Resolução óptica

4 de outubro, 2010 às 12:00 | Postado em Óptica, Óptica geométrica

Como podemos definir o conceito de resolução e encontrar uma reposta para, por exemplo, a distancia máxima da qual se podem distinguir os faróis de um carro ?

OBSERVAÇÃO: ao responder essa pergunta será considerado que o questionador realmente está querendo saber a distância máxima para que um “humano normal” consiga distinguir entre os dois faróis do carro.

Qualquer sistema óptico que conjugue a imagem de um objeto  é imperfeito no sentido de que a cada ponto do objeto NÃO corresponde um único ponto na imagem. Na verdade o que acontece é que a cada PONTO DO OBJETO correspondem MUITOS PONTOS NA IMAGEM, isto é, uma região estendida espacialmente. Há diversas razões para que tal ocorra e não cabe aqui as elucidar. O que importa é que sempre acontecerá para dois pontos do objeto, suficientemente próximos, que apareçam na imagem como um único “ponto”, isto é, uma região dentro da qual não é mais possível discernir claramente o que corresponde a cada um dos dois distintos pontos do objeto. Ou seja, quando isso acontece, o sistema óptico perdeu a capacidade de distinguir entre os dois pontos, a sua resolução está prejudicada. A menor distância entre dois pontos objeto distinguíveis na imagem expressa o poder de resolução do sistema óptico: quando MENOR essa distância é, tanto MAIOR é o poder resolução.

Em sistema ópticos que possuem sensores para reconhecimento da imagem (é o caso do nosso olho ou das câmaras fotográficas), o poder de resolução também é afetado pelo tamanho dos sensores: quanto MAIOR é distância entre dois sensores contíguos, tanto menor é o poder resolução.

Agora cabe uma consideração importante: é extremamente conveniente definir a distância mínima referida anteriormente como a DISTÂNCIA ANGULAR entre os dois pontos objeto distinguíveis, medido esse ângulo em relação ao centro óptico do sistema. Ou seja, a medida do ângulo cujo vértice está no centro óptico do sistema e tendo com arco a distância linear entre os dois pontos objeto distinguíveis.

Um exemplo ajudará a esclarecer: o poder de resolução do olho humano “normal” é cerca de 1 minuto de grau (1/60 de grau) ou 0,00029 radianos. Desta forma, isto significa que dois pontos objeto, para serem distinguidos por nós como sendo efetivamente dois pontos (e não um único ponto) devem estar separados, quando tomamos o olho como vértice, por um ângulo de no mínimo 1 minuto de grau. Portanto, é fácil calcular, por exemplo, a que distância devemos estar postados de dois “pontos” (dois pequenos círculos) pintados em uma parede bem iluminada, separados por 1 cm, para que possamos distingui-los. Essa distância deve ser no MÁXIMO 1 cm dividido por 0,00029 radianos, o que resulta em cerca de 30 metros. Ora, dado que a distância entre os dois faróis do automóvel é cerca de 1 m, o mesmo cálculo nos levará a aproximadamente 3 km. As condições da atmosfera e a potência luminosa dos faróis poderão reduzir muito a distância estimada pois tal estimativa só toma em conta o poder de resolução do olho humano, considerando que nada esteja colocado entre o olho e os dois faróis.

“Docendo discimus.” (Sêneca)

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