Разрешающая способность оптических приборов (объектива, дифракционной решетки). Критерий Рэлея.

Изображение светящей точки прибором, в котором всегда имеется ограничение сечения светового луча, является дифракционной картиной, состоящей из светлых и темных колец (т.е. не является точечным). Следовательно, раздельное восприятие (разрешение) изображений двух близко расположенных точек сводится к различию их дифракционных картин.

Рэлейввел критерий разрешения дифракционных изображений:

изображения двух близлежащих точек или двух близлежащих спектральных линий с равными интенсивностями и одинаковыми симметричными контурами разрешимы (разделены для восприятия), если центральный максимум дифракционной картины от одного источника (линии) совпадает с первым минимумом дифракционной картины от другого.

При выполнении критерия Рэлея интенсивность «провала» между максимумами составляет приблизительно 80 % от интенсивности в максимуме(рис.1а), что является достаточным для визуального раздельного восприятия двух близкорасположенных линий. Если критерий Рэлея нарушен, то наблюдается одна линия (рис.1б).

Рис. Изображения двух близлежащих спектральных линий с равными интенсивностями и одинаковыми симметричными контурами. Штриховой линией изображена результирующая интенсивность.

Разрешающая способность (разрешающая сила) объектива

,

где dy — наименьшее угловое расстояние между двумя точками, при котором они еще разрешаются оптическим прибором, D- диаметр объектива, l - длина волны света.