infist

บทที่ 18 · แสงเชิงคลื่น

Problem 18.52 Challenge

หัวข้อ: กำลังแยกของสลิตเดี่ยวและช่องรับแสงวงกลม (Resolution of Single-Slit and Circular Apertures)

ดาวเทียมสายลับใช้กระจกโค้งเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ประมาณ 5.00 m เพื่อ รับสัญญาณภาพในย่านคลื่นแสง ดาวเทียมนี้จะสามารถอ่านตัวอักษรบนเหรียญสิบ บาทได้หรือไม่ เมื่อดาวเทียมโคจรห่างจากผิวโลกประมาณ 200 km?
รูปประกอบโจทย์ 18.52
คำตอบ
∴ อ่านตัวอักษรบนเหรียญสิบบาทไม่ได้ \(\;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ

พิจารณารูปด้านล่าง

\(D=5.00m\)

\(\theta\)

\(L = 200 km\)

S₂

\(\frac{S_{1}}{d = ?}\)

จาก \(θ \approx 1.22 \frac{\lambda}{D}\)

\(\approx 1.22\frac{d}{L}\frac{\lambda}{D}\)

\(d \approx 1.22\frac{\lambda L}{D}\)

พิจารณาที่ d น้อยสุด เมื่อ \(λ\) น้อยสุด นั่นคือ \(λ \approx 400 nm\)

จะได้ \(d_{\min}\approx 1.22\frac{(400 nm)(200 km)}{(5.00 m)}\)

\(d_{\min}\approx 1.95 cm\)

เนื่องจากระยะห่างน้อยสุดที่ดาวเทียบสามารถแยกได้ประมาณ \(1.95 cm\) แต่ตัวอักษร

บนเหรียญสิบบาทมีระยะห่าน้อยกว่า \(1.95 cm\)

∴ อ่านตัวอักษรบนเหรียญสิบบาทไม่ได้ \(\;\blacksquare\)

โจทย์อื่นในหัวข้อ กำลังแยกของสลิตเดี่ยวและช่องรับแสงวงกลม (Resolution of Single-Slit and Circular Apertures)
18.51