Wat is de theoretische beperkende vergroting van een optische microscoop?
De oplossende limiet van een optische microscoop is ongeveer 0,2 micrometer, wat overeenkomt met een vergroting van 1500 tot 2000 keer; om een grotere vergroting te bereiken, wordt een elektronenmicroscoop of tunnelscanmicroscoop gebruikt.
Vergrotende lenzen kunnen het licht opnieuw focusseren om vergroting te bereiken, door een combinatie van vergrotende lenzen te gebruiken om optische microscopen te verkrijgen; de limiet van optische microscopen wordt beperkt door de golflengte, en onbeperkte vergroting is niet mogelijk.
Over het algemeen is de resolutielimiet van een optische microscoop met een vaste golflengte de helft van de golflengte van licht, en ligt de golflengte van zichtbaar licht tussen 400~760 nm, dus de resolutielimiet van een optische microscoop is 200 nm (0,2 micron). Voorwerpen kleiner dan 0,2 micron kunnen niet worden opgelost door een optische microscoop, net zoals de tactiele resolutie van een menselijke hand de kleine afstand tussen tactiele cellen niet kan overschrijden.
Hoewel vergroting een subjectieve uitspraak is, gedefinieerd als de verhouding tussen de grootte van een object dat door het menselijk oog wordt waargenomen en de werkelijke grootte ervan op een afstand van 25 cm in het volle zicht, is de resolutie van 0,2 micron van een optische microscoop komt overeen met een vergroting van 1500 tot 2000 keer, wat voldoende is om ons in staat te stellen de structuur van de gemiddelde cel duidelijk te zien.
Als we elektromagnetische golven met kortere golflengten gebruiken, kunnen we een grotere vergroting bereiken, maar dit ligt buiten het golflengtebereik van zichtbaar licht; in 1931 vond de Britse natuurkundige Luska de elektronenmicroscoop uit, volgens het principe van golf-deeltjes dualiteit heeft de elektronenbundel een kortere golflengte van de De Bruyne-golf, waardoor deze een kleinere resolutie kan bereiken.
De versnellingsspanning van het elektron en zijn eigen golflengte komen overeen met, wanneer de spanning in 100 kilovolt is, de golflengte van de elektronenbundel ongeveer 0,004 nm is (de werkelijke resolutie kan slechts 0,2 nm bereiken) , is ook veel kleiner dan de golflengte van zichtbaar licht, dus de resolutielimiet van de elektronenmicroscoop is veel hoger dan die van de optische microscoop, de grote kan de vergrotingssnelheid van 3 miljoen keer realiseren, kan het virus, de mitochondriën, de DNA en andere kleine voorwerpen.
