Дифракция Фраунгофера в геометрически сопряженных плоскостях. Изображения, получаемые при помощи линз или зеркал, располагаются в геометрически сопряженных плоскостях. В этом случае для пучка лучей, распространяющегося от каждой точки объекта, выполняется условие дифракции Фраунгофера.
Пусть, например, параллельный пучок света от далекого точечного объекта, сходится в фокальной плоскости линзы рис. 2.1. Рисунок 2.1. Дифракция Фраунгофера в фокальной плоскости линзы. Каждая точка фокальной плоскости соответствует бесконечно удаленной точке следовательно, в фокальной плоскости выполняется условие дифракции Фраунгофера. Роль препятствия, на котором свет испытывает дифракцию, играет диафрагма D, ограничивающаяся световой пучок. Такой диафрагмой, в частности, может являться оправа самой линзы.
Принято говорить, что дифракция происходит на входной апертуре оптической системы. Аналогичным образом можно проиллюстрировать случай, когда точечный источник находится на конечном расстоянии a от линзы, а изображение возникает на расстоянии b за линзой. При этом расстояния а и b подчиняются формуле линзы 2.1 Для простоты мы ограничиваемся здесь случаем тонкой линзы. Для того, чтобы пояснить, почему и в этом случае выполняется условие наблюдения дифракции Фраунгофера, заменим одиночную линзу с фокусным расстоянием F двумя вплотную расположенными линзами с фокусными расстояниями и рис. 2.2. Тогда источник оказываются расположенными в переднем фокусе первой линзы, а плоскость изображения совпадает с задней фокальной плоскостью второй линзы.
При этом автоматически выполняется соотношение 2.1, так как оно равносильно правилу сложения оптических сил то есть обратных фокусных расстояний двух близко расположенных линз. В промежутке между линзами лучи идут параллельным пучком.
Сравнивая рис. 2.1 и 2.2, можно заключить, что во втором случае дифракция Фраунгофера происходит на общей оправе линз и наблюдается в задней фокальной плоскости второй линзы. Рисунок 2.2. Дифракция Фраунгофера в плоскости, геометрически сопряженной источнику. Рис. 2.1 соответствует картине дифракции света в объективе телескопа или глаза, рис. 2.2 дифракции в объективе микроскопа. 2.2.