Jakie są limity rozdzielczości mikroskopu optycznego?
W poprzednim artykule „Czy możemy obserwować atomy z mikroskopem optycznym?”, Skylabs faktycznie wspomniał, że nie możemy obserwować obiektów poziomu atomowego za pomocą mikroskopu optycznego. Dzisiaj w tym numerze przedstawię wam ponownie, jaki jest limit rozdzielczości mikroskopów optycznych?
W rzeczywistości granica rozdzielczości mikroskopów optycznych została rozwiązana przez niemieckiego fizyka Abbe w 1873 r. Abbe odkrył wzór graniczny rozdzielczości mikroskopów optycznych poprzez obliczenia i wyprowadzenie, a granica obliczona przez ten wzór jest również znany jako granica abbe.
Okumie i obiektyw stosowane w mikroskopach optycznych są w rzeczywistości wypukłe soczewki. Kiedy światło przechodzi przez wypukłą soczewkę, wytwarza przewiewne miejsce. Punktem, który widzimy przez mikroskop, jest w rzeczywistości miejscem światła. Jeśli dwa punkty, które należy zaobserwować, są daleko od siebie, nadal możemy je rozróżnić. Ale jeśli te dwa punkty są bardzo, bardzo blisko, tak blisko, że dwa przewiewne plamy, które wytwarzają, nakładają się, nie możemy odróżnić, czy są to dwa punkty, i widzimy tylko rozmytą masę. Tak więc rozmiar przewiewnego miejsca faktycznie określa granicę rozdzielczości mikroskopu. Ze względu na ograniczenia przestrzeni Tian Zongjun pominął tutaj proces wyprowadzania i zapewnił formułę rozdzielczości mikroskopu optycznego, w następujący sposób:
δ =0. 61λ/(nsin)
δ: Rozdzielczość λ: długość fali N: współczynnik załamania światła: kąt przysłony
Po prostej konwersji ten wzór jest w przybliżeniu równy 1/2 λ, co oznacza, że połowa długości fali jest w rzeczywistości granicą rozdzielczości mikroskopu optycznego. Późniejsze pokolenia zdefiniowały to jako „limit abbe”.
Długość fali fioletowego światła, która ma najkrótszą długość fali w świetle widzialnym, wynosi około 400 nanometrów, a limit Abbe wynosi około 200 nanometrów. Oznacza to, że jeśli odległość między dwoma punktami osiągnie 200 nanometrów lub mniej, mikroskop optyczny nie może odróżnić tych dwóch punktów, co jest granicą rozdzielczości mikroskopu optycznego.
