Каково предельное разрешение оптического микроскопа?
SKYLABS, опубликованная в предыдущей статье «Можем ли мы использовать оптический микроскоп для наблюдения за атомами?» «На самом деле в статье упоминалось, что мы не можем использовать оптические микроскопы для наблюдения за объектами на атомном уровне. Сегодня в этом выпуске позвольте мне представить вам, каков предел разрешения оптического микроскопа?
Фактически, на проблему предела разрешения оптического микроскопа ответил немецкий физик Аббе в 1873 году. Аббе открыл формулу предела разрешения оптического микроскопа путем вычисления и вывода. Предел, рассчитанный по этой формуле, также называется пределом Аббе.
Окуляры и объективы, используемые в оптических микроскопах, на самом деле представляют собой выпуклые линзы. Диски Эйри образуются при прохождении света через выпуклые линзы. Точка, которую мы видим в микроскоп, на самом деле является пятном света. Если две точки, которые необходимо наблюдать, находятся относительно далеко друг от друга, мы все же можем их различить. Но если эти две точки очень, очень близки, настолько близки, что два диска Эйри, которые они создают, перекрываются, тогда мы не можем сказать, две ли это точки, и мы можем видеть только кучу размытых пятен. Следовательно, размер диска Эйри фактически определяет предел разрешающей способности микроскопа. Из-за ограниченного места г-н Тяньцзун отложил здесь процесс вывода и дал следующую формулу для разрешения оптического микроскопа:
δ=0,61λ/(nSin )
δ: разрешение λ: длина волны n: показатель преломления : угол апертуры
После простого преобразования эта формула приблизительно равна 1/2 λ, то есть 1/2 длины волны фактически является пределом разрешения оптического микроскопа, и более поздние поколения определили его как «предел Аббе».
Длина волны фиолетового света с самой короткой длиной волны в видимом свете составляет около 400 нанометров, а предел Аббе составляет около 200 нанометров. То есть, если расстояние между двумя точками меньше 200 нанометров, эти две точки не могут быть различимы оптическим микроскопом, что является пределом разрешения оптического микроскопа.
