首頁 在別的星球上

光學儀器的力量

如果遠處物體的圖像被光學儀器放大100倍,那麽這一物體與我們的距離看起來就像縮短了100倍一樣。依照這一原理很容易得出一些轟動一時的結論——我們與天體的拉近距離應該與被天文儀器放大的天體表麵大小相對應。然而,天文望遠鏡形成的圖像並不會與直接觀察到的天體完全一樣,由儀器放大的圖像會存在瑕疵,其主要原因在於光的衍射。對於光學元件,不管其本身多麽完美,我們都必須考慮它所謂的分辨能力(1),即光學元件使圖像分離成相鄰兩點的能力。我們不會像上物理課似的對這一原理進行大量解釋,就簡單做一下說明:一個光點呈現為一個小點,物鏡或鏡頭越大越完美,該光點就顯得越小。簡而言之,假設圖像是由許多清晰的小點聚集而成的,那麽其中的一些點群就形成了圖像的細節。如果我們使用分離能力不強的儀器來觀測這一圖像,就隻能看到模糊的全貌,與每個點相對應的區域互相或多或少有所重疊。在這種相互模糊的情況下,細節消失不見了。反之,如果我們使用分離能力強的儀器,情況就截然不同了。讓我們用一個簡單的實驗來解釋:實驗對象是兩個緊緊相鄰的光點。如果使用的物鏡口徑太小,無論焦麵像被放大多少倍,這兩個點依舊混在一起,而人在與所用放大倍數相對應的距離處用肉眼觀察的話,則會看到兩個明顯分開的點。另外,如果這兩點在給定的儀器下無法分離,那麽則會在口徑更大的儀器下分開。除此之外,輻射效應也放大了發光區域的輪廓。在攝影領域中,這一現象在感光層上橫向擴散,進一步放大,每個人都能在某些區域格外明亮的底片上發現這一現象,這些明亮的區域仿佛侵占或是磨滅了附近較暗區域的細節。我們也可以在延長曝光時間的星空圖像上清楚地觀察到這一現象。為獲取較暗星點的圖像,我們需要延長星空圖像的曝光時間,而這些星點中比較亮的一些就會被儀器記錄下來。星點的圖像就像一輪輪大直徑的圓盤,但其體積並不會很大。