いくつかの光学機器は、反射、屈折、レンズ、プリズムなどの概念を使用して設計されています。顕微鏡と天体望遠鏡は、最も有用な機器の 2 つです。顕微鏡により、個人は肉眼では見えないアイテムを見ることができます。一方、望遠鏡は遠くのかすかな物体を観察することを目的としており、レンズの直径が大きく、焦点距離が長く、接眼レンズが交換可能です。これらのデバイスは同様の科学的概念を利用していますが、それらの違いは、目的を達成する能力にとって重要です。 顕微鏡と天体望遠鏡の解像力に関する研究資料を詳しく見ていきましょう。
顕微鏡の分解能
天体はしばしば望遠鏡を通して見られます。これらの物体は互いに何百万マイルも離れている場合がありますが、それらから来る光の方向はほぼ同じです。対照的に、顕微鏡は近くの物体を見るために使用されます。顕微鏡の分解能は、分解能範囲によっても決まります (反比例)。
顕微鏡の解像度の限界は、顕微鏡によって形成された画像が適切に区別されている場合の、近くにある 2 つの物体間の最短距離です。この距離が小さいほど、顕微鏡の分解能が高くなります。
物体の 2 点が近すぎて回折ディスクが重なり合う場合、それらの点を別々に見ることはできません。顕微鏡の解像力は、どのくらい離れた点を別々に見ることができるかを教えてくれます。
解決範囲
光学機器の解像度範囲は、2 つの点オブジェクト間の最小角度距離に等しく、それらの画像を光学機器で別々に見ることができます。
d =0.61 λN.A
ここで、λは使用する光の波長、dは対物レンズの開口径、N.Aは開口数です。
解決力
光学機器の分解能は、光学機器が 2 つの物体の像を別々に形成できる 2 つの物体間の最小距離です。 D で表され、その単位はメートルまたはセンチメートルです。
1Δd =2nsinϴ ƛ
望遠鏡
望遠鏡は、曲面鏡を使用して夜空からの光を集めて焦点を合わせ、肉眼では見えない遠くの物体を見る光学ツールです。
凹面鏡は凸レンズのように動作するため、望遠鏡は凹面鏡を最初の構成要素または対物レンズとして使用できます。フラットミラーは、光学機器で一般的に使用され、携帯性を高めたり、カメラやその他のセンサーシステムに光を伝達したりします。
望遠鏡でレンズの代わりにミラーを使用することには、多くの利点があります。ミラーはレンズよりも大きく構築できるため、遠くの物体を観察するために必要な膨大な量の光を集めることができます。望遠鏡は、顕微鏡と同様に、電磁スペクトルのさまざまな範囲の周波数を使用することもできます。大きくて完全に平らなミラーは焦点距離が非常に長いため、かなりの角倍率が得られます。
屈折器と反射器は、望遠鏡の 2 つの主要なタイプです。望遠鏡の種類は、望遠鏡の光を集める部分である対物レンズによって決まります。屈折望遠鏡のターゲットはガラスレンズです。望遠鏡の前面にはガラスレンズがあり、通過する光を曲げます (屈折させます)。反射望遠鏡の対物レンズは鏡です。光は、望遠鏡の背面近くにある鏡に当たると反射されます (反射されます)。
望遠鏡の倍率
無限遠にある物体が眼に向ける角度に対する明確な視覚の最小距離で形成される画像が眼に向ける角度の比率は、望遠鏡の倍率です。
M =(fo/fe)(e1 + f/D)
M =倍率
fo=オブジェクトの焦点距離
fe =アイピースの焦点距離
D =鮮明な視覚の最小距離
望遠鏡の分解能
1Δϴ =d1.22ƛ
結論
対物レンズは、顕微鏡と望遠鏡の両方で使用されます。このレンズは、観察者が見ている実際のオブジェクトまたはシーンから光を収集します。通常、肉眼では見ることができない鮮明な画像を見るのに役立つように、光線に集中します。天体望遠鏡は、肉眼では無視できるサイズに見える遠くの物体の拡大画像を表示するという基本的な目的を果たします。
顕微鏡と天体望遠鏡はどちらも倍率の専門家です。肉眼では見えにくいものをより近くで見ることができます。画像がより大きく鮮明な印象を与えます。顕微鏡では細胞の動きを観察でき、望遠鏡では空に浮かぶ流れ星の動きを見ることができます。
顕微鏡と望遠鏡は、現在の小宇宙と大宇宙の理解を大きく助ける強力な道具です。これらのガジェットの開発は、物理学、天文学、生物学などの分野でブレークスルーをもたらしました。
