Problem 18.52 Challenge
หัวข้อ: กำลังแยกของสลิตเดี่ยวและช่องรับแสงวงกลม (Resolution of Single-Slit and Circular Apertures)
ดาวเทียมสายลับใช้กระจกโค้งเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ประมาณ 5.00 m เพื่อ รับสัญญาณภาพในย่านคลื่นแสง ดาวเทียมนี้จะสามารถอ่านตัวอักษรบนเหรียญสิบ บาทได้หรือไม่ เมื่อดาวเทียมโคจรห่างจากผิวโลกประมาณ 200 km?
คำตอบ
∴ อ่านตัวอักษรบนเหรียญสิบบาทไม่ได้ \(\;\blacksquare\)
∴ 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)