Wat zijn resolutielimieten van een optische microscoop?
In het vorige artikel "Kunnen we atomen met een optische microscoop observeren?", Genoemden Skylabs dat we geen atoomniveau -objecten met een optische microscoop kunnen observeren. Vandaag in dit nummer zal ik u opnieuw voorstellen wat is de resolutielimiet van optische microscopen?
In feite werd de resolutielimiet van optische microscopen opgelost door de Duitse fysicus Abbe in 1873. Abbe ontdekte de limietformule voor de resolutie van optische microscopen door berekening en afleiding, en de limiet berekend door deze formule is ook bekend als de ABBE -limiet.
Het oculair en de doelstelling die in optische microscopen worden gebruikt, zijn eigenlijk convexe lenzen. Wanneer het licht door een bolle lens gaat, produceert deze een luchtige plek. Het punt dat we door de microscoop zien, is eigenlijk een lichte plek. Als de twee punten die moeten worden waargenomen, ver uit elkaar moeten staan, kunnen we ze nog steeds onderscheiden. Maar als deze twee punten heel, heel dichtbij zijn, zo dichtbij dat de twee luchtige plekken die ze produceren elkaar overlappen, dan kunnen we niet onderscheiden of het twee punten zijn, en we kunnen alleen een wazige massa zien. Dus de grootte van de luchtige plek bepaalt eigenlijk de resolutielimiet van de microscoop. Vanwege ruimtebeperkingen heeft Tian Zongjun het afleidingsproces hier weggelaten en een formule voor de resolutie van een optische microscoop gegeven, als volgt:
Δ =0. 61λ/(nsin)
δ: resolutie λ: golflengte N: brekingsindex: diafragmahoek
Na eenvoudige conversie is deze formule ongeveer gelijk aan 1/2 λ, wat betekent dat een halve golflengte eigenlijk de limiet is van de optische microscoopresolutie. Latere generaties definieerden het als de "abbe -limiet".
De golflengte van paars licht, dat de kortste golflengte in zichtbaar licht heeft, is ongeveer 400 nanometer en de ABBE -limiet is ongeveer 200 nanometer. Dat wil zeggen, als de afstand tussen twee punten 200 nanometer of minder bereikt, kan een optische microscoop deze twee punten niet onderscheiden, wat de resolutielimiet is van een optische microscoop.
