Что стоит за дифракционным пределом.

[Забелин Илья]

 Теоретически. Я беру круглый в сечении гомоцентрический пучок лучей идеальной оптической системы без диафрагмирующего края.
  И хочу узнать, что получится.

   С уважением Илья

[Pluto]

Да не бывает таких. Или Вы отказываетесь от волновой оптики и получаете геометрическую оптики с идеальными точками, либо признаете волновую оптику и получаете то, что есть на самом деле.

[Забелин Илья]

Не хотел говорить, но скажу, на всеобщее осмеяние. Я изобрел способ избавления от дифракции. Но поскольку я не теоретик, а практик, то я сейчас занят изготовлением этого прибора. И меня интересует теория вопроса - что я должен получить в результате.

  С уважением Илья

[Ivan7enych]

Я изобрел способ избавления от дифракции.

Безграмотная фраза, нельзя так говорить.

Форму дифракционного пятна, яркость колечек - это поменять можно, вводя в апертуру телескопа всякую всячину (маску Бахтинова например).

[Забелин Илья]

 Всякие маски только увеличивают дифракцию.

 Я понимаю , насколько это звучит дико. Пусть будет "попытка обмануть дифракцию".  
 Практический результат покажет, прав я или нет.
  Попытка - не пытка. Уж очень заманчива возможность сверхразрешения.
  Поэтому и прошу помощи у коллег с теорией вопроса.

  С уважением Илья

[Pluto]

 

[Забелин Илья]

 Мне пора вызывать санитаров?
Все настолько плохо?

 С уважением Илья

[Pluto]

.

[Забелин Илья]

 Понял. Больше вопросов не имею. Был неправ. Вспылил.Прошу дать возможность загладить, искупить.

  С уважением Илья

   

[onight]

Прошу меня поправить, но помнится, что по физике пятно на экране получается именно благодаря дифракционному рассеянию на краях апертуры. Оптика лишь приближает это пятно в плоскость фокуса. Т.е. в контексте вопроса мы можем забыть про оптику и рассматривать просто свободное отверстие. Тогда на экране от сферических лучей появится пятно. Кстати, Френель удивил всех обратным, когда закрыв ось пятачком, получил увеличение яркости в центре. Так, что не будет краев - вообще не будет изображения.

Это по волновой теории. Что касается математической точки, то мало кто из математиков представляет, что это такое. Я тоже не представляю.   Что стоит например, высказывание, что ирациональных чисел несоизмеримо больше чем рациональных, но никто не может написать хотя бы одно.

[Ivan7enych]

Я думаю, примерно понял идею.

Берем любую программу, которая строит фурье образ от картинки.

Загоняю в нее круг с резкой границей, и получаю обычное распределение яркостей типа sin(x)/x, с ярким центром и множеством затухающих колец.

Берем светлое пятно с плавно затухающей границей (известно, что от функции типа колокол (e^(-1/x*x))) фурье образ будет в виде того же колокола), и получаем по центру пятно без вторичных колец вообще.

Так что, если сделать для телескопа подобную диафрагму (стекло с напылением, плавно уменьшающим прозрачность от центра к краю), можно избавиться от вторичных колец, но во 1-х мы теряем заметную часть света, а во вторых апертура раза в 1.5 уменьшается, и центральный максимум скорее всего становится шире (это можно посчитать точнее), зато без вторичных колец.

Переделал картинки. Слева - апертура телескопа, справа - звезда в фокусе.

[serega2007]

Прошу меня поправить, но помнится, что по физике пятно на экране получается именно благодаря дифракционному рассеянию на краях апертуры

                  Получается от ограничения апертуры , а не непосредственно от краев объектива . Т.е. в построении диф. картинки играют одинаковую роль и лучи центральные и лучи , те что у краев . Физический смысл не в краях из , например , железа , а в ограничении самого пучка .

Так что, если сделать для телескопа подобную диафрагму (стекло с напылением, плавно уменьшающим прозрачность от центра к краю), можно избавиться от вторичных колец, но во 1-х мы теряем заметную часть света, а во вторых апертура раза в 1.5 уменьшается, и центральный максимум скорее всего становится шире (это можно посчитать точнее), зато без вторичных колец.

                   ... и концентрация энергии , разрешение и контраст станут много меньшими . Картинка будет весьма похожа на кружок рассеяния .
                                                                                                                                                                                                                                Серега .

[Ivan7enych]

Так что, если сделать для телескопа подобную диафрагму (стекло с напылением, плавно уменьшающим прозрачность от центра к краю), можно избавиться от вторичных колец, но во 1-х мы теряем заметную часть света, а во вторых апертура раза в 1.5 уменьшается, и центральный максимум скорее всего становится шире (это можно посчитать точнее), зато без вторичных колец.

                   ... и концентрация энергии , разрешение и контраст станут много меньшими .

Слово "много" лучше употреблять когда ухудшение больше 10х

Я думаю, что 100мм рефрактор такой диафрагмой можно превратить в "идеальный" 70 милиметровый.

Картинка будет весьма похожа на кружок рассеяния .

Не понял смысла фразы.

[Toly]

Так что, если сделать для телескопа подобную диафрагму (стекло с напылением, плавно уменьшающим прозрачность от центра к краю), можно избавиться от вторичных колец

Этот метод называется аподизация. Ссылки по теме:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,5575.0.html
http://www.starlab.ru/showthread.php?p=10584&highlight=%E0%EF%EE%E4%E8%E7%E0%F6%E8%FF#post10584

[serega2007]

Картинка будет весьма похожа на кружок рассеяния .


Не понял смысла фразы.

             Плавное падение яркости от центра изображения точечного источника к его краям . Обычно таким бывает изображение в оптике не дающей диф. изображения .

[Ivan7enych]

Этот метод называется аподизация. Ссылки по теме:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,5575.0.html
http://www.starlab.ru/showthread.php?p=10584&highlight=%E0%EF%EE%E4%E8%E7%E0%F6%E8%FF#post10584

Спасибо за ссылки.

[onight]

Прошу меня поправить, но помнится, что по физике пятно на экране получается именно благодаря дифракционному рассеянию на краях апертуры

                 Получается от ограничения апертуры , а не непосредственно от краев объектива . Т.е. в построении диф. картинки играют одинаковую роль и лучи центральные и лучи , те что у краев . Физический смысл не в краях из , например , железа , а в ограничении самого пучка .                                                                                                                                                                                                                               Серега .

Естественно. А можно сказать, что решающую роль в формировании изображения играют отрезанные от попадания в цель лучи.   Написал и подумал: а почему лучи? Не лучи, а части волны. Определенно, либо волну надо рассматривать, либо лучи в геометрической оптике.

[RobinGold]

Здравствуйте!
Не в обиду будет сказано, но эта тема очень сильно напоминает https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,60323.0.html
А насче того :
В мире оптики главным ограничением разрешения идеальной системы является дифракция. Вместо точки мы имеем кружок рассеивания Эйри.
 Полезное увеличение поэтому ограничено 2-3D.
 У меня вопрос к знатокам.
  А если отбросить дифракцию. Ну нет , условно, края у оптики.Какой размер точки мы получим? Во сколько раз количественно увеличится предел разрешения? И какие законы вступают в силу?
ОТВЕЧАЮ:
Все имеет свои пределы возможностей, даже мешок картошки, если его засыпать полным, то дальнейшее засыпание бессмысленно - кортошка рассыпается.Тоже самое и с оптикой. Объектив собирает  только то количество света, на которое способен,а дифракция будет как не крути и любого объектива( маленький он, или большой, здесь это не имеет значения - такова жизнь)

[serega2007]

В мире оптики главным ограничением разрешения идеальной системы является дифракция.

                      Не главным , а единственым .
                      А в Миру дифракция редко влияет на разрешение ( исключение - малые астрономические инструменты ) . Чаще качество оптики и " погода " .
         
                  onight ! Под лучами удобно понимать нормали к волновому фронту . Например , при пересчете волновой абер. в угловую или поперечную .
                                                                                                                                                                                                             Серега .

[INPan]

...Так что, если сделать для телескопа подобную диафрагму (стекло с напылением, плавно уменьшающим прозрачность от центра к краю), можно избавиться от вторичных колец, но во 1-х мы теряем заметную часть света, а во вторых апертура раза в 1.5 уменьшается, и центральный максимум скорее всего становится шире (это можно посчитать точнее), зато без вторичных колец.

Согласен, кружок Эйри убрать не удастся, но ведь таким образом можно полностью избавиться от дифракционных колец. Это уже победа! Особенно для планетных наблюдений и съёмки. Да, при этом мы теряем в яркости объекта, но получаем выигрыш в контрасте мелких малоконтрастных деталей. Просто компенсируем потерю яркости увеличением апертуры.
Правда для Кассегренов и Ньютонов потребуется особая маска - кольцеобразная. Это конечно вызовет дополнительные потери света, но опять же всё компенсируется увеличением апертуры. Вот бы испытать такую маску!
У меня как-то давно созрела подобная идея о борьбе с краями при помощи такой маски а тут вот нашёл эту тему.