角分解能計算機

角分解能は、光学系が2つの点光源を区別できる最小の角距離を表します。望遠鏡で近接する2つの星を別々の点として見るには、それぞれの回折像が十分に分離している必要があります。顕微鏡で微細な構造を見分ける場合も、同じ物理的制約を受けます。理想的な円形開口では、レイリー基準により限界を波長の1.22倍を開口直径で割った値と見積もります。波長と直径は同じ基本単位にそろえ、結果の角度はラジアンになります。 回折は光が波として振る舞うために起こります。完全なレンズでも点光源を無限に小さな点へ集光できず、明るい中心円盤と周囲のリングからなるエアリーパターンを作ります。レイリー基準では、一方のエアリーディスクの中心が他方の最初の暗線に重なったとき、同じ明るさの2光源をちょうど分解できるとします。係数1.22は円形開口の回折像の最初のゼロ点に由来します。開口形状や分解能の定義が異なれば、別の定数を使う場合があります。 口径を大きくすると回折像が狭くなるため、分解能が向上します。波長を短くしても分解能は向上し、同じ装置なら青い光の理論角度は赤い光より小さくなります。この計算機は選択した波長と口径をメートルに変換し、レイリー式を計算して、ラジアン、度、分角、秒角で表示します。秒角は特に天文学で便利で、光学工学の計算ではラジアンがよく使われます。 結果は理想的な回折限界であり、実際の画質を保証するものではありません。地上望遠鏡では、補償光学や短時間露光を使わない限り、大気の乱れが分解能を支配することがよくあります。レンズ収差、ピントずれ、検出器の画素サイズ、光軸調整、コントラスト、光源の明るさ、機械振動も細部の見え方を低下させます。顕微鏡では単純な有効直径より開口数や屈折率の方が直接役立つ場合があります。理想系の比較、妥当な口径の選定、光学スケールの確認に使い、機器の仕様決定では実際の動作条件も考慮してください。極めて小さい角度では有効数字の整合も必要です。入力精度は、波長と有効口径が実際にどれほど正確にわかっているかを反映させてください。