Un haz de luz paralelo incide en una lente convexa. Debido a la difracción, el haz se enfoca en un punto. ¿Cuál es el radio de la mancha?

La razón por la que a veces es difícil obtener una respuesta directa a esta pregunta es que el lugar no es un círculo perfecto con un poder constante sobre ese círculo. Es una función más complicada (el disco Airy, suponiendo un punto limitado de difracción) que varía en potencia y también tiene “anillos” a veces llamados lóbulos laterales, fuera del punto “principal”. Entonces, cuando pregunta por el radio (o el área equivalente) del punto, la pregunta es cómo definir el punto: ¿es donde la potencia cae a la mitad de su valor máximo? En mediciones reales, puede obtener imágenes del lugar y trazar la distribución de la luz, luego ajustarlo con un disco Airy, Gaussiano, etc., y medir el radio a la mitad de la potencia, en la mayoría de los casos, si el sistema óptico es “bueno” “Y obtienes un lugar” agradable “, no importará, ya que obtendrás casi la misma respuesta con relativamente poca variación. En física láser, también define una medida llamada el número M ^ 2 que le dice que está lejos de un punto limitado de difracción (M = 1), que explica implícitamente las aberraciones del sistema.

En óptica, debe comprender qué significa cuando se dice dicho objeto o imagen puntual (enfocado a un punto). Imagine que un automóvil de pocos metros de largo ha recorrido varios kilómetros, entonces podemos considerar que el automóvil es un punto y tratar su trayectoria porque las dimensiones del automóvil son insignificantes en comparación con la distancia recorrida en automóvil. En realidad, las dimensiones del automóvil no son esenciales. De manera similar, en su pregunta cuando se dice que el haz está enfocado en un punto, significa que el radio del punto es insignificante en comparación con la longitud focal o la curvatura de la lente. Sin embargo, tiene un radio, si escalamos los dispositivos y medimos, podemos obtenerlo.

El diámetro del punto focal se puede definir de dos maneras, en términos de la función Airy o en términos de la función gaussiana. El diámetro del disco Airy es

D = (2.44) (f / #) (longitud de onda)

Si supone que la longitud de onda es de 500 nm, entonces el diámetro es

D = 1.22 (f / #)

Una regla práctica razonable que es realmente todo lo que desea, ya que la lente probablemente aberrada es el diámetro en micrones dado por la f / # de la lente.

La imagen enfocada creará un disco airy Airy disk – Wikipedia

¿Difracción? Seguramente, bromeas Sr. Estudiante del Dr. Feynman. Te refieres a la refracción, ¿verdad?

¿Cuál es el ancho de cada viga? Necesita esa información para calcular el diámetro del punto. 🙂