Методика решения задач оптики - Ильичева Е.Н.
Скачать (прямая ссылка):
микроскопу.
Пространственная фйльтрация. Получение изображения фазовых объектов:
метод темного поля, метод свилей, фазово-контрастный метод Цернике.
Разрешающая способность при когерентном и некогерентном освещении.
Разрешающая способность газа, разрешающая способность телескопа. Полезное
увеличение оптической системы.
Получение изображений методом восстановления волнового фронта: 1)
регистрация амплитуды и фазы предметной волны,. 2) восстановление
когерентной волны.
Опорная и предметная волны. Распределение комплексных амплитуд и
интенсивности в плоскости голограммы. Материалы для записи голограмм.
Функция пропускания фотопластинки с голограммой.
Восстановление исходной волны. Действительное и мнимое изображения.
Голограмма Габора. Уравнение голограммы Габора. Недостатки схемы Габора.
Схема Лейта и Упатниекса. Возможность пространственного разделения
действительного и мнимого изображения.
Голограмма точечного источника. Голограмма Френеля. Геометрия голограммы
Френеля (в параксиальном приближении). Пространственная частота
интерференционных полос. Влияние
134
разрешающей способности регистрирующей среды на разрешение предмета.
Голограмма Фурье. Характер распределения интерференционных полос.
Возможность получения изображения с высоким разрешением.
Восстановление изображения с помощью точечного источника. Геометрия
изображения (в параксиальном приближении). Возможность получения
поперечных увеличений. Структура волнового поля восстановленной волны для
точечного источника. Влияние размеров голограммы на качество изображения.
Влияние длины волны при восстановлении изображения.
Требования к источникам света в голографическом методе формирования
изображения.
2. Вопросы по теоретическому материалу
2.1. Чем определяется качество изображения? Его светосила?
2.2. Каковы условия получения неискаженного изображения плоских
предметов? Объемных?
2.3. Перечислите известные Вам аберрации оптических систем, укажите их
причины и способы устранения.
2.4. Чем определяется глубина фокуса, резкость изображения?
2.5. Можно ли получить в одной и той же оптической системе большие
угловые и большие линейные увеличения?
2.6. Каково назначение микроскопа? Телескопа? Лупы?
2.7. Запишите выражение для функции пропускания тонкой линзы.
2.8. Перечислите основные этапы формирования изображения в оптической
системе. В чем суть процесса двойной дифракции?
2.9. Чем определяется распределение интенсивности в задней фокальной
плоскости линзы?
2.10. Запишите соотношение между пространственными частотами функции
пропускания объекта и угловым спектром дифрагированных волн.
2.11. Дана функция пропускания объекта t(x,y). Запишите ее Фурье-образ
&{t(x, у)} для пространственных частот со* и о)".
2.12. Что представляет собой поле дифрагированных волн для предмета с
синусоидальной функцией пропускания по ампли" туде? Как выглядит в этом
случае распределение интенсивности в задней фокальной плоскости линзы?
2.13. Изображение формируется в видимом диапазоне с длиной волны X.
Числовая апертура объектива микроскопа Л=0,3. Укажите наивысшую
пространственную частоту, которая может быть передана этой системой.
2.14. Чем определяется (теоретически) предельная пространственная
частота, которая может быть изображена оптической системой?
5?
135
2.15. Почему применение иммерсии увеличивает разрешающую способность
микроскопа?
2.16. Как сказываются на разрешающей способности микроскопа условия
освещения (когерентное и некогерентное)?
2.17. Запишите условие разрешения двух точек при некогерентном освещении.
Как изменится разрешающая способность, если освещение кргерентно и
разность фаз колебаний, посылаемых этими точками, равна 0, я/2, я, Зя/2,
2я?
2.18. Приведите примеры объектов, модулирующих падающий свет по фазе, а
не по амплитуде. Запишите функцию пропускания таких фазовых объектов.
2.19. Как изменится изображение объекта, если,с помощью маски в фокальной
плоскости закрыть центральный максимум?
2.20. Чем определяется контраст изображения?,
2.21. В чем состоит сущность фазово-контрастного метода получения
изображений?
2.22. В чем состоит сущность метода темного поля? Метода свилей?
2.23. Укажите способы регистрации фазы волн оптического диапазона.
2.24. Нарисуйте принципиальную схему записи амплитуды и фазы волны от
когерентно освещенного объекта.
2.25. Нарисуйте схему восстановления изображения.
2.26. Запишите выражения для комплексной амплитуды опорной волны для
следующих случаев:
1) опорная волна плоская, идущая вдоль оси г;
2) опорная волна плоская, вектор k составляет угол ±0 с осью z;
.3) опорная волна сферическая, источник находится на оси на расстоянии
±zr от плоскости голограммы.
2.27. Запишите выражение для распределения интенсивности в плоскости
голограммы 1{х2,у2) при заданной опорной и предметной волнах. При каких
условиях коэффициент пропускания негатива, на котором зарегистрирована
голограмма, линейно отображает распределение интенсивности в плоскости
