Разрешение (оптика)

Материал из Гуру — мира словарей и энциклопедий
Перейти к: навигация, поиск

«Разрешение» имеет и другие значения...

Разреше́ние — способность оптического прибора воспроизводить изображение близко расположенных объектов.

Угловое разрешение[править]

Угловое разрешение — минимальный угол между объектами, который может различить оптическая система.

Линейное разрешение[править]

Линейное разрешение — минимальное расстояние между различимыми объектами в микроскопии.

Общие сведения[править]

Разрешение оптических приборов принципиально ограничено дифракцией на объективе: видимые точки являются ничем иным, как дифракционными пятнами. Две соседние точки разрешаются, если минимум интенсивности между ними достаточно мал, чтобы его разглядеть. Для снятия зависимости от субъективности восприятия был введен эмпирический критерий разрешения Рэлея, который определяет минимальное угловое расстояние между точками

<math> \sin \theta = 1.22 \frac{\lambda}{D}</math>

где θ — угловое разрешение (минимальное угловое расстояние), λ — длина волны, D — диаметр входного зрачка оптической системы (часто он совпадает с диаметром объектива). Учитывая чрезвычайную малость угла θ, в оптической литературе вместо синуса угла обычно пишут сам угол.

Коэффициент подобран так, чтобы интенсивность в минимуме между пятнами была равна примерно 0,75-0,8 от интенсивности в их максимумах — считается, что этого достаточно для различения невооруженным глазом.

Зависимость разрешения при фотографировании от свойств оптической системы[править]

При фотографировании с целью получения отпечатка или изображения на мониторе, суммарная разрешающая способность определяется разрешением каждого этапа воспроизведения объекта.

Способы определения разрешающей способности в фотографии[править]

Определение разрешающей способности производится путём фотографирования специального тестового объекта (миры). Для определения разрешающей способности каждого из элементов, принимающих участие в техническом процессе получения изображения, измерения проводят в условиях, когда погрешности от остальных этапов пренебрежимо малы.

Разрешающая сила объектива[править]


Разрешающая способность первичного материального носителя[править]

Фотографическая эмульсия[править]

Шаблон:Sect-stub Шаблон:Обновить Разрешающая способность фотографической плёнки или киноплёнки зависит, главным образом, от её светочувствительности и может составлять для современных плёнок от 50 до 100 лин/мм. Специальные плёнки (Микрат-200, Микрат-400) имеют разрешающую способность, обозначенную числом в названии.

Матрицы цифровых фотоаппаратов[править]

Разрешение матриц зависит от их типа, площади и плотности фоточувствительных элементов на единицу поверхности.

Оно нелинейно зависит от светочувствительности матрицы и от заданного программой уровня шума.

Важно, что современная иностранная трактовка линий миры считает пару черная и белая полоса - за 2 линии, - в отличие от отечественных теории и практики, где каждая линия всегда считается разделенной промежутками контрастного фона толщиной, равной толщине линии.

Некоторые фирмы - производители цифровых фотоаппаратов в рекламных целях пытаются повернуть матрицу под углом в 45°, достигая определённого формального повышения разрешения при фотографировании простейших горизонтально-вертикальных мир. Но если использовать профессиональную миру, или хотя бы повернуть простую миру под тем же углом, становится очевидным, что повышение разрешения - фиктивное.

Получение конечного изображения[править]

Разрешающая способность современных принтеров измеряется в точках на миллиметр (dpmm) или на дюйм (dpi). Шаблон:Sect-stub

Струйные принтеры[править]

Лазерные и светодиодные принтеры[править]

Мониторы[править]

Измеряется в точках на единицу длины изображения на поверхности монитораdpmm или dpi).

Микроскопы[править]

Разрешение оптического микроскопа R зависит от угловой апертуры α:

<math>R=\frac{1.22\lambda}{2n\sin\alpha}</math>.

где α - угловая апертура объектива, которая зависит от выходного размера линзы объектива и фокусного расстояния до образца. n - показатель преломления оптической среды, в которой находится линза. λ - длина волны света, освещающего объект или испускаемого им (для флюоресцентной микроскопии). Значение n sin α также именуется численная апертура.

Из-за накладывающихся ограничений значений α, λ, и η, предел разрешающей способности светового микроскопа, при освещении белым светом, – приблизительно 200…300 нм. Поскольку: α лучшей линзы – приближенно 70° (sin α = 0.94...0.95), учитывая также, что самая короткая длина волны видимого света является синей (λ = 450nm; фиолетовой λ = 400…433nm), и типично высокие разрешения обеспечивают линзы масляно-иммерсионных объективов (η = 1.52...1.56; по И. Ньютону 1,56 – показатель (индекс) преломления для фиолетового), имеем:

<math>R=\frac{0.61 \times 450\,\mbox{nm}}{1.56 \times 0.94} = 187\,\mbox{nm}</math>

Для других типов микроскопов разрешение определяется иными параметрами. Так, для растрового электронного микроскопа разрешение определяется диаметром пучка электронов и/или диаметром области взаимодействия электронов с веществом образца.

Литература[править]

Фадеев Г. Н. Химия и цвет. 2-е изд., перераб.- М.: Просвещение, 1983.- 160 с., ил.- (Мир знаний).

См. также[править]