Descreva um procedimento experimental (equipamento, medições, processamento) para determinar a resolução…

Questão

Descreva um procedimento experimental (equipamento, medições, processamento) para determinar a resolução lateral máxima de um sistema de câmera com lente f = 100 mm, abertura efetiva D = 25,0 mm, alvo a d_o = 2,00 m e luz ? = 550 nm. Inclua os cálculos previstos usando ? = 1,22·?/D e s_min = ?·d_o e forneça o valor numérico do menor detalhe resolvível e a frequência em pares de linhas/mm.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Procedimento: fixar a câmera em tripé e focar o alvo (placa de resolução tipo USAF) a d_o = 2,00 m; iluminar de modo uniforme com LED monocromático ? = 550 nm; adquirir imagens em foco e máxima abertura efetiva D = 25,0 mm; extrair perfil de contraste e determinar o menor espaçamento ainda distinguível. Cálculos: usar critério de Rayleigh ? = 1,22·?/D = 1,22·(550×10?9 m)/(0,0250 m) = 2,684×10?5 rad. Tamanho mínimo resolvível no alvo s_min = ?·d_o = 2,684×10?5·2,00 m = 5,37×10?5 m = 0,0537 mm (˜53,7 µm). Frequência correspondente: pares de linhas/mm = 1/(2·s_min_mm) = 1/(2·0,0537) ˜ 9,31 pares/mm. Interpretação: essa frequência é o limite previsto pela difração; comparar com medidas e considerar fatores práticos (aberrações, foco, ruído, passo do pixel) para avaliar discrepâncias.

Explicação

O procedimento experimental descrito permite a determinação da resolução lateral máxima ao utilizar a câmera com as especificações fornecidas, focando em um alvo apropriado e garantindo iluminação uniforme. Os cálculos aplicam o critério de Rayleigh para encontrar o menor detalhe resolvível, considerando a relação entre a abertura da lente e o comprimento de onda da luz. A interpretação final relaciona a frequência de pares de linhas com a capacidade do sistema, levando em conta fatores práticos que podem afetar a resolução real.

Raio-X da questão

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