В оптике пространственная граничная частота — это точный способ количественной оценки наименьшего объекта, разрешаемого оптической системой. Из-за дифракции в плоскости изображения все оптические системы действуют как фильтры нижних частот с ограниченной способностью разрешать детали. Если бы не эффекты дифракции, телескоп с 2- дюймовой апертурой теоретически можно было бы использовать для чтения газет на планете, вращающейся вокруг Альфа Центавра , находящейся на расстоянии более четырех световых лет . К сожалению, волновая природа света никогда не позволит этому случиться.
Пространственная граничная частота для идеально скорректированной некогерентной оптической системы определяется выражением
где – длина волны, выраженная в миллиметрах, а F # – фокусное соотношение линзы . Например, телескоп, имеющийf /6Объектив и визуализация на расстоянии 0,55 микрометра имеют пространственную граничную частоту 303 цикла/мм. Черно-белая пленка высокого разрешения способна разрешать детали пленки размером до 3 микрометров или меньше, поэтому ее граничная частота составляет около 150 циклов на миллиметр. Таким образом, оптическое разрешение телескопа примерно в два раза выше, чем у пленки высокого разрешения, и в результате получится четкое и резкое изображение (при условии идеальной фокусировки и минимальной атмосферной турбулентности ).
Эта формула дает наилучшее разрешение и справедлива только для идеальных оптических систем. Наличие аберраций снижает контрастность изображения и может эффективно снизить частоту пространственной среза системы, если контрастность изображения падает ниже способности устройства формирования изображения различать.
Когерентный случай имеет вид
