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浅谈光学望远镜的分辨本领 ——为什么60AZ达不到那样的效果
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13733015233
仙女星系
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考虑到那个帖子里还有很多吧友被欺骗和盗图者无知无畏,所以专门开个帖子仔细说明一下光学望远镜的分辨本领。
送TA礼物
1楼
2014-08-21 21:35
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仙女星系
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这一点,得先从可见光是什么说起。
2楼
2014-08-21 21:36
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M31
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3楼
2014-08-21 21:36
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batt1ebear
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4楼
2014-08-21 21:37
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仙女星系
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总所周知,光是一种电磁波,而波在传播过程中遇到障碍物,能够绕过障碍物的边缘前进,这种偏离直线传播的现象就被称为衍射现象。由于衍射效应,截面有限而又绝对平行的光束是不可能存在的。
如图所示,这种衍射我们称之为夫琅禾费衍射,我们可以很明显的看出,衍射效应导致点成的像是一个中心亮斑和外围的一些同心亮环。中央为亮斑我们叫它艾里斑,半径为第一暗环的半径。
5楼
2014-08-21 21:37
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仙女星系
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当我们用光学仪器去观测天体时,比如一对双星,画面可以看成是许多不同颜色,不同亮度,不同位置的物点组成。由于夫琅禾费衍射,每个物点成的像实际上都是一个有一定大小的衍射斑,靠的太近的像斑就彼此重叠起来,使画面变得模糊不清,所以对于高放大率的精密光学仪器,衍射效应是提高分辨率的一个严重障碍。
6楼
2014-08-21 21:37
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仙女星系
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同样是双星的例子,当我们用望远镜观测太空中的一对双星时,他们的像是两个圆形衍射斑,当他们的角距离逐渐缩小时,由于两个物点的光是非相干的,强度直接叠加,我们就看不出来是两个圆斑。为了给光学仪器规定一个最小分辨率的标准,通常采用瑞利判据。这判据规定,当一个圆斑像的中心刚好落在另一个圆班像的边缘时,就算这两个像刚刚能分辨。
7楼
2014-08-21 21:38
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仙女星系
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因此我们只要算出半角宽度就可以得到望远镜的最小角分辨率公式,所以,首先要算出光强分布。
根据菲涅尔—基尔霍夫衍射公式
8楼
2014-08-21 21:40
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Rivena
平行宇宙
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60口径望远镜看到很多
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9楼
2014-08-21 21:42
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上面看起来太抽象,我们可以把函数图像画出来
这也与我们开始定性画出的艾里斑的形状相符。由此我们可以制作一张图表
由艾里斑的定义,当函数值为0是,x的值为1.220π带入我们上面推导式子中
(a为圆孔半径,分母是光的波长)可以得到第一暗环的角半径
通过这个公式,只要知道口径大小,我们就可以知道最小角分辨率。
10楼
2014-08-21 21:44
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仙女星系
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让我们来算一下60AZ的最小角分辨率。
根据
@杨礼铭
吧友的测量结果,那个盗图者的月球表面分辨率达到了1.45",所以说,那图必然不是口径为60的望远镜可以拍到的。
这和拍摄者技术无关,和望远镜本身构造无关,甚至和望远镜也没关注,同样适用于显微镜,间谍卫星,乃至瞳孔。这一切的一切,仅仅是因为光是一种波,而波会衍射。
11楼
2014-08-21 21:45
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仙女星系
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但也许有的人会想,既然光学仪器可以放大视角,从而使人能够分辨物体的细节,那么能不能通过提高放大率来提高分辨本领呢?这是不行的,增大了放大率之后,虽然放大了像点之间的距离,但每个像的衍射斑也放大了,光学仪器原来不能分辨的东西,放得再大,仍不能为我们的眼睛分辨。
12楼
2014-08-21 21:47
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坎大哈驻外大使
类星体
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插一下不介意吧
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13楼
2014-08-21 21:47
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所以说,如果那图真是它拿60AZ的望远镜拍的话,那他推翻的,将是整个波动光学,这个个人技巧无关,说不定明年他就去斯德哥尔摩领诺奖了
14楼
2014-08-21 21:49
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仙女星系
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说完了,
@真实与现实时代
15楼
2014-08-21 21:50
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