Как в геометрической оптике мы можем сказать, что лучи, исходящие от удаленного объекта, параллельны друг другу?

Если два луча не параллельны в начале, то как они могут стать параллельными в момент попадания в линзу телескопа? Если они не становятся параллельными, то почему мы считаем их параллельными на лучевых диаграммах телескопов?

Они примерно параллельны, так как объект находится очень далеко.
Да объект находится далеко, но как он делает лучи примерно параллельными?
Подумайте об этом с другой стороны... лучи, которые не являются приблизительно параллельными, не попадут в объектив одновременно.

Ответы (2)

Ответ заключается в том, что наш ken (поле зрения) стягивается под очень малым углом к ​​источнику. Несмотря на то, что источник может излучать в широком угловом диапазоне, мы можем получить только небольшой угловой диапазон этого света, если у нас есть инструмент с ограниченной апертурой и наше расстояние от источника велико по сравнению с апертурой.

Предположим, мы смотрим на Альфу Центавра через отверстие диаметром 1 метр. Тогда диапазон углов, присутствующих в лучах, которые достигают нас, если бы Альфа Центавра была истинной точкой, был бы:

1  метр 4.1 × 10 16  метров 2,5 × 10 17  радианы

Разница в путях между центральным и краевым лучом будет:

( 4.1 × 10 16 ) 2 + 1 2 4.1 × 10 16 1,25 × 10 17 м

или менее одной сотой атомного ядра.

Даже если принять во внимание тот факт, что звезда является протяженным источником, диапазон углов примерно равен угловому размеру звезды в нашем положении. Это все еще чрезвычайно малое число, которое не имеет никакого отношения к дифракции видимого света.

В предельном случае считайте, что объект и ваша линза имеют конечный размер и бесконечно далеки друг от друга. Тогда каждый появляется как точка, если смотреть с другой. Два луча, идущие от объекта к вашей линзе, будут следовать по одному и тому же пути и, таким образом, будут параллельны.