«Разрешающая способность»

I

Разреша́ющая спосо́бность (разрешающая сила)

оптических приборов, характеризует способность этих приборов давать раздельные изображения двух близких друг к другу точек объекта. Наименьшее линейное или угловое расстояние между двумя точками, начиная с которого их изображения сливаются, называется линейным или угловым пределом разрешения. Обратная ему величина обычно служит количественной мерой Р. с. Вследствие дифракции света (См. Дифракция света) на краях оптических деталей даже в идеальной оптической системе (т. е. безаберрационной; см. Аберрации оптических систем) изображение точки есть не точка, а кружок с центральным светлым пятном, окруженным кольцами (попеременно тёмными и светлыми в монохроматическом свете (См. Монохроматический свет), радужно окрашенными — в белом свете (См. Белый свет)). Теория дифракции позволяет вычислить наименьшее расстояние, разрешаемое системой, если известно, при каких распределениях освещённости (См. Освещённость) приёмник (глаз, фотослой) воспринимает изображения раздельно. Согласно Рэлею (См. Рэлей) (1879), изображения двух точек одинаковой яркости ещё можно видеть раздельно, если центр дифракционного пятна каждого из них пересекается краем 1-го тёмного кольца другого (рис.). В случае самосветящихся точек, испускающих некогерентные лучи, при выполнении этого критерия Рэлея наименьшая освещённость между изображениями разрешаемых точек составит 74% своего максимального значения, а угловое расстояние между центрами дифракционных пятен (максимумами освещённости) Δφ = 1,21 λID, где λ— длина волны света, D — диаметр входного зрачка оптической системы (см. Диафрагма в оптике). Если f — фокусное расстояние оптической системы, то линейная величина рэлеевского предела разрешения σ= 1,21 λflD. Предел разрешения телескопов и зрительных труб (См. Зрительная труба) выражают в угловых секундах (см. Разрешающая сила телескопа), для длины волны λ ≅ 560 нм, соответствующей максимальной чувствительности человеческого глаза, он равен α"= 140/D (D в мм). Для фотообъективов Р. с. обычно определяют как максимальное количество раздельно видимых линий на 1 мм изображения стандартного тест-объекта (см. Мира) и вычисляют по формуле N = 1470ε, где ε — Относительное отверстие объектива (см. также Разрешающая способность фотографирующей системы; о Р. с. микроскопов см. в ст. Микроскоп). Приведённые соотношения справедливы лишь для точек, находящихся на оси идеальной оптической системы. Наличие аберраций и погрешностей изготовления увеличивает размеры дифракционных пятен и снижает Р. с. реальных систем, которая, кроме того, уменьшается по мере удаления от центра поля зрения (См. Поле зрения). Р. с. оптического прибора R_oп,в состав которого входят оптическая система с Р. с. R_oc и приёмник света (См. Приёмники света) (фотослой, катод электроннооптического преобразователя (См. Электроннооптический преобразователь) и пр.) с Р. с. R_п, определяется приближённой формулой 1/R_oп=1/R_oc+1/R_п, из неё следует, что целесообразно использовать лишь сочетания, в которых R_oc и R_п— величины одного порядка. Р. с. прибора может быть оценена по его аппаратной функции (См. Аппаратная функция), отражающей все факторы, влияющие на качество изображения (дифракцию, аберрации и т.д.). Наряду с оценкой качества изображения по Р. с. широко распространён метод его оценки с помощью частотно-контрастной характеристики (См. Частотно-контрастная характеристика).О Р. с. спектральных приборов см. в ст. Спектральные приборы.

Лит.: Тудоровский А. И., Теория оптических приборов, 2 изд., ч. 1, М. — Л., 1948; Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Волосов Д. С., Фотографическая оптика, М., 1971.

Л. Н. Капорский.

Распределение освещённости Е в изображении двух точечных источников света, расположенных так, что угловое расстояние Δφ между максимумами освещённости равно угловой величине Δθ радиуса центрального дифракционного пятна (Δφ = Δθ — условие Рэлея).

Разреша́ющая спосо́бность

фотографирующей системы, характеризует её способность раздельно воспроизводить мелкие детали объекта; определяется наибольшим значением частоты штрихов регулярной одномерной решётки — миры (См. Мира), при котором в фотоизображении эти штрихи ещё могут быть различены (не сливаются). Р. с. измеряют с помощью Резольвометрови выражают обычно в мм^—1, т. е. числом штрихов на 1 мм. Для различных современных фотоматериалов Р. с. чаще всего заключена в пределах 70—300 мм ^—1 , а для специальных материалов, используемых в голографии (См. Голография),может составлять 2000 мм ^—1 и более.

Физическая природа Р. с. связана как с конечностью Р. с. оптических систем, так и со значительностью оптической толщины (См. Оптическая толщина)эмульсионных слоев фотоматериалов (состоящих из взвешенных в желатине высокодисперсных — 0,1—3 мкм — микрокристаллов галоидного серебра с концентрацией 10⁸—10¹⁰ см³). Этим при большом различии преломления показателей (См. Преломления показатель)желатина и галоидного серебра обусловлено сильное Рассеяние света в фотослое, за счёт которого оптическое излучение распространяется за пределы образуемого объективом на слое изображения оптического (См. Изображение оптическое). Т. о., границы элементов фотоизображения «размываются» по сравнению с оптическим изображением. Кроме того, на Р. с. влияют Поглощение света в желатине на пути между серебряными микрокристаллами и различие в светочувствительности последних. Р. с. зависит от экспозиции (См. Экспозиция)— она максимальна для нижней и средней частей прямолинейного участка характеристической кривой (См. Характеристическая кривая) фотоматериала (см. также Сенситометрия).Зависимость Р. с. от контраста фотографического (См. Контраст фотографический) изображения решётки на фотослое можно выразить формулой R_k= R_максR_макс — Р. с. для К = 1, К = (Е_макс — Е_мин)/(Е_макс + Е_мин); Е_макс и Е_мин — осщённости изображений светлых и тёмных полос. Р. с. мало зависит от типа проявителя и условий проявления, но сильно — от длины волны экспонирующего света. Она заметно выше при освещении ультрафиолетовым излучением (См. Ультрафиолетовое излучение)(сильно поглощаемым эмульсионным слоем), а её зависимость от длины волны в области сенсибилизации (См. Сенсибилизация) оптической различна для крупнозернистых и мелкозернистых эмульсий.

Р. с. R_cист двухкомпонентной фотографической системы, состоящей из Объективас Р. с. R_oв (в воздушном изображении) и фотослоя с Р. с. R_cл, может быть определена лишь по приближённым эмпирическим формулам вида 1/R^α_об +1/R^α_сл = m/R_cист, где 1 ≤ α ≤ 2, 1≤ m≤ 1,25. Р. с. многокомпонентных систем с учётом ухудшения изображения, вносимого несколькими факторами (объектив, фотослой, турбулентность атмосферы между объектом и объективом, сдвиг изображения за время экспонирования и др.), описывают функциями передачи модуляции (ФПМ), называемых также частотно-контрастными характеристиками (См. Частотно-контрастная характеристика) и характеризующими качество воспроизведения решёток различных пространственных частот. При определённых условиях ФПМ многокомпонентной системы можно считать равной произведению ФПМ отдельных компонентов. Если ФПМ системы определена, то Р. с. системы можно найти как точку пересечения кривой ФПМ и кривой контрастной чувствительности глаза в конкретных условиях рассматривания фотоизображения решётки в микроскоп (рис.).

Лит.: Качество фотографического изображения, М. — Л., 1964; Миз К., Джеймс Т., Теория фотографического процесса, пер. с англ., Л., 1973.

М. Я. Шульман.

График функции передачи модуляции, на котором коэффициент передачи модуляции T(N) представлен как функция пространственной частоты решётки N (величины, обратной её периоду). Кривая C(N) контрастной чувствительности глаза характеризует остроту зрения. Точка пересечения этих двух кривых даёт величину разрешающей способности фотографирующей системы R_сист.

РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ оптических приборов - характеризует их способность давать раздельные изображения двух близких друг к другу точек объекта. Из-за дифракции света изображение точки - кружок (светлое пятно, окруженное кольцами). Наименьшее линейное или угловое расстояние между двумя точками, начиная с которого их изображения сливаются, называется линейным или угловым пределом разрешения. Количественной мерой разрешающей способности обычно служит обратная величина. Разрешающая способность прибора может быть оценена по его аппаратной функции.

РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ оптических приборов, характеризует их способность давать раздельные изображения двух близко расположенных точек. Из-за дифракции света изображение точки представляет собой не строго точку, а кружок (светлое пятно, окруженное кольцами). Наименьшее угловое или линейное расстояние между двумя точками, при котором система дает их раздельное изображение, называется пределом разрешения и характеризует границы применимости геометрической оптики. Обратная величина есть разрешающая способность, которая прямо пропорциональна апертуре прибора; поэтому для повышения разрешающей способности оптические телескопы имеют большой диаметр объектива. Разрешающая способность зависит от длины волны, на которой работает прибор, поэтому разрешающая способность электронного микроскопа в 1000 раз больше разрешающей способности оптического микроскопа.

resolving capacity, discrimination, resolving power, resolution ratio, resolution, resolvability

resolving ability,(фотоматериала) acutance, discrimination, resolution capability, resolving capacity, resolution [resolving\] power,(при поиске) resolution ratio, resolution,(ЭЛТ) deflection sensibility, resolution threshold

РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ

(разрешающая сила) оптических приборов, характеризует способность этих приборов давать раздельное изображение двух близких друг к другу точек объекта. Наименьшее линейное (или угловое) расстояние между двумя точками, начиная с которого их изображения сливаются и перестают быть различными, наз. линейным (или угловым) пределом разрешения. Обратная ему величина служит количеств. мерой Р. с. оптич. приборов. Идеальное изображение точки, как элемента предмета, может быть получено от волновой сферич. поверхности. Реальные оптич. системы имеют входные и выходные зрачки конечных размеров, ограничивающие волновую поверхность. Благодаря дифракции света даже при отсутствии аберраций и ошибок изготовления оптич. система изображает точку в монохроматич. свете в виде светлого пятна, окружённого попеременно тёмными и светлыми кольцами. Пользуясь теорией дифракции, можно вычислить наименьшее расстояние, разрешаемое оптич. системой, если известно, при каких распределениях освещённости приёмник (глаз, фотослой) воспринимает изображение раздельно. В соответствии с условием, введённым англ. учёным Дж. У. Рэлеем (1879), изображения двух точек можно видеть раздельно, если центр дифракц. пятна каждого из них пересекается с краем первого тёмного кольца другого (рис.).

Если точки предмета самосветящиеся и излучают некогерентные лучи, выполнение критерия Рэлея соответствует тому, что наименьшая освещённость между изображениями разрешаемых точек составит 74% от освещённости в центре пятна, а угловое расстояние между центрами дифракц. пятен (максимумами освещённости) определится выражением Dj=1,21l/D, где l — длина волны света, D — диаметр входного зрачка оптич. системы (см. ДИАФРАГМА В ОПТИКЕ).

Распределение освещённости Е в изображении двух точечных источников света, расположенных так, что угловое расстояние между максимумами освещённости Dj равно угловой величине радиуса центрального дифракц. пятна Dq(Dj=Dq — условие Рэлея).

Если оптич. система имеет фокусное расстояние f, то линейная величина предела разрешения d=l,21lf/D. Предел разрешения телескопов и зрительных труб выражают в угловых секундах и определяют по формуле d=140/D (при l=560 нм и D в мм) (о Р. с. микроскопов см. в ст. (см. МИКРОСКОП)). Приведённые формулы справедливы для точек, находящихся на оси идеальных оптич. приборов. Наличие аберраций и ошибок изготовления снижает Р. с. реальных оптич. систем. Р. с. реальной оптич. системы падает также при переходе от центра поля зрения к его краям. Р. с. оптич. прибора Rоп, включающего комбинацию оптич. системы и приёмника (фотослой, катод электронно-оптического преобразователя и др.), связана с Р. с. оптич. системы прибора Rос и приёмника Rп приближённой формулой 1/Rоп=1/Rос+1/Rп, из к-рой следует, что целесообразно применение лишь таких сочетаний, когда Rос и Rп одного порядка. Р. с. прибора может быть оценена по его аппаратной функции.

РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ (разрешение), в электронике - способность систем формирования изображения, таких как экран КОМПЬЮТЕРА или ТЕЛЕВИЗОРА, распознавать два близко расположенных объекта. В вычислительной технике разрешающая способность выражается как число точек на единичную длину, в которой формируется изображение. Обычно как единица измерения используется dpi (от. англ, dots per inch - точка на дюйм), и, обычно, разрешающая способность экрана цветного телевизора равна 80 dpi (в то время, как разрешение человеческого глаза - 150 dpi при чтении на нормальном расстоянии и до 2,400 dpi при восприятии печатных иллюстраций в книгах). Общее разрешение экрана компьютера выражается как число элементов отображения по вертикали и горизонтали, обычно - 640x480 элементов изображения (пикселей).

РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ

РАЗРЕША́ЮЩАЯ СПОСО́БНОСТЬ оптических приборов, характеризует их способность давать раздельные изображения двух близких друг к другу точек объекта. Из-за дифракции света изображение точки — кружок (светлое пятно, окруженное кольцами). Наименьшее линейное или угловое расстояние между двумя точками, начиная с которого их изображения сливаются, называется линейным или угловым пределом разрешения. Количественной мерой разрешающей способности обычно служит обратная величина. Разрешающая способность прибора может быть оценена по его аппаратной функции(см. АППАРАТНАЯ ФУНКЦИЯ).

разрешающая сила, - 1) св-во радио-, оптических и др. систем различать очень близкие в пространстве, во времени или по физ. св-вам объекты (процессы); количеств. мера этого свойства. Напр., Р. с. объектива выражается числом штрихов, раздельно изображаемых объективом и приходящихся на 1 мм изображения спец. тест-объекта (миры), Р. с. - одна из осн. хар-к оптич. или радиотехнич. приборов, счётчиков заряж. частиц и др.

2) Р. с. фотоматериала - св-во фотослоя раздельно воспроизводить мелкие детали изображения объекта; обусловлена степенью дисперсности светочу вствит. компонентов фотослоя и зависит от контраста оптич. изображения, спектрального состава излучения, выдержки, условий проявления и др. причин. Для обычных фотоматериалов Р. с. лежит в пределах 70 - 300 мм^-1. См. также Резольаометрия.

3) Р. с. в спектроскопии - хар-ка спектрального прибора, описывающая способность различать 2 близкие спектральные линии. Классич. критерий Р. с. сформулирован Рэлеем и связан со структурой изображения линии, обусловл. дифракцией на диафрагме, ограничивающей световой пучок. По Рэлею 2 спектральные линии одинаковой интенсивности разрешаются, если в их изображении дифракц. максимум одной из них попадает на минимум другой; при этом высота провала между максимумами составляет ок. 80% высоты максимумов. Развитие техники спектроскопии и обработки результатов позволяет значит. превзойти этот критерий (в 100 раз и более).

РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ — (разрешающая сила) — способность системы наблюдения (микроскопа, телескопа, фотоаппарата, радиолокационной станции и др.) и измерения (регистрации) различать и воспроизводить раздельно мелкие детали или очень близкие в пространстве, во времени млн. по физ. свойствам объекты и процессы. Р. с. является одним из основных и удобных параметров, характеризующих качество и эффективность работы оптических, спектральных, электронно-оптических, фотографических, телевизионных, радиолокационных, инфракрасных и др. систем и приборов, а также зрительных анализаторов. Наименьшее линейное (или угловое) расстояние между двумя точками, начиная с которого их изображения сливаются, т.е. перестают быть различимыми, называется линейным (или угловым) пределом разрешения. Обратная ему величина служит количественной мерой Р. с. оптических приборов, которая прямо пропорциональна их угловой апертуре (относительному отверстию (см.)) и обратно пропорциональна длине световой волны. Р. с. приёмников световой энергии зависит от структуры и хим. состава светочувствительного слоя. Она может быть выражена числом линий, раздельно различимых на 1 мм изображения штриховой решётки. (См. мира.)