Максимальное разрешение и законы оптики

[stekloscop]

Подскажите новичку, какой фактор ограничивает максимально возможное разрешение телескопа при монохроматическом свете? Неидеальность линзы и дифракция?

[Astel-150]

В не идеальной системе качество исправления аберраций и качество изготовления деталей (линз или зеркал), а в идеальной или приближающейся к таковой - дифракция.

[stekloscop]

Механизм дифракции где можно наглядно посмотреть? Через мелкую щель - понятно. Но объектив большой по диаметру.

[Gleb1964]

Механизм дифракции в том, что любая точка, до которой дошло возмущение, создаваемое волной, является источником вторичных волн. Поэтому волновой фронт можно представить как поверхность вторичных синфазных источников, интерферирующих самих с собой и воссоздающих волновой фронт. Но если апертура вырезает кусок такого фронта, то вторичные волны заходят в область геометрической тени. Волновой фронт огибает препятствие.
Вот есть сайт - http://falstad.com/ripple/, вот симуляция  дифракция на отверстии, попробуйте поиграться с симуляцией волн. Там много готовых примеров.
На симуляции видно, что волновой фронт сходится не в точку, а в область конечных размеров - главный максимум, окруженный вторичными максимумами. Это аналогия образования диска Эри и дифракционных колец.

[stekloscop]

У меня ссылка не открылась. Другую анимацию можете скинуть?

[Gleb1964]

тогда скопируйте текст в текстовый файл и загрузите файл с сайта http://falstad.com/ripple/

(кликните для показа/скрытия)

$ 3 512 64 30 1 489 1.5625e-8
w 0 331 162 586 162
S 2 0 1 511 1 0 1.399998 0 10 100 1 0
w 0 -19 163 181 163
l 0 162 142 349 172 0 0.25

[ekvi]

Механизм дифракции где можно наглядно посмотреть?

Положите указательный палец на большой и слегка разведите их. Затем посмотрите в образовавшуюся щель на свет (на окно) - и Вы увидите дифракционные полоски, расположенные параллельно щели.

[stekloscop]

тогда скопируйте текст в текстовый файл и загрузите файл с сайта http://falstad.com/ripple/

(кликните для показа/скрытия)

$ 3 512 64 30 1 489 1.5625e-8
w 0 331 162 586 162
S 2 0 1 511 1 0 1.399998 0 10 100 1 0
w 0 -19 163 181 163
l 0 162 142 349 172 0 0.25

У меня не загружается. Ладно не надо.

[Gleb1964]

Работоспособность зависит от браузера и настроек в нем. У меня работает в Google Chrome, но, помню, были проблемы в FireFox. Попробуйте другой браузер, может пойдет. И в Intenet Explorer работает, и пробовал Microsoft Edge - тоже работает.

Вот как дифракционный максимум со вторичными максимумами выглядит в 3-D. Надо помнить, что оптические детекторы регистрируют не амплитуду волны, а усредненный по времени квадрат амплитуды или интенсивность. Там где амплитуда больше, детектор регистрирует больше света, там где минимальна - меньше света или ничего.

[Радист]

Неидеальность линзы и дифракция?

Судя по вопросу нужен простой ответ.
И то и другое.

[stekloscop]

java script старый. Я не могу поставить новый браузер. К сожалению, в статике непонятно. Тут сверху идёт плоская волна?

[Gleb1964]

Да, сверху идет плоская волна, которая встречает линзу и экран и превращается в сходящийся сферический фронт. Симуляция немного затрудняется отраженными волнами от поверхностей линзы и экрана. Думаю, можно было бы даже сымитировать антирефлексное покрытие, но зачем такие сложности.

[stekloscop]

А как они реально мешают получению чёткой картины? На примере можете показать?

[Boris Green]

stekloscop, обычно  Глеб и Владимир Ильич отвечают на самые сложные вопросы теоретической оптики (до ответа на которые можно самостоятельно ползти годами без гарантии результата). А вы с настройками браузера  маетесь 

[Андрей Лёвин]

А как они реально мешают получению чёткой картины? На примере можете показать?

Есть на нашем форуме один человек, который считает, что дифракция не мешает. Вообще... Т.е. нет её! И применяет в своём скопе увеличения до 10 - 14 D и в ус не дует! Говорит, на Луне булыжники видит.

[ekvi]

А как они реально мешают получению чёткой картины? На примере можете показать?

Нужно взять длиннофокусный объектив и в фокусе этого объектива начать рассматривать в микроскоп далёкий яркий объект - фонарь, лампу, планету, Луну ... Меняя микрообъективы, увеличивайте кратность. Сначала у Вас захватит дух от этого волшебства. Но после некоторого значения кратности изображение начнёт расползаться на отдельные точки, затем пятна, а само изображение - к сожалению - просто исчезнет.
Так вот, эти точки-кружки-пятна  - и есть не что иное, как дифракционные кружки Эйри, размер которых зависит от диаметра и светосилы объектива. Чем больше светосила и диаметр объектива, тем меньше кружок Эйри, тем больше подробностей можно разглядеть в изображении предмета.
Но в астрономии, кроме ошибок самих объективов, сильно мешает дрожание атмосферы, которое, начиная с диаметра 100 мм, не позволяет объективам получать дифракционное качество.

[ysdanko]

Подскажите новичку, какой фактор ограничивает максимально возможное разрешение телескопа при монохроматическом свете? Неидеальность линзы и дифракция?

И то и другое. Но основной и главный фактор это диаметр объектива.