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💰 Angular Resolution 計算機

專業免費的 Angular Resolution 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
1.384 角秒
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是角分辨率?

角分辨率是指望遠鏡、相機鏡頭、顯微鏡甚至人眼等光學儀器,能夠清楚分辨開來的兩個相鄰點之間的最小夾角。它的根本極限由繞射(光線在圓形孔徑邊緣產生的彎曲現象)所決定。本計算器運用瑞利判據,協助你針對任意波長與孔徑直徑,算出受繞射限制的分辨能力。

計算器使用方法

請以奈米(nm)為單位輸入光的波長(可見光大約落在 400–700 nm,550 nm 是常用的綠光參考值),再以公尺(m)為單位輸入孔徑直徑(若是望遠鏡,即為主鏡或物鏡的直徑)。計算器會同時以弧度與角秒輸出可分辨的最小夾角;角度越小,代表能分辨的細節越精細。

公式解析

瑞利判據為

θ = 1.22 × ((Wavelength (nm) × 10^{-9}) ÷ (Aperture Diameter (m)))
,其中 θ 是以弧度表示的角分辨率,\lambda 是波長,D 是孔徑直徑,而 1.22 這個常數來自圓形孔徑所產生艾里繞射圖樣(Airy pattern)的第一個零點。若要把弧度換算成角秒,只需乘以 206,265(即一弧度所含的角秒數)。

實例計算

假設有一台孔徑 0.1 m 的望遠鏡,正在觀測波長 \lambda = 550 nm = 550 × 10^{-9} m 的綠光。則

θ = 1.22 × ((550 × 10^{-9}) ÷ (0.1)) = 6.71 × 10^{-6} 弧度
。換算後:6.71 × 10^{-6} × 206265 ≈ 1.38 角秒。也就是說,這台望遠鏡剛好能分辨相距 1.38 角秒的兩顆恆星。

常數及參考值

圓形孔徑的瑞利判據為 θ = 1.22 \lambda / D,其中 θ 是最小可分辨的角分離(弧度),\lambda 是光的波長,D 是孔徑直徑。下面的常數和參考值用於計算以及將結果轉換為實用單位。

物理量 數值 備註
艾里/貝塞爾衍射因子 1.22 無量綱。來自艾里衍射圖樣的第一個零點(貝塞爾函數 J_1 在 ≈ 3.8317 處的第一個零點,3.8317/π ≈ 1.2197)。
弧秒/弧度 206265 1 弧度 = \dfrac{180}{π}× 3600 ≈ 206265''。將弧度結果乘以此值可得到弧秒。
綠光參考波長 550 nm 可見光分辨力的常見預設值,接近人眼最大靈敏度(550 nm = 5.5×10^{-7} m)。
可見光波段 400–700 nm 人類可見波長的近似範圍(紫色至深紅色)。
波長單位 (\lambda) nm(輸入)、m(公式) 以奈米輸入波長;計算器在除法前將其乘以 10^{-9} 轉換為米。
孔徑單位 (D) 米 以米輸入清晰孔徑直徑(例如 200 mm 望遠鏡 = 0.2 m)。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

為什麼是 1.22?
這個係數來自圓形孔徑所形成艾里圖樣的第一個極小值(1.22 與貝索函數的零點有關)。
孔徑越大會更好嗎?
會。孔徑直徑越大,分辨率越佳(夾角變小),這正是大型望遠鏡能分辨更精細細節的原因。
為什麼波長越短分辨率越好?
因為 \(\theta\) 與 \(\lambda\) 成正比,在相同孔徑下,藍光(波長較短)會比紅光得到更精細的分辨率。