望遠鏡與觀測天文學
角解析度
夜裡望向遠處公路上一輛車的兩盞前燈,起初它們糊成一團光暈;只有當車駛近,你才看出是兩盞分開的燈。兩個點剛好能被區分時的張角,正是解析度的量度。對望遠鏡而言,角解析度就是它仍能把兩個天體顯示為分開的最小張角——也就是它呈現細節的能力。
角解析度以極小的角度計量,通常用角秒(一角秒是 1/3600 度,約相當於在四公里外看一枚硬幣的寬度)。望遠鏡達不到比繞射極限更好的水平,而繞射極限隨口徑而改善:粗略地說,可分辨的最小角度(角秒)約等於 0.025 乘以波長(奈米)除以口徑(米)。對綠光而言,一台 1 米望遠鏡原則上可分辨約 0.13 角秒。口徑越大,可分辨的細節越精細,這是除聚光之外建造大望遠鏡的第二大理由。
在地面上有個殘酷的難題:湍動的大氣會模糊星光,即使巨型望遠鏡也很少能優於約一角秒的解析度,白白浪費了大部分潛在的銳度。這正是我們把望遠鏡送入太空或為其配備自適應光學的原因。把多台望遠鏡聯成干涉儀,可達到更精細得多的解析度,因為其等效口徑變成了它們之間的距離。
人眼可分辨約一角分(60 角秒);身處大氣之外的哈伯可分辨約 0.05 角秒——足以從約 1500 公里外看清一塊車牌。
解析度由口徑決定——卻被大氣毀掉。
解析度與放大倍數不是一回事。你可以把模糊的像任意放大;一旦超過由口徑和視寧度決定的解析度,就只是把模糊放大而已(空放大)。
又稱
另見