大口径天文望远镜在白天观测到星星的核心光学原理在于其强大的集光能力（∝D²）显著放大了恒星光点（点光源）在焦平面上的光照度，使其亮度远超人眼所能及。同时，由于天空背景是扩展光源，焦平面上点源附近区域（衍射斑内）的天空背景亮度基本不变（面亮度守恒）。这种信号（星光）放大远强于背景（天空）的相对变化，导致了在望远镜焦平面上该点附近的信噪比（SNR）急剧提高（∝ D²），使原本被明亮天空背景淹没的恒星就变得清晰可见了。
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