Оптика - Годжаев Н.М.
Скачать (прямая ссылка):
увеличению разрешающей силы. Увеличение разрешающей силы за счет
увеличения апертуры также ограничено, так как в предельном случае sin и'
= = 1. В реальных случаях можно добиться значения sin и = 0,95 при п = 1.
Это означает, что возможно разрешение деталей объекта размером порядка
половины длины световой волны.
Увеличение разрешающей силы микроскопа путем уменьшения длины световой
волны привело к положительному результату. Микроскопы, использующие
ультрафиолетовые лучи, позволяют увеличить разрешающую силу примерно в
два раза. Переход к микроскопам, использующим рентгеновские лучи,
позволил бы резко увеличить разрешающую силу. Однако отсутствие
оптических линз для рентгеновских лучей делает практически почти
невозможным создание рентгеновских микроскопов. Такие принципиальные
трудности были преодолены после того, как в 1923 г. Луи де Бройлем была
выдвинута гипотеза, согласно которой любой частице с массой т, движущейся
со скоростью v, соответствует волна с длиной
A, = h/mv, (7-43)
где h-постоянная Планка, равная 6,67-10-27 эрг-с.
Приближенные расчеты показывают, что волна, соответствующая электрону,
ускоренному полем в 150 В, равна 1 А, что на три порядка меньше длины
волны видимого света. Поскольку электрону соответствует столь короткая
волна, это наводит на мысль о возможности сконструирования микроскопа,
работающего с электронным пучком. Роль "оптической системы" могут
выполнять соответствующим образом подобранные электрические и магнитные
поля - "электромагнитные линзы" для электронного пучка. Этот прибор -
электронный микроскоп - впервые был изготовлен в СССР акад. А. А.
Лебедевым. Электронные микроскопы в принципе могут позволить различить
детали размером порядка 1 А. В настоящее время современные электронные
микроскопы позволяют различить детали размером 25-30 А.
* См.: Мандельштам Л. И. Полн. собр. трудов, т. I. Изд-во АН СССР, 1948,
с. 210-225.
203
Глава VIII ОПТИЧЕСКАЯ ГОЛОГРАФИЯ
§ 1. ПОНЯТИЕ О ГОЛОГРАФИИ
Критические замечания о методе фотографирования. Трудно найти человека,
не знакомого с фотографированием. При фотографировании, как • известно,
изображение трехмерного предмета проектируется на плоскость. При этом
резкое изображение получается только для тех частей предмета, которые
лежат в плоскости наводки фотоаппарата. Уменьшая радиус диафрагмы
объектива (проигрывая при этом в светосиле), можно увеличить глубину
резкости. Полученное этим способом плоское изображение практически не
содержит информации о том, на каких расстояниях находятся отдельные точки
предмета (информации об объемности предмета). Это объясняется тем, что
информация о фазе световой волны при фотографировании полностью теряется
и происходит регистрация только квадрата напряженности электрического
р.ектора светового поля, усредненного по всем фазам световой волны.
'"Фотография обладает ограниченными изобразительными возможностями. Она
не позволяет обозревать избраженный объект с разных сторон. Так,
например, если человек снят на фоне здания, то на фотографии никак нельзя
увидеть ту часть здания, которая закрыта телом человека, как бы мы ни
меняли положение головы. Также нельзя, исходя из фотографии, определить
удаленность здания от человека - мы видим его на одной плоскости со
зданием. Следовательно, в фотографии полностью отсутствует так называемый
эффект параллактического смещения. Отсутствие этого эффекта а
(to.TQElЫlWiш^ШQДиxJLШCШCIaию объемности предмета и ощуще-
Изображение на сетчатке глаза тоже двухмерное, плоское, и тем не менее мы
не лишены возможности видеть предметы объемными, обладающими не только
высотой и шириной, но и глубиной.
Объемность нашего восприятия обусловлена не только возможностью зрения
двумя глазами, но также тем, что, во-первых, глаз представляет собой
оптическую систему с перемещаемым фокусным расстоянием, способную
фокусироваться (аккомодироваться) на разноудаленные точки предмета; во-
вторых глаз обладает определенной подвижностью. Эти свойства глаза
позволяют нам, смещая точку зрения, изменить взаимное расположение
предметов на их двухмерной проекции, создавая тем самым ощущение
объемности.
Итак, попробуем собрать все недостатки метода фотографирования:
204
1) при фотографировании необходима оптическая система;
2) изображение трехмерного предмета npoeTmrp-y стся~~На плоскость^ -
" '
"^""отсутствует эффект параллактического смещения;
4) на олнбКГПйм^йвУ^1^кз'^ттгятгглт^7Пшт,т~7;бъектор,, если они
перекрываются;
^ npnyip^ Р.пг^^~ипвлгн>пг->гч1°>йразкения осуществляется только _при
наличии оптической-агсхемы (так же как при фотографирова-нии);
6) информация о каждой точке предмета сосредоточена в очень маленьком!,
пятнышке ФотогрЖш7^^0у'Льтаге"~тге1''о-тшптсу^сти негатива приводит к
утрате соответствующей части изображения; riojiHocfbio^iio6paHceHKe
восстанавливается только с целого негатива.
Понятие о голографии. Существует принципиально новый метод
"фатпгряфиппвята" лишенный вышеперечисленных недо-cT.jTKOH -Ятот новый
