Επίλυση Ισχύς Μικροσκοπίων και Αστρονομικών Τηλεσκοπίων

Πολλά οπτικά όργανα έχουν σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας την έννοια της ανάκλασης, της διάθλασης, των φακών, των πρισμάτων και πολλά άλλα. Τα μικροσκόπια και τα αστρονομικά τηλεσκόπια είναι δύο από τα πιο χρήσιμα όργανα. Τα μικροσκόπια επιτρέπουν στα άτομα να βλέπουν αντικείμενα που δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι. Από την άλλη πλευρά, τα τηλεσκόπια προορίζονται να παρατηρούν μακρινά, αμυδρά αντικείμενα και έχουν μεγαλύτερες διαμέτρους φακών, μεγαλύτερες εστιακές αποστάσεις και εναλλάξιμους προσοφθάλμιους φακούς. Αν και αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν παρόμοιες επιστημονικές έννοιες, οι διακρίσεις τους είναι κρίσιμες για την ικανότητά τους να επιτύχουν τους στόχους τους. Τώρα ας εμβαθύνουμε στις σημειώσεις του υλικού της μελέτης σχετικά με την ικανότητα ανάλυσης των μικροσκοπίων και των αστρονομικών τηλεσκοπίων.

Δύναμη ανάλυσης μικροσκοπίων

Τα ουράνια αντικείμενα φαίνονται συχνά μέσω τηλεσκοπίων. Αυτά τα σώματα μπορεί να απέχουν εκατομμύρια μίλια το ένα από το άλλο, αλλά η κατεύθυνση του φωτός που προέρχεται από αυτά μπορεί να είναι σχεδόν η ίδια. Συγκριτικά, τα μικροσκόπια χρησιμοποιούνται για να δουν κοντινά αντικείμενα. Η ισχύς ανάλυσης ενός μικροσκοπίου καθορίζεται επίσης από το εύρος διάλυσής του (αντίστροφα ανάλογο).

Το όριο ανάλυσης ενός μικροσκοπίου είναι η μικρότερη απόσταση μεταξύ δύο κοντινών αντικειμένων όταν οι εικόνες που σχηματίζονται από το μικροσκόπιο διαφοροποιούνται σωστά. Όσο μικρότερη είναι αυτή η απόσταση, τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα ανάλυσης του μικροσκοπίου.

Εάν δύο σημεία ενός αντικειμένου είναι τόσο κοντά ώστε οι δίσκοι περίθλασής τους να επικαλύπτονται μεταξύ τους, δεν μπορούμε να δούμε αυτά τα σημεία χωριστά. Η διακριτική ισχύς ενός μικροσκοπίου μας λέει πόσο μακριά σημεία μπορούν να φανούν χωριστά.

Εύρος επίλυσης 

Το εύρος ανάλυσης ενός οπτικού οργάνου είναι ίσο με την ελάχιστη γωνιακή απόσταση μεταξύ δύο σημειακών αντικειμένων στην οποία οι εικόνες τους μπορούν να φανούν χωριστά από το οπτικό όργανο.

d =0,61 λN.A

Εδώ, λ είναι το μήκος κύματος του φωτός που χρησιμοποιείται, d είναι η διάμετρος του διαφράγματος του αντικειμενικού φακού και N.A είναι το αριθμητικό διάφραγμα.

Ισχύς επίλυσης

Η ισχύς ανάλυσης ενός οπτικού οργάνου είναι η ελάχιστη απόσταση μεταξύ δύο αντικειμένων στην οποία το οπτικό όργανο μπορεί να σχηματίσει εικόνες και των δύο αντικειμένων χωριστά. Αντιπροσωπεύεται από το D και η μονάδα του είναι ένα μέτρο ή ένα εκατοστό.

1Δd =2nsinϴ ƛ

Τηλεσκόπιο

Το τηλεσκόπιο είναι ένα οπτικό εργαλείο που χρησιμοποιεί κυρτούς καθρέφτες για τη συλλογή και εστίαση του φωτός από τον νυχτερινό ουρανό για να δει μακρινά αντικείμενα που δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι.

Επειδή ένας κοίλος καθρέφτης συμπεριφέρεται σαν κυρτός φακός, ένα τηλεσκόπιο μπορεί να χρησιμοποιήσει έναν κοίλο καθρέφτη ως πρώτο συστατικό ή αντικείμενο. Τα επίπεδα κάτοπτρα χρησιμοποιούνται συνήθως σε οπτικά όργανα για να τα κάνουν πιο φορητά ή να μεταφέρουν φως σε κάμερες και άλλα συστήματα αισθητήρων.

Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα για τη χρήση κατόπτρων αντί για φακούς στα τηλεσκόπια. Οι καθρέφτες μπορούν να κατασκευαστούν μεγαλύτεροι από τους φακούς, επιτρέποντάς τους να συλλέγουν τεράστιους όγκους φωτός που απαιτούνται για την παρατήρηση απομακρυσμένων αντικειμένων. Τα τηλεσκόπια, όπως και τα μικροσκόπια, μπορούν επίσης να χρησιμοποιούν συχνότητες διαφόρων εύρους από το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Οι μεγάλοι και εντελώς επίπεδοι καθρέφτες έχουν πολύ μεγάλες εστιακές αποστάσεις, επιτρέποντας σημαντική γωνιακή μεγέθυνση.

Οι διαθλαστές και οι ανακλαστήρες είναι οι δύο κύριοι τύποι τηλεσκοπίων. Ο τύπος του τηλεσκοπίου μπορεί να προσδιοριστεί από τον αντικειμενικό φακό, ο οποίος είναι το τμήμα του τηλεσκοπίου που συλλέγει φως. Ο στόχος ενός διαθλαστικού τηλεσκοπίου είναι ένας γυάλινος φακός. Το μπροστινό μέρος του τηλεσκοπίου έχει έναν γυάλινο φακό που κάμπτει (διθλά) το φως καθώς περνά μέσα από αυτό. Ο στόχος ενός τηλεσκοπίου ανακλαστήρα είναι ένας καθρέφτης. Το φως αντανακλάται (αντανακλάται) καθώς προσκρούει στον καθρέφτη, ο οποίος βρίσκεται κοντά στο πίσω μέρος του τηλεσκοπίου.

Η μεγεθυντική δύναμη του τηλεσκοπίου

Η αναλογία της γωνίας που υποτάσσεται στο μάτι από την εικόνα που σχηματίζεται στην ελάχιστη απόσταση διακριτής όρασης προς τη γωνία που υποτάσσεται στο μάτι από το αντικείμενο που βρίσκεται στο άπειρο είναι η μεγεθυντική δύναμη ενός τηλεσκοπίου.

M =(fo/fe)(e1 + f/D)

M =μεγεθυντική ισχύς

fo=εστιακή απόσταση του αντικειμένου

fe =εστιακή απόσταση του προσοφθάλμιου φακού

D =ελάχιστη απόσταση της διακριτής όρασης

Η ισχύς ανάλυσης του τηλεσκοπίου

1Δϴ =d1,22ƛ

Συμπέρασμα

Ένας αντικειμενικός φακός χρησιμοποιείται τόσο σε μικροσκόπια όσο και σε τηλεσκόπια. Αυτός ο φακός συλλέγει φως από το πραγματικό αντικείμενο ή τη σκηνή που κοιτάζει ο παρατηρητής. Επικεντρώνεται σε ακτίνες φωτός για να μας βοηθήσει να δούμε μια καθαρή εικόνα, συνήθως πράγματα που δεν μπορεί να δει το γυμνό μάτι μας. Ένα αστρονομικό τηλεσκόπιο εξυπηρετεί τον βασικό σκοπό της εμφάνισης της μεγεθυμένης εικόνας οποιουδήποτε μακρινού αντικειμένου που μπορεί να φαίνεται αμελητέα σε μέγεθος με γυμνό μάτι.

Τα μικροσκόπια και τα αστρονομικά τηλεσκόπια είναι και τα δύο ειδικοί στη μεγέθυνση. Μας επιτρέπουν να ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε κάτι που είναι δύσκολο να δούμε με γυμνό μάτι. Δίνει την εντύπωση ότι η εικόνα είναι μεγαλύτερη και καθαρότερη. Κάτω από ένα μικροσκόπιο, μπορεί να παρατηρηθεί η κίνηση των κυττάρων και μέσω ενός τηλεσκοπίου, μπορεί κανείς να παρακολουθήσει την κίνηση των πεφταστέρων στον ουρανό.

Τα μικροσκόπια και τα τηλεσκόπια είναι ισχυρά όργανα που έχουν βοηθήσει σημαντικά την τρέχουσα κατανόησή μας για τον μικρόκοσμο και τον μακρόκοσμο. Η ανάπτυξη αυτών των gadget οδήγησε σε ανακαλύψεις σε τομείς όπως η φυσική, η αστρονομία και η βιολογία.