Wat is de limiet van de resolutie van een optische microscoop?
SKYLABS publiceerde eerder "Kunnen we optische microscopen gebruiken om atomen te observeren?" express Het artikel gaat eigenlijk over het feit dat we objecten op atomair niveau niet kunnen waarnemen met behulp van optische microscopen. Vandaag zal ik u in dit nummer voorstellen: wat is de resolutielimiet van optische microscopen?
In feite werd het probleem van de resolutielimiet van optische microscopen in 1873 opgelost door de Duitse natuurkundige Abbe. Abbe ontdekte de beperkende formule voor de resolutie van optische microscopen door berekening en afleiding. De limiet die met deze formule wordt berekend, wordt ook wel de Abbe-limiet genoemd.
De oculairs en objectieflenzen die in optische microscopen worden gebruikt, zijn eigenlijk bolle lenzen. Wanneer licht door bolle lenzen gaat, worden luchtige schijven geproduceerd. Een punt dat we door de microscoop zien, is eigenlijk een lichtvlek. Als de twee punten die moeten worden waargenomen relatief ver uit elkaar liggen, kunnen we ze nog steeds onderscheiden. Maar als deze twee punten heel erg dichtbij zijn, zo dichtbij dat de twee Airy-schijven die ze produceren elkaar overlappen, dan kunnen we niet zeggen of het twee punten zijn, en kunnen we alleen maar onscherpte zien. van een bal. Daarom bepaalt de grootte van de Airy-schijf feitelijk de resolutielimiet van de microscoop. Vanwege de beperkte ruimte legt Tian Zongjun het afleidingsproces hier terzijde en geeft een formule voor de resolutie van een optische microscoop, als volgt:
δ=0.61λ/(nSin )
δ: Resolutie λ: Golflengte n: Brekingsindex: Openingshoek
Na eenvoudige conversie is deze formule ongeveer gelijk aan 1/2 λ, wat betekent dat de halve golflengte feitelijk de resolutielimiet van de optische microscoop is. Latere generaties definieerden het als de "Abbe-limiet".
De golflengte van violet licht, de kortste golflengte in zichtbaar licht, is ongeveer 400 nanometer, en de Abbe-limiet is ongeveer 200 nanometer. Dat wil zeggen: als de afstand tussen twee punten kleiner is dan 200 nanometer, kunnen de twee punten niet van elkaar worden onderscheiden met een optische microscoop. Dit is de resolutielimiet van de optische microscoop.
