Разрешающая способность оптических приборов

Мы уже указывали, что волновые свойства света ограничивают возможности оптических систем, рассчитанных методами лучевой оптики; основную роль при этом играет дифракция.

Так, при наблюдении звезд в телескоп изображение создается участком волнового фронта, опирающимся на входное отверстие телескопа. Пусть его диаметр равен D. Тогда первый минимум света получится под углом ф к направлению распространения света (направлению на звезду), причем sinϕ ≈ ϕ= 1,22 λ/D.

Если направления на две звезды образуют угол т|э, то для их раздельного восприятия, очевидно, нужно, чтобы центральная часть изображения второй звезды лежала не ближе первого минимума в изображении первой звезды, т. е. звезды будут восприняты отдельно, если

Следовательно, для увеличения разрешающей способности телескопа следует увеличивать диаметр входного отверстия. Увеличение диаметра объектива выгодно и в том отношении, что в создании изображения участвует большой световой поток — здесь требования лучевой и волновой оптики совпадают.

При рассматривании малых предметов в микроскоп следует иметь в виду дифракционные пучки, идущие от этих предметов. Для получения изображения необходимо, чтобы в объектив микроскопа попали лучи, образующие по меньшей мере первый минимум дифракционного изображения, в противном случае вс^ поле зрения будет засвечено более или менее равномерно (см. § 4.6). Если считать объект щелью шириной h, то для направления на первый минимум имеем sin α =λ/h. Поэтому наименьший размер доступного наблюдению объекта есть

Здесь единственным способом увеличить разрешающую способность микроскопа является уменьшение длины волны, чем и объясняется развитие ультрафиолетовой микроскопии, требующей, правда, специальных сортов стекла, прозрачных для ультрафиолетового излучения, и специальных приемников света.

Теплово́е излуче́ние или лучеиспускание — передача энергии от одних тел к другим в виде электромагнитных волн за счёт их тепловой энергии. Тепловое излучение в основном приходится на инфракрасный участок спектра, т.е на длины волн от 0,74 мкм до 1000 мкм. Отличительной особенностью лучистого теплообмена является то, что он может осуществляться между телами, находящимися не только в какой-либо среде, но и вакууме.

Примером теплового излучения является свет от лампы накаливания.

Мощность теплового излучения объекта, удовлетворяющего критериям абсолютно чёрного тела, описывается законом Стефана — Больцмана.

Отношение излучательной и поглощательной способностей тел описывается законом излучения Кирхгофа.

Тепловое излучение является одним из трёх элементарных видов переноса тепловой энергии (помимо теплопроводности и конвекции).

Равновесное излучение — тепловое излучение, находящееся в термодинамическом равновесии с веществом.

Основные свойства теплового излучения [ править ]

· Тепловое излучение происходит по всему спектру частот от нуля до бесконечности

· Интенсивность теплового излучения неравномерна по частотам и имеет явно выраженный максимум при определенной частоте

· C ростом температуры общая интенсивность теплового излучения возрастает

· C ростом температуры максимум излучения смещается в сторону больших частот (меньших длин волн)

· Тепловое излучение характерно для тел независимо от их агрегатного состояния

· Отличительным свойством теплового излучения является равновесный характер излучения. Это значит, что если мы поместим тело в термоизолированный сосуд, то количество поглощаемой энергии всегда будет равно количеству испускаемой энергии.

Основные понятия и характеристики теплового излучения [ править ]

Энергетическая светимость тела [ править ]

Энергетическая светимость тела - — физическая величина, являющаяся функцией температуры и численно равная энергии, испускаемой телом в единицу времени с единицы площади поверхности по всем направлениям и по всему спектру частот.

; Дж/с·м² = Вт/м²