Çözme gücü

Olarak optik, terimi, çözme gücü belirtir , örneğin, ince yapılar ayrımlılık iki nokta benzeri nesneler için sahip olması gereken ayrı nesneler olarak algılamak mümkün minimum mesafe. Açısal bir mesafe ( açısal çözünürlük ) belirtilerek veya zar zor ayrılabilen yapılar arasındaki mesafe belirtilerek nicelleştirilebilir. Kontrast transfer işlevi , çözünürlüğün kontrasta bağımlılığını tanımlar .

göz

Çıplak gözün çözünürlüğü kişiden kişiye büyük ölçüde değişebilir. Normal görüşe sahip yetişkinler, gözün yaklaşık 10 cm yakınında hareket eden şeyleri hala net bir şekilde görebilir, ancak kısa bir süre sonra yorgunluk oluşur. Konaklama uzun vadede çok yorucu olur. Çoğu yetişkin, bir nesneyi sürekli olarak 25 cm mesafeden görebilir. Bu mesafe, bu nedenle, geleneksel görsel aralık veya referans görsel aralık olarak adlandırılır . Burada göz, daha uzun süreler için en iyi uzaysal çözünürlüğü elde edebilir. Bu mesafede, bazı insanlar yapıları 0,15 mm mesafeden ayırt edebilirler. Bu, yaklaşık 2 ark dakikalık bir görüş açısına karşılık gelir  . Diğer insanlar ise yapıları yalnızca 0,3 mm veya 4 açısal dakika mesafede ayırt eder. Nesne göze 25 ila 10 cm yakın tutulursa, kısa süreler için buna uygun olarak daha iyi bir uzaysal çözünürlük elde edilebilir. Gevşek gözlerde ve birkaç metreden sonsuza kadar daha büyük mesafelerde, insan gözünün tipik açısal çözünürlüğü, 1 görme keskinliğine karşılık gelen 1 açısal dakikadır .

Zayıf kontrastlarda ve görüş alanının kenarına doğru görme keskinliği gözle görülür şekilde azalır .

Optik enstrümanlar

ayrıca bakınız: çözünürlük (fotoğraf) ve çözünürlük (mikroskopi) ve ayrıca teleskop karakterizasyonu

Teleskoplar veya mikroskoplar gibi optik cihazlar, hem çözümleme gücü hem de parlaklık algısı açısından gözün olanaklarını genişletir . İkincisi, yalnızca açıklık (hedefin açılması) tarafından belirlenir . Görsel gözlemler durumunda , optik cihazın açısal çözünürlüğü insan gözününkine uyarlanana kadar teleskop veya mikroskobun büyütmesi faydalı bir şekilde arttırılabilir. Biri daha sonra yararlı büyütmeden bahseder . Bununla birlikte, görsel kontrastın çok düşük olduğu çok fazla büyütme, ölü büyütme veya boş büyütme olarak adlandırılır . Bu durumda, görüntü yalnızca daha büyük görünür, ancak ek ayrıntılar görünmez.

Optik aletlerin çözünürlüğü kırınım ile sınırlıdır ( kırınım sınırlaması olarak adlandırılır , kırınım disklerine bakın ). İki nokta kaynağı kırınım sınırlı bir aletle birbirinden ayırmak için Rayleigh kriteri kullanılabilir, örneğin .

Mikroskopların çözme gücü burada detaylı olarak anlatılmaktadır . Bu bağlıdır sayısal açıklığı kullanılan hedef ve gözlem dalga boyu. 0,55 mikrometrelik bir gözlem dalga boyu için (yeşil ışık), 0,1, 0,65 ve 1,4 sayısal açıklığa sahip hedefler için, örneğin 2,75, 0,423 ve 0,196 mikrometre çözünürlük elde edilir. Mikroskop amaçları için 1,4 sayısal açıklığın maksimum olduğu ve buna göre yeşil ışık için maksimum yaklaşık 0,2 mikrometre çözünürlük elde edilebileceği belirtilmelidir. Bu kadar küçük yapıları çıplak gözle görebilmek için yaklaşık 1000 büyütme yapmak mantıklıdır. Büyütme, objektif ve göz merceği birleştirilerek mikroskopta ayarlanabilir.

Bu tür boya geçişlerinin doygunluk doğrusal olmayan etkileşimleri ışık ile madde kullanarak, STED'in mikroskopi ya da anahtarlama boyalar açık / kapalı olarak foto-aktif lokalizasyon mikroskobu (PALM), çözünürlük daha da arttırılabilir. STED yöntemiyle, tipik olarak 20 ila 30 nanometrelik çözünürlükler elde edilir. Daha fazla iyileştirme, 2016'da yaklaşık 1 nanometre çözünürlüklere yol açtı.

Atomik kuvvet mikroskobunda (alt nanometre aralığındaki çözünürlükler) veya optik yakın alan mikroskobunda (20 nanometre civarında çözünürlükler ) probun boyutu da çözünürlüğü belirleyebilir ve daha da artırabilir.

Büyük durumunda giriş açıklığı arasında optik sistemlerin , çözünürlük, genellikle henüz değildir sınırlı değil göre, kırınımı ile diyafram hatalar. Bunlar , kritik duruşta optimal bir çözünürlük elde edilecek şekilde , durdurularak azaltılabilir .

Hava türbülansı ( görme ) genellikle dünya tabanlı teleskopların çözünürlüğünü ( açısal çözünürlük ) yaklaşık 1 ″ ile sınırlar . Daha büyük teleskoplar burada otomatik olarak daha iyi bir çözünürlük sağlamaz. Bu dünya tabanlı teleskopların maksimum çözünürlüklerini elde etmeleri için, örneğin uyarlanabilir optik veya benek interferometrisi gibi özel teknikler gereklidir . Hubble Uzay Teleskobu görünür dalga boylarında müdahale atmosfer ortadan olmasından dolayı 0.05 civarında bir çözünürlüğe "elde, ancak, dünya yüzeyinde büyük teleskoplar daha az ışık toplar.

Teleskopa bağlı bir video kamera kullanarak gezegenler veya çoklu yıldız sistemleri gibi küçük ama parlak nesneleri gözlemlerken görme etkileri azaltılabilir. Amatör gökbilimciler bile, düzinelerce ila binlerce bireysel görüntüyü seçip üst üste bindirerek (“ şanslı görüntüleme ”) gezegen yapılarını bir yay saniyesinden daha az bir çözünürlükle haritalayabilir .

Teleskopta hala ayırt edilebilen, aşağı doğru kırınım ile sınırlanan iki nesne arasındaki minimum açı, aşağıdaki bağıntı ile verilir:

 : minimum açı
 : Gözlenen radyasyonun dalga boyu
 : Açılış çapı

Formül, Dawes tarafından ampirik olarak bulunan ilişki tarafından doğrulanır . Birkaç ayrı teleskopu "birbirine bağlayarak" , teleskoplar arasındaki mesafeye karşılık gelen çözünürlüğe sahip interferometri kullanılarak bir görüntü hesaplanabilir.

İnternet linkleri

Bireysel kanıt

  1. ↑ Dieter Gerlach: Işık mikroskobu . 2. Baskı. Thieme Verlag, Stuttgart 1985, ISBN 3-13-530302-0 , s. 2 .
  2. ↑ Floresan mikroskobu: Daha da keskinleşmiyor , araştırmacılar floresan mikroskobunda nihai çözünürlük sınırına ulaşıyor, MPG, 2016.
  3. ↑ Ludwig Bergmann , Clemens Schaefer : Deneysel Fizik Ders Kitabı . Cilt 3: Optik . De Gruyter, Berlin / New York 2004, ISBN 3-11-017081-7 , s.370 .