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瑞利准则是什么准则?

瑞利准则是一种用于描述在光学成像系统中分辨率的准则,它在20世纪初由英国物理学家瑞利(Lord Rayleigh)提出。瑞利准则是在考虑到光的波动性的基础上,对成像系统中的物理因素进行分析,可以用来确定成像光学系统的分辨率极限。


瑞利准则可以简单地表示为,成像系统的分辨率极限等于成像光学系统中最小可分辨特征的尺寸,其尺寸大小为d=R/NA,其中R为瑞利判据,NA是该系统的数值孔径。


其中,瑞利判据指的是两个点之间的最短距离,表示为R=λ/(2n*sinθ),其中λ是光的波长,n是介质的折射率,θ是光线与垂直光轴之间夹角的一半。数值孔径NA表示为NA=n*sinθ,它代表了成像系统所收集光线的能力。


简单来说,瑞利准则描述了光学成像系统中分辨率极限与光线波长、介质折射率以及数值孔径的关系。它告诉我们,分辨率的限制取决于这些因素的大小。


举个例子,假设我们观察一幅图像,其中由两个十分接近的点组成,如果这些点之间的距离小于瑞利判据R,则这些点将无法分辨。因此,为了提高成像系统的分辨率,我们需要利用更短波长的光线、使用折射率更高的介质,以及增加数值孔径的大小。而在实践中,我们通常会综合考虑这些因素,采取相应的措施来提高成像系统的分辨率,如使用高分辨率的物镜头、增加光圈、增加CCD像素等等。


总之,瑞利准则是一种十分重要的分辨率准则,它可以帮助我们理解物理成像系统中分辨率的极限和实现分辨率提高的可能性与局限性。


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