[討論] 試算繞射極限的光圈值
光學上的繞射(diffraction)是光經過一小孔或光滑平整刀片邊緣會產生明暗相間的條紋
, 它是光的波動(wave)現象, 而不是光線會轉彎 (只有很強的重力場會使光線彎曲, 或許
是翻譯引起的誤解, 冼鏡光先生的大作也這麼說的用意可能是為了讓一般人易懂).
孔徑越小或波長越大, 則繞射越顯著
(請參閱維基百科"繞射"且文末有段"繞射對於光學系統解析度的制約")
光圈繞射產生可否解像(區分兩個很靠近的點)的判準為 Rayleigh's criterion:
y = 1.22L/d
y:兩點至鏡中心連線所形成的夾角, L:波長, d:光圈直徑
當兩點分開的角度大於上述就能區分, 否則就會糊成一個點
此兩點在senor上成像的相隔距離為 x = fy (f:焦距), 當x = D (模糊圓直徑)時就可區
分, 故 x = fy = 1.22fL/d = 1.22fL/(f/N) = 1.22NL = D (已代入 d = f/N , N: 光圈
值, 可得
N = D/1.22L
代入 L = 550 nm (黃光,可見光譜中心點, 人眼對其的敏感度最高)
分別求FF (D = 0.029 mm)及1/1.7" (D = 0.0063 mm)的繞射極限光圈值, 得
N = 0.029 mm/(1.22*550 nm) = 43 for FF
N = 0.0063 mm/(1.22*550 nm) = 9.4 for 1/1.7"
光圈值FF到 32 , 1/1.7"到 8 應無繞射造成解像力下降的疑慮
一般而言, 大光圈產生像差與色散對解像力的傷害大於小光圈的繞射
如果還擔心, 就不要用光圈最小那一級
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