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光学仪器的力量
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如果远处物体的图像被光学仪器放大100倍,那么这一物体与我们的距离看起来就像缩短了100倍一样。
依照这一原理很容易得出一些轰动一时的结论——我们与天体的拉近距离应该与被天文仪器放大的天体表面大小相对应。
然而,天文望远镜形成的图像并不会与直接观察到的天体完全一样,由仪器放大的图像会存在瑕疵,其主要原因在于光的衍射。
对于光学元件,不管其本身多么完美,我们都必须考虑它所谓的分辨能力(1),即光学元件使图像分离成相邻两点的能力。
我们不会像上物理课似的对这一原理进行大量解释,就简单做一下说明:一个光点呈现为一个小点,物镜或镜头越大越完美,该光点就显得越小。
简而言之,假设图像是由许多清晰的小点聚集而成的,那么其中的一些点群就形成了图像的细节。
如果我们使用分离能力不强的仪器来观测这一图像,就只能看到模糊的全貌,与每个点相对应的区域互相或多或少有所重叠。
在这种相互模糊的情况下,细节消失不见了。
反之,如果我们使用分离能力强的仪器,情况就截然不同了。
让我们用一个简单的实验来解释:实验对象是两个紧紧相邻的光点。
如果使用的物镜口径太小,无论焦面像被放大多少倍,这两个点依旧混在一起,而人在与所用放大倍数相对应的距离处用肉眼观察的话,则会看到两个明显分开的点。
另外,如果这两点在给定的仪器下无法分离,那么则会在口径更大的仪器下分开。
除此之外,辐射效应也放大了发光区域的轮廓。
在摄影领域中,这一现象在感光层上横向扩散,进一步放大,每个人都能在某些区域格外明亮的底片上发现这一现象,这些明亮的区域仿佛侵占或是磨灭了附近较暗区域的细节。
我们也可以在延长曝光时间的星空图像上清楚地观察到这一现象。
为获取较暗星点的图像,我们需要延长星空图像的曝光时间,而这些星点中比较亮的一些就会被仪器记录下来。
星点的图像就像一轮轮大直径的圆盘,但其体积并不会很大。
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