constante

constante del disco de Airy

Primer cero del disco de Airy para una abertura circular
Valor
\(1.22 = 1.22\)
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Descripción

El disco de Airy es el punto central brillante en el patrón de difracción producido por una fuente de luz puntual que atraviesa una abertura circular. La constante del disco de Airy es el radio angular en el que la intensidad de este patrón cae por primera vez a cero, marcando el límite entre la región central brillante y los anillos circundantes. Para una abertura circular, este primer cero ocurre en un ángulo dado por 1.22 veces la longitud de onda dividida por el diámetro de la abertura.

Historia

El patrón fue descrito por primera vez por George Biddell Airy en 1835, quien derivó la forma matemática del patrón de difracción para una abertura circular.

Cómo funciona

Cuando la luz atraviesa una abertura circular, no simplemente proyecta una sombra nítida; en cambio, la difracción hace que las ondas se dispersen e interfieran. El patrón resultante en una pantalla muestra un punto central brillante rodeado de anillos tenues. El primer anillo oscuro, donde la intensidad cae a cero, define el disco de Airy. La constante 1.22 surge de las matemáticas de las funciones de Bessel, que describen la interferencia de ondas para una geometría circular.

En la práctica

La constante del disco de Airy establece el límite fundamental de resolución para instrumentos ópticos como telescopios y microscopios, conocido como límite de difracción, que determina cuán cerca pueden estar dos fuentes puntuales y aún ser distinguidas.

Dato curioso

El mismo factor 1.22 aparece en el diseño de radiotelescopios e incluso en el enfoque de haces láser, lo que lo convierte en una constante universal para cualquier sistema de imagen basado en ondas.

Concept graph →

Fórmulas

$$\theta \approx 1.22 \frac{\lambda}{D}$$
Angular resolution limit of a circular aperture.
Qué hay en la fórmula
θvariableangular resolution — resolución angular radian
λvariablewavelength of light — longitud de onda metre
Dvariableaperture diameter — diámetro metre
1.22constanteFirst zero of the Airy disk for a circular aperture — constante del disco de Airy = 1.22

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