Rayleigh kritériuma • James Trefil, Enciklopédia "A világegyetem kétszáz törvénye"

Rayleigh kritérium

Lord Rayleigh – a viktoriánus korszak brit "tudósainak, uraim" generációjának egyik legfényesebb képviselője. Mint egy átfogóan erudtiszta természettudós, számos tudományágban ismerték fel, elsősorban az argon felfedezéséért. Ugyanakkor lehetetlen megjegyezni, hogy hozzájárul a különböző fizikai ágak, különösen az optika fejlődéséhez. A fényszóródás jelenségének tanulmányozása során Rayleigh nagyon fontos kritériumot fogalmazott meg a fényforrások megkülönböztethetőségére az optikai eszközökben, amelyek most már a nevét viselik.

Tegyük fel, hogy éjszaka vezet egy közvetlen, nem világos autópályán. Úton újabb autót keresel a bejövő távolsági fényszórókkal. Először látod a fény elmosódását a távolban. Azonban, ahogy közeledik, elkezd különbséget tenni két külön fényforrás között. Most itt az ideje, hogy ne felejtsük el, hogy a közeledő gép fényszórói egy vékony optikai eszközön keresztül láthatók, amely az emberi szem: a fényszórók fénye a optikai sugárzásnak a szemhéja retináján levő lencsén keresztül érkezik. Kérdés: milyen közel kell a közeledő autó, hogy elkezdjük érzékelni a két fényszórót külön-külön?

A diffrakció klasszikus elmélete szerint egy távoli forrásból származó, kerek szemlencse alá eső fénysugár fényes és sötét koncentrikus sávok sorozatából áll, mely egy világos központi pont köré épül fel, az ún. diffrakciós minta. Az optika törvényei azt mondják, hogy a valódi fényforrás a mi észlelésünkben homályos lesz, és ez az elmosódás minden optikai eszközön megfigyelhető. Ha két közeli fényforrást látunk, elmosódott képeik egymást átfedik. Rayleigh csak azt mutatta, hogy ha egy fényforrás diffrakciós mintázatának központi fénypontját egy másik fényforrás középponti fénypontjából távolítjuk el, nem kevesebb, mint az első sötét diffrakciós sáv sugara, akkor két fényforrást különítünk el: ezt a távolságot nevezzük lineáris felbontás optikai műszer. Ha két fényforrást távol van egymástól d, ezek távolsága egyenlő velünk Da fény hullámhossza λés a szemlencse átmérője és akkor a Rayleigh-kritérium szerint a két forrás optikai felbontásának feltétele a szemlencse:

d/D > 1,22 λ/A

Más szóval, ha a pont fényforrásokat legalább egy távolság választja el d, megfigyelő, távolról D, képes lesz megkülönböztetni őket a szemlencse átmérőjében A különállóak, különben egyesülnek. hozzáállás d/D egy radianális szögmérés (fokozatos átszámítás, 57,3-os szorzás) két fényforrás irányába. A Rayleigh-kritérium így meghatározza a szögfelbontás határértékeit minden optikai eszköz esetében, legyen szó teleszkópról, kameráról vagy emberi szemről. (Az 1.22 együtthatót matematikailag határozzák meg, és megköveteli, hogy az okulár mérete és a fényhullám hossza ugyanabban az egységekben legyen mérve.)

Rayleigh kritériuma szerint az emberi szem optikai felbontása 25 ívperc, ami kevesebb, mint száz fokos! De ez az ideális. A gyakorlatban a legelõnyösebbek is képesek megkülönböztetni a fényforrásokat, amelyek 3-5 fokos szögperiódusú felbontásúak – vagyis a nagyságrend még rosszabb. És ez a retina hibás – ennek szerkezete nem biztosítja a lencse lehetőségeinek teljes körű használatát. Így az eredeti példához való visszatérés ideális esetben két fényszórót különböztethet meg két közvetlen fényforrásként.körülbelül 10 km-re. A gyakorlatban az emberi szem csak 1 km-es távolságból tudja megkülönböztetni őket. Valóságos pilóta valószínűleg csak vak, és megpróbál koncentrálni az úton, aminek következtében két közeledő fényszórót vesz fel, még egy rövidebb távolságtól is.

ugyanaz Baron RELAY (REYLEY) III "> John William STRETT, ugyanaz Rayleigh báró (RAILIE) III
John William Strutt, harmadik Rayleigh báró, 1842-1919

Angol fizikus. Született Witham, Essex (Witham, Essex). A cím 1873-ban az apja halála után örökölt. Hosszú és változatos tudományos karrierjét kezdte a családi birtokon, mindenféle fizikai és kémiai kísérletet folytatva. Idővel professzor lett a Cambridge-i Egyetemen. A természettudomány különböző területein elért siker: Rayleigh "Theory of Sound" elméleti alapművelete (A hangelmélet) továbbra is az akusztikus mérnökök referenciakirálya marad. 1904-ben Rayleigh megkapta a Nobel-díjat az argon felfedezésére. Ezt megelőzően sok évet szentelt a fény kölcsönhatásának elméletének kidolgozásában. Közelebbről Rayleigh felfedezte azt a mintát, amely szerint a fényszóródás mértéke függ a hullámhossztól – minél rövidebb a hullámhossz, annál erősebb a szétszóródás, vagyis a kék fény szétszóródik több mint vörös (ez különösen megmagyarázza, miért kék az ég; cm. Diszperzió: atomi elmélet).


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: