光學(xué)儀器課件

放大本領(lǐng)聚光本領(lǐng)分辯本領(lǐng)光學(xué)儀器的指標(biāo)§4－8物鏡的聚光本領(lǐng)物鏡的聚光本領(lǐng)：◎描述物鏡聚集光通量能力的物理量?！蛴孟竺娴恼斩葋?lái)量度。

聚光本領(lǐng)與數(shù)值孔徑1、近物距情況（顯微鏡）：2、遠(yuǎn)物距情況（望遠(yuǎn)鏡）:3、照相機(jī)的聚光本領(lǐng)：（1）近物：（2）遠(yuǎn)物：§4.13助視儀器的分辨本領(lǐng)一、分辨本領(lǐng)1.圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射：圓孔孔徑為D

L衍射屏觀察屏中央亮斑(愛(ài)里斑)

1

f相對(duì)光強(qiáng)曲線1.22(

/D)sin

1I/I00愛(ài)里斑

D

愛(ài)里斑變小!2、分辯本領(lǐng)的概念：幾何光學(xué):物點(diǎn)

象點(diǎn)物(物點(diǎn)集合)

象(象點(diǎn)集合)經(jīng)圓孔波動(dòng)光學(xué):物點(diǎn)

象斑物(物點(diǎn)集合)

象(象斑集合)剛可分辨非相干疊加不可分辨瑞利判據(jù):

對(duì)于兩個(gè)等光強(qiáng)的非相干物點(diǎn),如果其中一個(gè)象斑的中心恰好落在另一象斑的邊緣(第一暗紋處),則此兩物點(diǎn)被認(rèn)為是剛剛可以分辨。參見(jiàn)下圖！經(jīng)圓孔根據(jù)瑞利判據(jù)，最小分辨角（分辨極限角）：

分辨本領(lǐng)的定義：ID**S1S20

1U◆人眼的分辨本領(lǐng)：

意義：描述人的眼睛可以分辨非常靠近的兩個(gè)物點(diǎn)的能力。眼睛的瞳孔為有效光闌，R≈1㎜，以=550nm計(jì)算，可算得最小分辨角為：因此，人眼可分辨物面上兩點(diǎn)間的距離為：視網(wǎng)膜上兩點(diǎn)間的距離為：◆望遠(yuǎn)鏡物鏡的分辨本領(lǐng)：意義：描述對(duì)物鏡象方焦平面上兩象點(diǎn)的分辨極限。分辨極限

y`越小，望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)越高，這要求相對(duì)孔徑（d/f`）增大，這樣同時(shí)也增大了聚光本領(lǐng)。意義：描述對(duì)兩個(gè)很靠近物點(diǎn)的分辨極限。欲提高分辨本領(lǐng)，應(yīng)增大數(shù)值孔徑（u.sinu

），這同時(shí)也增大了聚光本領(lǐng)?！麸@微鏡物鏡的分辨本領(lǐng)：§4.14分光儀器的分辨本領(lǐng)一、棱鏡光譜儀：1、棱鏡光譜的角色散率定義：設(shè)波長(zhǎng)為兩條譜線的偏向角分別為，這個(gè)角距離可以用

角色散率D來(lái)表示：已知，在最小偏向角條件下有：所以，在最小偏向角條件下可推得棱鏡的角色散率為：

顯然，當(dāng)棱鏡確定（材料、結(jié)構(gòu)），其角色散率值就是一定的。若已知角色散率D，則波長(zhǎng)相差Δλ的兩條譜線之間的角距離Δθ便可求得：2、棱鏡光譜色分辨本領(lǐng)的定義：設(shè)剛好能分辨開(kāi)兩條譜線

時(shí)的最小波長(zhǎng)差是Δλ，則色分辨本領(lǐng)定義為：顯然，Δλ越小，色分辨本領(lǐng)就越高。色分辨本領(lǐng)是表征分光儀器能分開(kāi)極為靠近的兩條譜線的能力。根據(jù)瑞利判據(jù)，可推得（參見(jiàn)P296--296）：由此可見(jiàn)，當(dāng)棱鏡角A一定，材質(zhì)一定，要想提高棱鏡的色分辨本領(lǐng)，可以通過(guò)增加棱鏡底邊的寬度δ來(lái)實(shí)現(xiàn)。二.光柵光譜儀的分辨本領(lǐng)1.光柵光譜光柵光譜有多級(jí)，且是正比光譜0級(jí)1級(jí)2級(jí)-2級(jí)-1級(jí)(白)3級(jí)-3級(jí)2.光柵的角色散率：表征能把不同波長(zhǎng)的光譜線在空間上分開(kāi)的能力。

設(shè)，波長(zhǎng)為

的譜線,衍射角

，位置x，波長(zhǎng)

Δ的譜線，衍射角

Δ,位置x+Δ

x

，則角色散率定義為：白光的光柵光譜線色散率的定義為:式中的f1為光柵后透鏡的像方焦距。角、線色散率之間的關(guān)系：3.光柵的色分辨本領(lǐng):設(shè)，剛好能夠分開(kāi)波長(zhǎng)為

和

+Δ

的兩條譜線間的最小波長(zhǎng)差為Δ

，則此光柵的色分辨本領(lǐng)定義為:◆將光柵方程帶入D等式中得到：根據(jù)瑞利判據(jù)，可推得（參考P297）：◆當(dāng)D已知時(shí)，可求得波長(zhǎng)相差Δλ兩條譜線之間的角距離Δθ為：◆光柵譜線的半角寬度Δθj與色分辨本領(lǐng)

P之間的關(guān)系：

【例4-4】（P298--299）解：

1、在最小偏角附近的角色散率為：其中，所以：2、色分辨本領(lǐng)為：3、線色散率為：【例4-5】（P299--300）解：

1、由光柵的色分辨本領(lǐng)公式可知光柵的總縫數(shù)為：2、由光柵的角色散率公式可知：將已知數(shù)值代入，最后得到：3、線色散率為：作業(yè)：

P300—302

15、16、18！λ的j級(jí)主極大λ+δλ的j級(jí)主極大對(duì)應(yīng)的的暗紋，得例如對(duì)Na雙線：

1=5890?,

2=

+

=5896?(j=2,N=491),