Auflösung (Physik)

Die Auflösung ist die Fähigkeit eines Messgeräts, physikalische Größen gleicher Dimension voneinander zu trennen. Die Auflösung gibt also den kleinsten wahrnehmbaren Unterschied an. Dabei kann es sich um Bildpunkte, Spannungen, Winkel, Entfernungen, Farben, Frequenzen oder beliebige andere dimensionsbehaftete Größen handeln.

Die Auflösung gibt an, wie detailliert man z. B. Messwerte ablesen kann, wobei sie nicht mit der entsprechenden Genauigkeit zu stimmen brauchen. Die Auflösung ist also im Allgemeinen höher ("besser") als die Genauigkeit. Dies kann aber auch umgekehrt sein: Wenn die Präzision eine höhere nutzbare Auflösung erlauben würde, kann man durch Wiederholung der Messung und Mittelbildung die Genauigkeit der Messwertbestimmung über die Auflösung hinaus steigern.

Bildgebende Verfahren

Hauptartikel: Auflösungsvermögen

Die Auflösung von Kameras, Teleskopen, oder anderer bildgebender Verfahren wird Auflösungsvermögen genannt. Sie gibt an, wie nahe zwei Quellen sein können, damit sie gerade noch von einer einzigen Quelle unterschieden werden können. Dieser kleinste Abstand wird Strukturauflösung, in manchen Quellen auch nicht ganz treffend Ortsauflösung (wohl von Ortsfrequenzauflösung) genannt.

Hiervon zu unterscheiden ist die mögliche Schrittweite bei der Lagebestimmung einer Struktur im Bild. Diese kann durch den Einsatz von Subpixelalgorithmen deutlich feiner sein als die Strukturauflösung und wird als Ortsauflösung oder auch metrologische Auflösung bezeichnet.

In der Astronomie ist der Abstand zu den beobachteten Planeten, Sternen, oder Galaxien um viele Größenordnungen unterschiedlich groß. Daher ist es bei Teleskopen üblich, nicht die Stukturauflösung, sondern die Winkelauflösung anzugeben. Diese gibt die minimale Winkeldifferenz an unter der Quellen getrennt beobachtet werden können.

Frequenz

Hauptartikel: Frequenzauflösung

Bei Messverfahren für die Frequenz von Signalen ist die Auflösung der kleinste Frequenzabstand, bei dem noch zwei Frequenzen von einer unterschieden werden können. Seine Größe ist ein Qualitätsmerkmal für Spektrometer.

In der Akustik und in der Signalverarbeitung ist die betrachtete Größe direkt als zeitabhängiges Signal zugänglich. Die Frequenzauflösung bestimmt sich daher aus der Länge des Zeitintervalls, das zur Analyse heran gezogen wird.

Digitale Signalverarbeitung

Wenn eine physikalische Größe als digitales Signal erfasst wird, kann die Auflösung nicht besser als die Schrittweite bei der Digitalisierung sein. Üblicherweise wird die Auflösung in diesem Fall als Schrittweite des AD-Wandlers angegeben.


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