题目
关于典型光学系统,下列表述正确的是()A. 增大波长可以提高光学系统的分辨率B. 显微镜的有效放大率 ,放大率高于1000NA时,称作无效放大率,不能使被观察的物体细节更清晰C. 目视光学仪器,其放大作用可以由横向放大率来表示D. 减小孔径可以提高光学系统的分辨率
关于典型光学系统,下列表述正确的是()
A. 增大波长可以提高光学系统的分辨率
B. 显微镜的有效放大率 ,放大率高于1000NA时,称作无效放大率,不能使被观察的物体细节更清晰
C. 目视光学仪器,其放大作用可以由横向放大率来表示
D. 减小孔径可以提高光学系统的分辨率
题目解答
答案
B. 显微镜的有效放大率 ,放大率高于1000NA时,称作无效放大率,不能使被观察的物体细节更清晰
解析
本题考查典型光学系统的相关知识,解题思路是对每个选项所涉及的光学系统概念和原理进行分析判断。
- 选项A:
- 光学系统的分辨率公式为$\delta=\frac{0.61\lambda}{NA}$,其中$\delta$是分辨率,$\lambda$是波长,$NA$是数值孔径。
- 从公式可以看出,当增大波长$\lambda$时,在数值孔径$NA$不变的情况下,分辨率$\delta$会增大,而分辨率增大意味着能分辨的最小细节变大,即分辨率降低,所以增大波长不能提高光学系统的分辨率,A选项错误。
- 选项B:
- 显微镜的有效放大率$M = 500NA$(这里$500$是与人眼分辨率相关的一个系数)。
- 当放大率高于$1000NA$时,由于人眼的分辨率是有限的,即使显微镜进一步放大,人眼也无法分辨出更多的细节,这种放大就不能使被观察的物体细节更清晰,称作无效放大率,B选项正确。
- 选项C:
- 目视光学仪器的放大作用通常用视角放大率来表示,而不是横向放大率。视角放大率是指仪器所成的像对人眼所张的视角$\omega'$与物体直接对人眼所张的视角$\omega$之比,即$\Gamma=\frac{\omega'}{\omega}$,它反映了仪器对人眼观察视角的放大能力,C选项错误。
- 选项D:
- 由分辨率公式$\delta=\frac{0.61\lambda}{NA}$,数值孔径$NA = n\sin u$($n$是物方折射率,$u$是物方孔径角),减小孔径意味着减小孔径角$u$,从而减小数值孔径$NA$。
- 在波长$\lambda$不变的情况下,$NA$减小,分辨率$\delta$会增大,即分辨率降低,所以减小孔径不能提高光学系统的分辨率,D选项错误。