1、現在學習的是第一頁，共14頁 平行光通過圓孔經透鏡會聚，照射在焦平面處平行光通過圓孔經透鏡會聚，照射在焦平面處的屏幕上，也會形成衍射圖樣。的屏幕上，也會形成衍射圖樣。衍射圖樣是一組同心的明暗相間的圓環，中央處是一個亮衍射圖樣是一組同心的明暗相間的圓環，中央處是一個亮圓斑。圓斑。中央明區集中了衍射光能的中央明區集中了衍射光能的 83.5%f一、圓孔一、圓孔夫瑯禾費夫瑯禾費衍射衍射愛愛里里斑斑d現在學習的是第二頁，共14頁圓孔衍射圓孔衍射光強分布光強分布sin1.116R0.61R0/PII101.619R夫瑯禾費圓孔衍射光強分布夫瑯禾費圓孔衍射光強分布*現在學習的是第三頁，共14頁愛愛里里斑斑d

2、 第一暗環所圍成的中央第一暗環所圍成的中央光斑稱為光斑稱為愛里斑。愛里斑。第一暗環對應的衍射角第一暗環對應的衍射角 稱為稱為愛里斑的半角寬愛里斑的半角寬， 經圓孔衍射后，一個點光源對應一個愛里斑。經圓孔衍射后，一個點光源對應一個愛里斑。dfDLPDfd 22. 12：艾里斑直徑：艾里斑直徑d現在學習的是第四頁，共14頁 按照波動光學的觀點，透鏡相當于一個圓孔，由按照波動光學的觀點，透鏡相當于一個圓孔，由于衍射的存在，一個物點通過透鏡所成的像，不是一于衍射的存在，一個物點通過透鏡所成的像，不是一個幾何點像，而是一個有一定大小的愛里斑。個幾何點像，而是一個有一定大小的愛里斑。 大多數光學儀器所用透

3、鏡的邊緣都是圓形，圓大多數光學儀器所用透鏡的邊緣都是圓形，圓孔的夫瑯和費衍射對成象質量有直接影響。孔的夫瑯和費衍射對成象質量有直接影響。 一一對應一一對應幾何光學幾何光學: 物點物點像點像點一一對應一一對應波動光學波動光學:物點物點像斑像斑二、二、光學儀器的分辨本領光學儀器的分辨本領光學儀器對點物成像，是一個有光學儀器對點物成像，是一個有一定大小的愛里斑。一定大小的愛里斑。現在學習的是第五頁，共14頁兩個物點通過透鏡所成的像，就是兩個愛里斑。兩個物點通過透鏡所成的像，就是兩個愛里斑。瑞利給出恰可分辨兩個物點的判據。瑞利給出恰可分辨兩個物點的判據。 若兩物點距離很近，對應的兩個愛里斑可若兩物點距

4、離很近，對應的兩個愛里斑可能部分重疊而不易分辨。能部分重疊而不易分辨。S1S2光學儀器對點物成像，是一個有光學儀器對點物成像，是一個有一定大小的愛里斑。一定大小的愛里斑。現在學習的是第六頁，共14頁 1、瑞利判據、瑞利判據 對于兩個強度相等的對于兩個強度相等的不相干的不相干的點光源點光源 (物點物點) ，一個，一個點光源的衍射圖樣的點光源的衍射圖樣的主極大主極大剛好和另一點光源衍射圖剛好和另一點光源衍射圖樣的樣的第一極小第一極小相相重合重合，這時兩個點光源（或物點）恰，這時兩個點光源（或物點）恰為這一光學儀器所分辨。為這一光學儀器所分辨。08 . 0 I現在學習的是第七頁，共14頁*1s2sf

5、min 2、光學儀器的分辨本領光學儀器的分辨本領2dDfd 22. 12minD 22.1min（兩光點剛好能分辨）（兩光點剛好能分辨）Dfd22. 12光學儀器的通光孔徑光學儀器的通光孔徑D滿足瑞利判據的兩物點間的距離，滿足瑞利判據的兩物點間的距離，就是光學儀器所能分辨的最小距離。就是光學儀器所能分辨的最小距離。此時，此時，兩個物點對透鏡中心所張的角兩個物點對透鏡中心所張的角，稱為稱為最小分辨角最小分辨角。現在學習的是第八頁，共14頁光學儀器分辨率光學儀器分辨率 22. 11minDR 1,D光學儀器的最小分辨角越小，分辨率就越高。光學儀器的最小分辨角越小，分辨率就越高。現在學習的是第九頁，

6、共14頁 對望遠鏡，對望遠鏡， 不變，不變，盡量增大透鏡孔徑盡量增大透鏡孔徑 D，以提高，以提高分辨率。分辨率。 一般天文望遠鏡的口徑都很大，世界上最大的一般天文望遠鏡的口徑都很大，世界上最大的天文望遠鏡在智利，直徑天文望遠鏡在智利，直徑16米，由米，由4片透鏡組成。片透鏡組成。 對顯微鏡，對顯微鏡，主要主要通過減小波長來提高分辨率。通過減小波長來提高分辨率。電電子顯微鏡用加速的電子束代替光束，其波長約子顯微鏡用加速的電子束代替光束，其波長約 0.1nm，用用它來觀察分子結構。它來觀察分子結構。 榮獲榮獲 1986 年諾貝爾物理學獎的掃描隧道顯微鏡最年諾貝爾物理學獎的掃描隧道顯微鏡最小分辨距離

7、已達小分辨距離已達 0.01 ，能觀察到單個原子的運動圖像。，能觀察到單個原子的運動圖像。 提高光學儀器分辨本領的兩條基本途徑：提高光學儀器分辨本領的兩條基本途徑：現在學習的是第十頁，共14頁01 . 0 1990 年發射的年發射的哈勃哈勃太空望遠鏡的凹面物鏡太空望遠鏡的凹面物鏡的直徑為的直徑為2.4m ，最小分最小分辨角辨角 ，在大氣層，在大氣層外外 615km 高空繞地運行高空繞地運行 , 可觀察可觀察130億光年遠的太億光年遠的太空深處空深處, 發現了發現了500 億個億個星系。星系。 現在學習的是第十一頁，共14頁解（解（1）D 22.1minrad102 . 24（2）m103m10

8、5 . 522. 1374min102 . 2cm25 ld0.055mmcm0055. 0例：例：設人眼在正常照度下的瞳孔直徑約為設人眼在正常照度下的瞳孔直徑約為3mm，而在而在可見光中，人眼最敏感的波長為可見光中，人眼最敏感的波長為550nm，問：問：（1）人眼的最小分辨角有多大？人眼的最小分辨角有多大？ （2）若物體放在距人眼若物體放在距人眼25cm（明視距離）明視距離）處，則處，則兩物點間距為多大時才能被分辨？兩物點間距為多大時才能被分辨？現在學習的是第十二頁，共14頁D 22. 1 眼睛的最小分辨角為眼睛的最小分辨角為cm 120d設人離車的距離為設人離車的距離為 S 時，恰能分辨這兩盞燈。時，恰能分辨這兩盞燈。931055022. 120. 1100 . 522. 1 DddSm 1094. 83 Sd取取解：解：d =120 cmS由題意有由題意有mm 0 . 5Dnm 550 觀察者觀察者在迎面駛來的汽車上，兩盞前燈相距在迎面駛來的汽車上，兩盞前燈相距120 cm ，設夜間，設夜間人眼瞳孔直徑為人眼瞳