Каково теоретическое предельное увеличение оптического микроскопа?
Предел разрешающей способности оптического микроскопа составляет около 0,2 микрометра, что соответствует увеличению от 1500 до 2000 раз; для достижения большего увеличения используют электронный микроскоп или туннельный сканирующий микроскоп.
Увеличительные линзы могут перефокусировать свет для достижения увеличения, используя комбинацию увеличительных линз для получения оптических микроскопов; Предел оптических микроскопов ограничен длиной волны, и неограниченное увеличение невозможно.
Вообще говоря, предел разрешения оптического микроскопа с фиксированной длиной волны составляет половину длины волны света, а длина волны видимого света составляет от 400~760 нм, поэтому предел разрешения оптического микроскопа составляет 200 нм (0,2 микрона). Объекты размером менее 0,2 микрона не будут разрешены оптическим микроскопом, так же как тактильное разрешение человеческой руки не может превышать небольшое расстояние между тактильными клетками.
Хотя увеличение является субъективным утверждением, определяемым как отношение размера объекта, видимого человеческим глазом, к его фактическому размеру на расстоянии 25 см в поле зрения, разрешение оптического микроскопа 0,2 микрона составляет эквивалентно увеличению в 1500–2000 раз, чего достаточно, чтобы мы могли ясно увидеть структуру средней клетки.
Если мы используем электромагнитные волны с более короткими длинами волн, мы можем добиться большего увеличения, но это выходит за пределы диапазона длин волн видимого света; В 1931 году британский физик Луска изобрел электронный микроскоп. Согласно принципу корпускулярно-волнового дуализма электронный луч имеет более короткую длину волны волны Де Брюйна, поэтому он может достичь меньшего разрешения.
Ускоряющее напряжение электрона и его собственная длина волны соответствуют, при напряжении в 100 киловольта длина волны электронного луча составляет около 0,004нм (реальное разрешение может достигать только 0,2нм) , также намного меньше длины волны видимого света, поэтому предел разрешения электронного микроскопа намного больше, чем у оптического микроскопа, большой может реализовать степень увеличения в 3 миллиона раз, может различать вирус, митохондрии, ДНК и другие крошечные объекты.
