レイリー基準は、別々のオブジェクトに分解できる 2 つの光源間の最小距離を確立します。
星などの点光源を円形開口望遠鏡で調べると、画像は点光源ではなく、多数の非常にかすかなリングに囲まれた円盤になります。円形開口部による光のフラウンホーファー回折により、これらのリングが生成されます。レイリー基準は、インコヒーレントな光学システムを念頭に置いて設計されました。蛍光は、2 つの発光点オブジェクトが独立して蛍光を発する非干渉プロセスであるため、蛍光顕微鏡で使用できます。
分解能
顕微鏡、望遠鏡、その他の光学装置が、近くにある 2 つの物体を独立した物体として解像する能力は、解像力と呼ばれます。近くに位置する 2 つの物体によって形成される回折パターンが重なり合うため、光学機器の分解能には理論上の上限があります。あらゆる機器の分解能は、多くの要因に影響されます。解像度または分解能を向上させるために変更を加えることができます。分解能に単位はありません。それは無次元の量です。
解像度の限界
解決されたばかりの 2 つのオブジェクト間の角度距離または直線距離が、解決の限界です。これは、分解能の概念に似ています。実際、解像力は解像限界の逆数に等しくなります。その結果、解像度の下限は、対物レンズの解像力が強いことを示します。
回折限界
アパーチャ (円形の開口部) を通して点アイテムを見ると、点像ではなく回折パターンが作成されます。アイテムのサイズが光の波長に匹敵する場合、回折パターンはより見やすくなります。中心から遠ざかるにつれて、回折パターンはフェードアウトする同心リングとして現れます。エアリー ディスクまたはエアリー パターンと呼ばれるものです。単一のスリットによって生成される回折に匹敵する回折が、このパターンの原因です。円形開口部の異なるセクションは、建設的および破壊的に互いに干渉します。この効果は、絞りが小さい場合に最も顕著ですが、絞りが大きい場合にも見られます。
進行するにつれて、2 つのエアリー ディスクまたはパターンが互いに識別できなくなるポイントまで、同心リングが消えていきます。回折限界と呼ばれるものです。
レイリーの基準
レイリー基準は、回折によって、画像形成システムが解像できる角度の広がりの最小値が、波の波長と開口幅の比率に制限されることを示しています。その結果、天体望遠鏡、長距離望遠カメラ レンズ、電波望遠鏡などの高解像度イメージング システムでは大口径が使用されます。
最近解決された 2 つのオブジェクト間の距離は、レイリーの基準によって決定されます。 1 つの画像の回折パターンが 2 番目の画像の最初の最小回折パターンよりも大きい場合、2 つの画像がちょうど解決されると主張しています。
ちょうど解決可能な 2 つのオブジェクト間の最小角度距離の公式は、レイリーの基準によって与えられます。式は次のようになります:θ=1.22λ/D
ここで D =円形開口
And =波長
望遠鏡の分解能
望遠鏡は、遠くの物体を見るために使用される装置です。通常、レンズ、曲面鏡、またはその 2 つの組み合わせで構成され、遠くの物体をより近くから見ているように見えるようにします。さまざまな惑星天体を観察するために最も一般的に使用されています。
2 つの離れた星が互いに近すぎると、それらの間の角度のギャップは非常に小さくなります。望遠鏡の分解能によって、星が別々の星として見えるかどうかが決まります。
望遠鏡の分解能は次のように与えられます:分解能=1=d/1.22λ
2 つのオブジェクト間の角度分離は次のとおりです
d =レンズの直径
=光の波長
顕微鏡の分解能
顕微鏡は、小さすぎて肉眼では見えない微細な物体を見ることができる装置です。対物レンズと接眼レンズ (接眼レンズとも呼ばれます) の 2 つのレンズで構成されています。顕微鏡の焦点における対物レンズの直径と、レンズと顕微鏡標本の間の媒質の屈折率によって決まる角度が、顕微鏡の分解能を決定します。
顕微鏡の分解能は次のようになります:
分解能=1d=2a/λ
ここで a は開口数です
波長です
人間の目の解像力
他の光学機器と同様に、目の解像度はレンズの直径 (この場合は瞳孔) と、可視光の波長に相当する波長によって決まります。
結論
レイリー基準は、別々のオブジェクトに分解できる 2 つの光源間の最小距離を確立します。レイリー基準は、インコヒーレントな光学システムを念頭に置いて設計されました。顕微鏡、望遠鏡、または任意の光学装置が、近くにある 2 つの物体を独立した物体として解像する能力は、解像力と呼ばれます。解決されたばかりの 2 つのオブジェクト間の角度距離または直線距離が、解決の限界です。望遠鏡は、遠くの物体を見るために使用されるデバイスです。顕微鏡は、小さすぎて肉眼では見えない微細な物体を見ることができるデバイスです。
