2021-2022学年高二物理竞赛课件：圆孔衍射 和光学仪器的分辨本领.pptx

圆孔衍射圆孔衍射 和光学仪器的分辨本领和光学仪器的分辨本领爱爱里里斑斑爱里斑的角半径爱里斑的角半径一、圆孔衍射一、圆孔衍射仪器仪器 孔孔径径84%能量能量二、光学仪器的分辨本领二、光学仪器的分辨本领瑞利判据瑞利判据一物点的衍射一物点的衍射图样的中央最亮的中央最亮处刚好与另一好与另一物点衍射物点衍射图样的第一的第一级暗暗环相重合，就相重合，就认为这两个物点恰两个物点恰好能被好能被这一光学一光学仪器所分辨。器所分辨。s1D*s2qq恰好能分辨恰好能分辨依稀能分辨依稀能分辨无法分辨无法分辨光学仪器的分辨本领光学仪器的分辨本领s1D*s2qq例题例题：汽车二前灯相距：汽车二前灯相距1.2m，设，设 =600nm 人眼瞳孔直径为人眼瞳孔直径为 5mm。问：对迎面而来的汽车，离多远能分辨出两盏亮灯。问：对迎面而来的汽车，离多远能分辨出两盏亮灯？解：人眼的最小可分辨角解：人眼的最小可分辨角1.2m解解:例题：在在通通常常亮亮度度下下，人人眼眼的的瞳瞳孔孔直直径径为3mm，问：人人眼眼最最小小分分辨辨角角为多多大大？(=550nm)如如果果窗窗纱上上两两根根细丝之之间的的距距离离为2.0mm，问：人在多：人在多远恰能分辨。恰能分辨。例题：例题：毫米波雷达发出的波束比常用的雷达波束窄，这使得毫米波雷达发出的波束比常用的雷达波束窄，这使得毫米波雷达不易受到反雷达导弹的袭击。毫米波雷达不易受到反雷达导弹的袭击。(1)有一毫米波雷达，有一毫米波雷达，其圆形天线直径为其圆形天线直径为55 cm，发射频率为，发射频率为220 GHz的毫米波，计算的毫米波，计算其波束的角宽度；其波束的角宽度；(2)将此结果与普通船用雷达发射的波束的将此结果与普通船用雷达发射的波束的角宽度进行比较，设船用雷达波长为角宽度进行比较，设船用雷达波长为1.57 cm，圆形天线直径，圆形天线直径为为2.33 m。解解 (1)照相机镜头的孔径至少应为照相机镜头的孔径至少应为:例题例题：据称美国间谍卫星上的照相机能清楚识别地面上汽车据称美国间谍卫星上的照相机能清楚识别地面上汽车牌照号码，如果需要识别的牌照上字划间的距离为牌照号码，如果需要识别的牌照上字划间的距离为5cm5cm，光，光波的波长按波的波长按500nm500nm计算，则在计算，则在160km160km高空的卫星上照相机镜头高空的卫星上照相机镜头的孔径至少应为多少米的孔径至少应为多少米?解解1.增大孔径增大孔径 光学仪器的分辨率光学仪器的分辨率提高分辨本领途径提高分辨本领途径:JEM-2000EXIIJEM-2000EXIIJEM-2000EXII 电子的德布罗意波长很短，电子的德布罗意波长很短，从而可以使电子显微镜的分辨从而可以使电子显微镜的分辨率比光学显微镜大大提高率比光学显微镜大大提高,可达可达十多万倍。用电子显微镜十多万倍。用电子显微镜 可分可分辨辨 1 1 的两个点。的两个点。我国造的电子显微镜我国造的电子显微镜2.减小波长。减小波长。光学仪器的分辨率光学仪器的分辨率 电子显微镜下的肺纤维电子显微镜下的肺纤维300m radiotelescope in Arecibo,USA单缝位置稍移动单缝位置稍移动透镜位置稍移动透镜位置稍移动u 单缝、透镜位置的移动对条纹的影响单缝、透镜位置的移动对条纹的影响IxWhite light u 白光入射白光入射