Jaká je teoretická hranice zvětšení pro optický mikroskop?
Limit rozlišení optického mikroskopu je asi 0,2 mikronů, což odpovídá 1500 až 2000násobnému zvětšení; pro dosažení většího zvětšení je nutné použít elektronový mikroskop nebo tunelový rastrovací mikroskop.
Lupa může přeostřit světlo pro dosažení efektu zvětšení a kombinací lupy lze získat optický mikroskop; limit optického mikroskopu je omezen vlnovou délkou a je nemožné zvětšovat do nekonečna.
Obecně platí, že limit rozlišení optického mikroskopu při pevné vlnové délce je polovina vlnové délky světla a vlnová délka viditelného světla je mezi 400 a 760 nm, takže limit rozlišení je optický mikroskop je 200 nm (0,2 mikronu). Objekty menší než 0,2 mikronu nelze rozlišit optickým mikroskopem, stejně jako hmatové rozlišení lidské ruky nemůže překročit malou vzdálenost mezi hmatovými buňkami.
Zvětšení je subjektivní údaj. Je definována jako poměr velikosti předmětu viděného lidským okem ke skutečné velikosti, když je fotopická vzdálenost 25 cm. Rozlišení optického mikroskopu 0,2 mikronu je ekvivalentní zvětšení 1500~2000krát, což je dostatečné k tomu, abychom viděli Porozumět struktuře obecných buněk.
Většího zvětšení lze dosáhnout, pokud použijeme elektromagnetické vlny s kratšími vlnovými délkami, ale to je mimo rozsah vlnových délek viditelného světla; v roce 1931 vynalezl britský fyzik Luska elektronový mikroskop, založený na principu duality vlna-částice, elektronový paprsek má kratší de Broglieho vlnovou délku, takže může dosáhnout menšího rozlišení.
Urychlovací napětí elektronů odpovídá jeho vlastní vlnové délce. Když je napětí 100 kV, je vlnová délka elektronového paprsku asi 0,004 nm (skutečné rozlišení může dosáhnout pouze 0,2 nm), což je také mnohem menší než vlnová délka viditelného světla, takže mez rozlišení elektronového mikroskopu je daleko. Ultraoptický mikroskop může dosáhnout 3milionového zvětšení a dokáže rozlišit drobné objekty, jako jsou viry, mitochondrie a DNA.
