エアリーディスクの意味とレンズの最大分解

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光の普遍的な性質、粒子性と波動性

概要

　光が円形開口を通過すると、回折して開口部から遠く離れた観察平面上に同心円状の明暗のパターンを作りますが、このときの複数の同心円環をエアリーパターンと呼び、中心にある明るい領域を指してエアリーディスクと呼びます。この光学現象は光の波動性によっておこり、光の干渉と関係しています。ディスクの直径は光源が出す光の波長と円形開口の大きさによって異なります。この性質はカメラや望遠鏡など、有限の直径を持つレンズでは重要な意味を持ちます。通過した光線の焦点像は、厳密には点にならず、回折によってエアリーディスクの大きさの円盤になるため、回折による限界により光学系の分解能は決まります。無収差レンズを使った場合でも、このレンズがつくる焦点像の分解能には限界があります。2つの点光源の間隔を次第に狭めながらカメラで撮影するとき、第1の回折像の光源のエアリーパターンの中心（最輝部）が第2の回折像のエアリーパターンの第1暗環（エアリーディスクを取り巻く暗い同心環）に重なった状態を『最大分解』といい、この基準をレイリーの判断基準といいます。