Необходимо объяснение.

[dims]

в фокальной плоскости происходит классическая интерференция. А чтобы получилась интерференционная картина (т.е., действительное изображение), разность фаз входящих лучей должна быть вполне определенной.

Нифига подобного. Если свет некогерентный, то никакой интерференции не происходит, просто складываются интенсивности. Так работают все классические приборы для построения изображения: бинокли, телескопы, фотоаппараты. Когерентности света, попадающего в разные точки объектива эти приборы не требуют.

[VBR]

Давайте определимся, ЧТО создает действительное изображение. Объектив или зеркало телескопа - да. Весь телескоп - нет.

Во-первых, мы уже решили, что в маленький УО на огромном расстоянии будет отражаться ничтожная площадь. Какая польза от такой картинки? При суммировани таких одинаковых картинок ситуация не поправится, верно?

Во-вторых, набег фазы из-за немного разного расстояния сегментов зеркала до фокуса невелик. А насколько точно по поверхности сферы будут находиться УО? Они же там будут достаточно хаотично, да? Разница расстояний до них будет не миллиметры, и даже не километры? На сколько порядков будет отличаться длина оптического пути от отдельных УО (upd. по сравнению со случаем сегментного телескопа)? Как это учитывать? Как это компенсировать? Можно ли создать систему, когда свет от каждого УО будет попадать на отдельную матрицу? А даже если удастся - откуда знать, в какую сторону и насколько компенсировать задержку распространения света в каждом случае?

[VBR]

в фокальной плоскости происходит классическая интерференция. А чтобы получилась интерференционная картина (т.е., действительное изображение), разность фаз входящих лучей должна быть вполне определенной.

Нифига подобного. Если свет некогерентный, то никакой интерференции не происходит, просто складываются интенсивности. Так работают все классические приборы для построения изображения: бинокли, телескопы, фотоаппараты. Когерентности света, попадающего в разные точки объектива эти приборы не требуют.

Вы не правы. В фокальной плоскости линзы происходит не сложение интенсивностей, а сложение комплексных амплитуд волн,  т.е, с учетом их фазы. Почитайте, например, здесь.
http://college.ru/enportal/waveoptics/content/chapter2/section2/paragraph2/theory.html

[dims]

Давайте определимся, ЧТО создает действительное изображение. Объектив или зеркало телескопа - да. Весь телескоп - нет.

Это всё общеизвестно. Вопрос в том, что конкретно Вы имели в виду, когда говорили про отсутствие когерентности или сдвиг фаз?

Можно ли считать, что мы уже договорились, что на процесс образования действительного изображения фаза влияния не оказывает? Если да, то давайте рассмотрим другой какой-нибудь процесс. Что-то же Вы имели в виду, когда говорили про фазу?

Во-первых, мы уже решили, что в маленький УО на огромном расстоянии будет отражаться ничтожная площадь.

Ну этот УО будет как бы замочной скважиной, в которую видно Землю. Если наших возможностей хватит, чтобы в эту скважину заглянуть, то она будет полезна.

При суммировани таких одинаковых картинок ситуация не поправится, верно?

Конечно неверно. Картинки на самом деле неодинаковые, шумы на них разные. Поэтому их сложение позволит устранить шумы.

А насколько точно по поверхности сферы будут находиться УО?

Не понял, какой сферы? С центром в Земле? Но это уничтожает саму идею УО, которая должна представлять универсальное средство для всех инопланетян, расположенных в неизвестном месте.

На сколько порядков будет отличаться длина оптического пути от отдельных УО? Как это учитывать?

Не пойму, зачем это учитывать? Мы же не пытаемся вселенский лазер построить.

[dims]

В фокальной плоскости линзы происходит не сложение интенсивностей, а сложение комплексных амплитуд волн, 

Ясно, что в принципе сложение всегда происходит с учётом фазы. Но только для обычных оптических приборов это не имеет никакого значения.

Сами посудите, если мы берём обычную линзу и создаём с её помощью действительно изображение объекта в некогерентном свете -- ну какие там фазы? Каждая точка объекта излучает некогерентный свет во всех направлениях. Никакой синхронности фаз не гарантируется. Сама линза имеет разное расстояние от себя до ПЗС матрицы. Оптических путь неодинаков (по сравнению с длиной волны).

И всё же мы видим изображение.

Откуда? Ответ: просто сложились средние интенсивности. Информация о фазе потеряна.

[VBR]

Еще раз.
Когерентность - это не только лазеры.
Отраженные от предмета лучи взаимно когерентны (имеют фиксированный сдвиг фаз между друг другом). Этот факт позволяет линзе построить изображение. Объяснение - по моей ссылке. Так что фаза ОКАЗЫВАЕТ влияние на построение действительного изображения.
  Если хватит "замочной скважины" - достаточно одного малого УО. Все остальные ничего не добавят.
Длину оптического пути надо учитывать, потому что из-за разного расстояния до отдельных УО набег фазы сигнала от них будет разным. 

[VBR]

В фокальной плоскости линзы происходит не сложение интенсивностей, а сложение комплексных амплитуд волн, 

Ясно, что в принципе сложение всегда происходит с учётом фазы. Но только для обычных оптических приборов это не имеет никакого значения.

Сами посудите, если мы берём обычную линзу и создаём с её помощью действительно изображение объекта в некогерентном свете -- ну какие там фазы? Каждая точка объекта излучает некогерентный свет во всех направлениях. Никакой синхронности фаз не гарантируется. Сама линза имеет разное расстояние от себя до ПЗС матрицы. Оптических путь неодинаков (по сравнению с длиной волны).

И всё же мы видим изображение.
Откуда? Ответ: просто сложились средние интенсивности. Информация о фазе потеряна.

Нет,  отраженные от предмета лучи взаимно когерентны. Информация о фазе потеряется только тогда, когда Вы сфотографируете действительное изображение. На фото информации о фазе уже не будет. А пока лучи идут до фокальной плоскости - информация о фазе есть. На этом принципе голография и основана. Просто фотопленка в фокусе линзы не способна зарегистрировать информацию о фазе.  А если подмешать абсолютно когерентный опорный пучок и зафиксировать интерференцию с ним - получится голограмма, в которой информация о фазе будет законсервирована. Поэтому при восстановлении голограммы мы видим реальный объемный предмет.

[dims]

Отраженные от предмета лучи взаимно когерентны

Это ещё с какой стати? Они освещены некогерентным источником света и отражают свет при помощи некогерентного механизма.

Поэтому, никакой когерентности между лучами нет (иначе можно было бы делать голограммы Денисюка в нелазерном свете).

Так же и сам процесс построения изображения обычной линзой существенно игнорирует длину пути.

Вот картинка: https://docs.google.com/drawings/edit?id=1efTTvHyPFwKrdPh5_4Eda4xZQb-luXZs6_90McegjS0

Количество длин волн, укладывающихся на пути ABD и ACD разное. То же самое справедливо и для всех других лучей, формирующих точку D действительного изображения: у них у всех разная фаза. Как по причине разной оптической длины пути, так и по причине некогерентности освещения.

Так что складываются действительные амплитуды.

[dims]

Нет,  отраженные от предмета лучи взаимно когерентны.

Если предмет освещён лазером, то да.

А пока лучи идут до фокальной плоскости - информация о фазе есть. На этом принципе голография и основана.

Мы говорим не о голографии, а о обычной оптике. Она создаёт действительное изображение в обычных, некогерентных лучах. А голография требует лазерного освещения.

Просто фотопленка в фокусе линзы не способна зарегистрировать информацию о фазе. 

Этой информации просто нет в фокусе линзы, она усреднена. Напротив, при создании голографии она нужна, поэтому линзы там не используются.

[VBR]

Ну не знаю, как еще ответить Вам. Особенно - после вашей картинки по геометрической оптики для 6 класса.
Ну давайте процитирую свою ссылку.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Пусть в некоторой плоскости перед положительной линзой (например, в передней фокальной плоскости) задано периодическое по х поле вида (2.9). При z > 0 возникает совокупность плоских волн (2.11). Каждая из плоских волн, сфокусируется в точку (точнее — в дифракционное пятно) в задней фокальной плоскости линзы. Комплексная амплитуда поля в каждой точке фокальной плоскости будет пропорциональна соответствующему коэффициенту разложения .
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Вот  я продолжаю настаивать, что каждая светлая и темная точка на действительном изображении - продукт интерференции лучей, идущих от предмета. Больше мне сказать нечего, дискуссию заканчиваю и жду стороннего суждения специалистов.

[dims]

Ну не знаю, как еще ответить Вам. Особенно - после вашей картинки по геометрической оптики для 6 класса.

Думаете, в шестом классе нам врали? Всё работает на самом деле не так? Ну нарисуйте сами, как идут лучи. Всё равно же Вам придётся нарисовать пучок лучей, исходящих из точки объекта А и сходящихся в точке D действительного изображения. И если Вы нарисуете МНОГО лучей, то НЕИЗБЕЖНО у них будет разный путь. Поэтому, если у них была одна фаза в точке A, то в точке D она будет разная. Хоть в 6-м классе, хоть в 16-м.

[VBR]

Ну не знаю, как еще ответить Вам. Особенно - после вашей картинки по геометрической оптики для 6 класса.

Думаете, в шестом классе нам врали? Всё работает на самом деле не так? Ну нарисуйте сами, как идут лучи. Всё равно же Вам придётся нарисовать пучок лучей, исходящих из точки объекта А и сходящихся в точке D действительного изображения. И если Вы нарисуете МНОГО лучей, то НЕИЗБЕЖНО у них будет разный путь. Поэтому, если у них была одна фаза в точке A, то в точке D она будет разная. Хоть в 6-м классе, хоть в 16-м.

Именно разная фаза, потому и получается интерференция!!! Но разность фаз фиксированная во времени. Это и называется взаимная когерентность.

В этой разности фаз - информация о свойствах предмета. А если Вы будете синтезировать изображение предмета от массы УО с сигналами с неконтролируемой разницей фаз - какую информацию будет нести эта разность фаз?
Да никакую, случайную!
А в 6 классе нам действительно говорили отнюдь не всё. Технический ВУЗ в оптике открывает много нового.

[dims]

А в 6 классе нам действительно говорили отнюдь не всё. Технический ВУЗ в оптике открывает много нового.

Но он не должен при этом закрывать старое.

[VBR]

А в 6 классе нам действительно говорили отнюдь не всё. Технический ВУЗ в оптике открывает много нового.

Но он не должен при этом закрывать старое.

Он и не скрывает. Пока дело не доходит до синтеза апертур - геометрическая оптика рабоает. Дальше - извиняйте, нет.

[dims]

Ну в рассматриваемом вопросе геометрическая оптика вполне работает.

[VBR]

Несогласен. Дискуссию закончил, причину окончания дискуссии указал. 

[VBR]

 Да, ув. Димс, упустил  уточнение.
Если сигнал от каждого УО попадает на свою
 матрицу, то конечн, полученные изображения
 уже можно складывать по интенсивности (помните,
 я писал, что при обычном фотографировании информация
о фазе теряется?)
  А вот попытка направить сигнал от нескольких УО
на один регистратор - это уже синтез апертуры,
 и геометрическая оптика тут  работать не будет.

[dims]

Хех!

А мы уже не поэтому поводу спорим, а по поводу простой положительной линзы и о том, как она строит действительное изображение обыкновенного объекта, освещённого некогерентным светом.

[VBR]

Хех!

А мы уже не поэтому поводу спорим, а по поводу простой положительной линзы и о том, как она строит действительное изображение обыкновенного объекта, освещённого некогерентным светом.

А. Ну так это же связано.
В моей вышеприведенной цитате из учебника сказано, что в фокальной плоскости линза работает с комплексными амплитудами волн, а не интенсивностями. А мнимая часть комплексной амплитуды - это, как известно, и есть фаза волны.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D1%82%D1%83%D0%B4%D0%B0

Как мне еще аргументировать? 

...Вот в школе не рассказывают, что одиночная линза осуществляет Фурье-преобразование, т.е. переход от функции интенсивности в пространстве предметов к функции частоты в пространстве изображений.  Однако же - это так. И геометрическая оптика из этого вытекает как частный случай.

[VBR]

Извините за длинную цитату.

==============================================
3.2.2. Формирование изображения [1]
Конечно, наиболее известным свойством линз является их способность формировать изображение. Если предмет помещен перед линзой и освещен, то при определенных условиях в другой плоскости возникает распределение интенсивности, которое очень напоминает предмет. Это распределение называется изображением предмета. Изображение может быть действительным в том смысле, что в плоскости за линзой возникает действительное распределение, и мнимым в том смысле, что свет за линзой кажется исходящим из новой плоскости, расположенной перед линзой.
Предположим, что плоский предмет, находящийся на расстоянии d0 перед положительной линзой, освещен монохроматическим (заметьте – необязательно когерентным! – болд мой) светом. Обозначим комплексное поле непосредственно за предметом через y (x,y) Распределение поля, которое возникает на расстоянии d1 за линзой, обозначим через y '(x',y'). Наша задача - определить условия, при которых распределение поля y ' можно с уверенностью назвать "изображением" распределения поля в плоскости предмета y .
Ввиду линейности явления распространения волн поле y ' можно представить в виде интеграла суперпозиции (3.1.5). Тем самым свойства системы, создающей изображение, будут полностью описаны с помощью импульсного отклика h (см. (3.2.).
Чтобы оптическая система давала высококачественное изображение, поле y ' должно как можно меньше отличаться от y . Это означает, что импульсный отклик должен приближенно походить на d -функцию, т.е.
    (3.2.16)
где K - комплексная постоянная, М - увеличение системы, а знак плюс или минус учитывает возможность как прямого, так и обратного изображения. Поэтому "плоскостью изображения" мы будем называть ту плоскость, где (3.2.16) выполняется лучше всего.
Преобразуем (3.2. к виду
 (3.2.17)
Соотношения (3.2.17) играет важную роль при определении зависимости между y и y '. Однако без дальнейших упрощений трудно определить условия, при которых распределение y ' можно с уверенностью назвать изображением распределения y .
Самые неприятные члены в приведенном выше выражении для импульсного отклика - это члены, содержащие квадратичные фазовые множители. Заметим, что два из них:
 (3.2.18)
не зависят от координат линзы (x , h ). Эти члены определяют фазовое искривление в плоскостях (x',y') и (x,y). Если бы мы решили рассматривать формирование изображения между двумя сферическими поверхностями, а не между двумя плоскостями, эти члены можно было бы исключить. Однако можно показать, что и в случае формирования изображения между двумя плоскостями оба эти члена несущественны.
Опуская множитель   , заметим, что в подавляющем большинстве представляющих интерес случаев конечной целью задачи формирования изображения является получение некоторого распределения света, которое будет воспринято детектором, реагирующим только на интенсивность (например, фотопленкой). Так как рассматриваемый член изменяет только распределение фазы, он никак не будет влиять на результаты измерения интенсивности и, следовательно, может быть опущен.
К сожалению, от фазового множителя   не удается освободиться столь же просто, поскольку он зависит от переменных интегрирования (x,y) интеграла суперпозиции. Однако в большинстве случаев, представляющих интерес, от него тоже можно избавиться. Если система, создающая изображение, ведет себя приблизительно так же, как идеальная система, для которой справедливо соотношение (3.2.16), то амплитуда волны в точке с координатами (x',y') будет определяться вкладом только очень малой области в пространстве предмета с центром в точке, соответствующей идеальному геометрическому изображению (рис. 3.2.2).
==================================================================
Взято отсюда:
http://optics.sinp.msu.ru/co/2/par3.html

Т.е., так как я и писал - информация о фазе при фиксации действительного изображения на тонкую эмульсию теряется. Но эта информация существует в фокальной плоскости линзы!
Попроще, наверное, не получится агументировать