光栅,第十一章 光学 - 光的衍射,一 圆孔衍射,：艾里斑直径,：艾里斑直径,爱里斑半径,衍射效应越明显.,不能分辨,能分辨,二 瑞利判据,对于两个强度相等的不相干的点光源（物点），一个点光源的艾里斑的中心刚好和另一点光源艾里斑的边缘相重合，这时两个点光源（或物点）恰为这一光学仪器所分辨.,三 光学仪器的分辨率,（两光点刚好能分辨）,：艾里斑直径,最小分辨角,三 光学仪器的分辨率,（两光点刚好能分辨）,1990 年4月24日发射的哈勃太空望远镜 凹面物镜的直径为2.4m ，最小分辨角,在大气层外 61

2、5km 高空绕地运行 , 可观察130亿光年远的太空深处，发现了500 亿个星系 .,由气体和尘埃组成的三光年高柱子上的混沌活动附近明亮星星的光辉正在蚕食它的顶部。柱子内部也遭到攻击埋在内部的新星迸射出气体，在高耸山峰上升腾出看得见的蒸汽。这座动荡的宇宙高峰位于骚动的恒星孵化器，7500光年外的船底星座南部“船底星云”内。,(2002年4月) 锥形星云，M17麒麟座内的H II区域。 1785年12月26日，威廉赫歇尔发现了距地球2600光年的M17。,2003年4月，为纪念哈勃发射十三周年而公布。这张图像捕捉到的是M17（亦称欧米伽或天鹅星云）的一个小区域。它位于中地球5500光所的人马座。

3、,(2003年7月) 图像中的精美细丝是来自附近星系恒星爆炸产生的残骸碎片。,(2003年10月) 墨西哥帽系(类似于宽边高顶的墨西哥帽)，位于其赤道面以北仅六度处。该星系的特点是亮白，其球形内核周围环绕着由星系螺旋结构形成的厚厚的尘埃带。从地球上看去，星云倾斜得几乎侧立。,(2004年) 显示的是旋转着跨越数万亿公里星际空间的尘埃螺旋。图像展示了环绕遥远的恒星麒麟座V838（V838 Mon）扩大的光环。V838 Mon位于麒麟星座方向、距地球约20000光年的地方，在我们的银河系边缘。,(2004年9月) “猫眼星云”-最早发现的行星状星云之一， 1786年2月15日，威廉赫歇尔发现了这个

4、星云。,(2006年2月) 展示的是巨型风车星系M101，最著名的大型旋涡之一。这个由恒星、尘埃和气体组成的巨大圆盘直径170000光年，近两倍于我们的银河系。星系位于极地星座大熊星座北部，距离地球2500万光年。,(2007年) 显示了ZwCl0024+1652星系团中黑暗物质幽灵般的环。这张图像是迄今为止证明弥漫宇宙的未知物质黑物质存在的最强有力的证据之一。,(2007年2月6日)这张图像显示了类似我们太阳的一颗恒星的“最后努力”。它通过摆脱环绕星体残留内核形成茧的外层气体，结束了自己的生命。随后，这颗渐渐消亡的恒星散发出的紫外线使该物质发光。这颗烧毁的恒星被称为白矮星，在中心以白点的形像

5、显现。,2008年8月，为纪念哈勃在十八年探索中第十万次环绕地球而公布的图像，显示了NGC 2074星云附近的一小部分星云。这是原始恒星风暴形成区。它位于约170000光年外最活跃的恒星形成区之一蜘蛛星云附近。,(2008年12月) 哈勃捕捉到天空北部最明亮也是最著名的球状星云之一-M13球状星云中数十万颗恒星游动的瞬间，看上去像雪球中旋转的闪烁亮片-“哈勃雪球”。,（2009年5月）行星状星云K4-55的图像。 其中的各种颜色代表星云内各种气体云彩的构成：红色代表氮气；绿色代表氢气；蓝色代表氧气。K4-55位于约4600光年外的天鹅星座内。,（2009年7月）展示了巨大的球状星云欧米伽半人马

6、内部的一个小区域，那里拥有近千万颗恒星。欧米伽半人马内的恒星年龄在100亿岁至120亿岁之间。这个星云距地球约16000光年。,2009年9月公布的这张图像，是由整修过的哈勃太空望远镜拍摄的，展示了类似精致蝴蝶的一个天体。,2009年9月公布的这张图像，由整修过的哈勃太空望远镜拍摄，展示了著名的星系五重奏成员之间的不协调，揭示了恒星分类的组合，其色域宽广，有年轻的蓝星，也有年长的红星。,(2009年12月) 展示了由温暖发光的云彩环绕着的明亮蓝星。这张喜庆的图像是年轻的恒星组大麦哲伦星系动荡的新星诞生区、我们银河系的卫星星系、剑鱼座30号星云中的R136最精细的视图。众多已知恒星中有许多钻石似

7、的冰冷蓝星。其中许多比我们的太阳大一百多倍。,三 光学仪器的分辨率,（两光点刚好能分辨）,例1 设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为3mm，而在可见光中，人眼最敏感的波长为550nm，问 （1）人眼的最小分辨角有多大？ （2）若物体放在距人眼25cm（明视距离）处，则两物点间距为多大时才能被分辨？,例1 设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为3mm，而在可见光中，人眼最敏感的波长为550nm，问 （1）人眼的最小分辨角有多大？ （2）若物体放在距人眼25cm（明视距离）处，则两物点间距为多大时才能被分辨？,解（1）,例1 设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为3mm，而在可见光中，人眼最敏感的波长为550nm

8、，问 （1）人眼的最小分辨角有多大？ （2）若物体放在距人眼25cm（明视距离）处，则两物点间距为多大时才能被分辨？,例1 设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为3mm，而在可见光中，人眼最敏感的波长为550nm，问 （1）人眼的最小分辨角有多大？ （2）若物体放在距人眼25cm（明视距离）处，则两物点间距为多大时才能被分辨？,（2）,例2 （1）有一毫米波雷达，其圆形天线直径为55cm，发射频率为220GHz的毫米波，计算其波束的角宽度； （2）将此结果与普通船用雷达发射的波束的角宽度进行比较(船用雷达波长为1.57cm，圆形天线直径为2.33m) .,例2 （1）有一毫米波雷达，其圆形天线直径为55cm，发射频率为220G