KWALIFIKACJA MEP2 - STYCZEŃ 2018

PYTANIE NR 5.
Kąt teoretyczny zdolności rozdzielczej w diafragmach kołowych określony jest jako
Ilustracja przedstawia fragment egzaminu zawodowego dla technika optyka, dotyczący teoretycznego kąta zdolności rozdzielczej
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Kątowa (teoretyczna) zdolność rozdzielcza dla apertury kołowej maleje wraz ze wzrostem średnicy źrenicy wejściowej.
W przyjętym w zadaniu zapisie wyraża się ją jako iloraz stałej 140'' i średnicy źrenicy wejściowej lunety d_o: 140''/d_o. Pozostałe postacie nie oddają tej zależności lub odnoszą się do innych kryteriów.

Pełne wyjaśnienie:

Zdolność rozdzielcza przyrządu optycznego opisuje, jak małe szczegóły (np. dwa bliskie punkty) można jeszcze rozróżnić jako oddzielne. Dla apertury kołowej ograniczeniem jest dyfrakcja, która tworzy charakterystyczny obraz punktu w postaci plamki Airy’ego. To zjawisko powoduje, że nawet idealny (bezaberracyjny) układ ma skończoną rozdzielczość.

W pytaniu chodzi o kąt teoretyczny zdolności rozdzielczej w ujęciu stosowanym dla lunety/przyrządu obserwacyjnego, powiązany ze średnicą źrenicy wejściowej (czyli efektywnej apertury widzianej od strony przedmiotowej). Zależność jest jakościowo prosta: im większa średnica apertury/źrenicy wejściowej, tym mniejszy (lepszy) kąt rozdzielczy.

Odpowiedź "iloraz 140'' do średnicy źrenicy wejściowej lunety (140''/d_o)" spełnia tę własność: jest odwrotnie proporcjonalna do d_o, a wynik podany jest w sekundach łuku (''), czyli jednostce typowo używanej do opisu małych kątów w obserwacjach.

Pozostałe odpowiedzi są błędne, ponieważ reprezentują typowe pomyłki:

  • mogą mieć złą zależność od średnicy (np. rosnąć z d_o zamiast maleć), co przeczy wpływowi większej apertury na poprawę rozdzielczości,
  • mogą odnosić się do innej wielkości (np. rozdzielczości liniowej w płaszczyźnie obrazu),
  • mogą mieszać kryteria rozdzielczości i stałe liczbowe spotykane w różnych przybliżeniach (w praktyce dydaktycznej występują różne zapisy zależnie od definicji i jednostek).

Wskazówka egzaminacyjna: gdy widzisz w odpowiedziach wyrażenia typu "stała w sekundach łuku / średnica", sprawdź, czy pytanie dotyczy rozdzielczości kątowej oraz czy średnica dotyczy apertury/źrenicy wejściowej. To zwykle pozwala odróżnić wzór kątowy od wzorów opisujących rozdzielczość w milimetrach w płaszczyźnie obrazu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):

To minimalny kąt między dwoma punktami, przy którym obraz tych punktów można jeszcze rozróżnić jako oddzielny.

W idealnym układzie ograniczeniem jest dyfrakcja (plamka Airy’ego), więc rozdzielczość zależy głównie od efektywnej apertury.

Źrenica wejściowa odpowiada za efektywną aperturę układu "widzianą" od strony obiektu.

Większa średnica oznacza mniejsze rozmycie dyfrakcyjne, więc mniejszy (lepszy) kąt rozdzielczy. Zależność jest odwrotna: większa średnica → lepsza rozdzielczość.

Symbol '' oznacza sekundy łuku, czyli bardzo małą jednostkę kąta używaną do opisu rozdzielczości kątowej.

Liczba 140 jest stałą stosowaną w danym przybliżeniu/kryterium. W innych materiałach możesz spotkać inne stałe, zależnie od definicji i jednostek.

Rozdzielczość kątowa podaje wynik w jednostkach kąta (np. sekundy łuku, radiany) i opisuje "jak mały kąt" można rozróżnić.

Rozdzielczość liniowa dotyczy odległości w płaszczyźnie obrazu (np. mm) i zależy też od ogniskowej.

Dyfrakcja powoduje, że obraz punktu nie jest punktem, tylko plamką o skończonych rozmiarach (plamka Airy’ego).

Gdy dwa obrazy punktów nakładają się zbyt mocno, nie da się ich rozróżnić. Z tego wynika teoretyczna granica rozdzielczości nawet dla idealnej optyki.

W praktyce często tak: aberracje i błędy montażu potrafią pogorszyć obraz bardziej niż sama dyfrakcja.

Pytanie egzaminacyjne dotyczy jednak granicy teoretycznej (dyfrakcyjnej). W realnym układzie liczy się też kolimacja, czystość i jakość powierzchni.

Najczęstsze są: mylenie stałych z różnych kryteriów, użycie złej średnicy (obiektywu zamiast źrenicy wejściowej) oraz pomylenie jednostek (sekundy łuku vs radiany).

Warto sprawdzić, czy wzór daje mniejszy kąt dla większej apertury.

Gdy dobiera się lub ocenia przyrząd obserwacyjny: np. czy układ pozwoli odczytać drobne detale, znaki lub rozróżnić bliskie punkty w odległości.

W serwisie pomaga to ocenić, czy ograniczeniem jest konstrukcja (apertura) czy usterka (rozjustowanie).

Nawet bez zapamiętania stałej można sprawdzić logikę: rozdzielczość kątowa powinna być odwrotnie proporcjonalna do średnicy apertury/źrenicy wejściowej.

Jeśli wzór sugeruje, że większa średnica pogarsza rozdzielczość, to jest podejrzany.

Tak. Różne kryteria rozdzielczości i różne przybliżenia (oraz jednostki średnicy) mogą prowadzić do innych stałych liczbowych.

Na egzaminie kluczowe jest trzymanie się zapisu i definicji przyjętej w danym zestawie pytań oraz rozpoznanie zależności od średnicy.

info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 58% zdających egzamin. średnie

Według specjalistów z branży: "Pozostałe postacie nie oddają tej zależności lub odnoszą się do innych kryteriów."

Źródła:

  • Eugene Hecht, "Optics" (Pearson), rozdział dotyczący dyfrakcji i zdolności rozdzielczej (apertura kołowa, plamka Airy’ego), wydanie zależne od posiadanej wersji
  • Max Born, Emil Wolf, "Principles of Optics" (Cambridge University Press), część o dyfrakcji na aperturze kołowej i kryteriach rozdzielczości kątowej

Materiały:

  • Podręcznik optyki falowej: dyfrakcja Fraunhofera na aperturze kołowej i plamka Airy’ego
  • Materiały do optyki instrumentalnej: źrenice, przysłony i apertury w przyrządach
  • Zadania rachunkowe z rozdzielczości kątowej (różne kryteria: Rayleigh/Dawes)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego