Jaký je limit rozlišení optického mikroskopu?
SKYLABS publikované v předchozím díle "Můžeme použít optický mikroskop k pozorování atomů?" "V článku se skutečně zmiňovalo, že k pozorování objektů na atomární úrovni nemůžeme používat optické mikroskopy. Dnes v tomto čísle vám dovolte představit, jaká je mez rozlišení optického mikroskopu?
Ve skutečnosti problém limitu rozlišení optického mikroskopu zodpověděl německý fyzik Abbe v roce 1873. Abbe objevil limitní vzorec rozlišení optického mikroskopu pomocí výpočtu a odvození. Limit vypočítaný tímto vzorcem se také nazývá Abbeho limit.
Okuláry a objektivy používané v optických mikroskopech jsou ve skutečnosti konvexní čočky. Při průchodu světla konvexními čočkami vznikají vzdušné disky. Bod, který vidíme mikroskopem, je ve skutečnosti bodem světla. Pokud jsou dva body, které je potřeba pozorovat, relativně daleko od sebe, můžeme je ještě rozlišit. Ale pokud jsou tyto dva body velmi, velmi blízko, tak blízko, že se dva Airy disky, které generují, překrývají, pak nemůžeme říct, zda se jedná o dva body, a můžeme vidět pouze rozmazané množství. Velikost Airyho disku tedy vlastně určuje mez rozlišení mikroskopu. Vzhledem k omezenému prostoru zde pan Tianzong odložil proces odvozování a dal vzorec pro rozlišení optického mikroskopu takto:
δ=0.61λ/(nSin )
δ: Rozlišení λ: Vlnová délka n: Index lomu: Aperturní úhel
Po jednoduchém přepočtu je tento vzorec přibližně roven 1/2 λ, tedy 1/2 vlnové délky je ve skutečnosti mez rozlišení optického mikroskopu a pozdější generace ji definovaly jako „Abbeho mez“.
Vlnová délka fialového světla s nejkratší vlnovou délkou ve viditelném světle je asi 400 nanometrů a Abbeho limit je asi 200 nanometrů. To znamená, že pokud je vzdálenost mezi dvěma body menší než 200 nanometrů, nelze tyto dva body rozlišit optickým mikroskopem, což je mez rozlišení optického mikroskopu.
