Jaké je omezující rozlišení optických mikroskopů?
V předchozím článku „Můžeme pozorovat atomy optickým mikroskopem?“, Skylabs ve skutečnosti zmínil, že nemůžeme pozorovat objekty atomové úrovně optickým mikroskopem. Dnes vám v tomto čísle představím znovu, jaký je limit řešení optických mikroskopů?
Ve skutečnosti byl limit rozlišení optických mikroskopů vyřešen německým fyzikem ABBE v roce 1873. Abbe objevil limitní vzorec pro rozlišení optických mikroskopů pomocí výpočtu a derivace a limit vypočítaný tímto vzorcem je také známý jako Abbe limit.
Okulár a cíl používaný v optických mikroskopech jsou ve skutečnosti konvexní čočky. Když světlo prochází konvexní čočkou, produkuje vzdušné místo. Bod, který vidíme skrz mikroskop, je ve skutečnosti světelné místo. Pokud jsou dva body, které je třeba pozorovat, jsou daleko od sebe, můžeme je stále rozlišit. Ale pokud jsou tyto dva body velmi, velmi blízké, tak blízko, že dvě vzdušné skvrny, které produkují, se překrývají, nemůžeme rozlišit, zda jsou dva body, a můžeme vidět pouze rozmazanou hmotu. Velikost vzdušné skvrny tedy ve skutečnosti určuje limit rozlišení mikroskopu. Kvůli prostorovým omezením zde Tian Zongjun vynechal proces derivace a poskytl vzorec pro rozlišení optického mikroskopu takto:
Δ =0. 61λ/(nsin)
A: Rozlišení λ: Vlnová délka N: Index lomu: Úhel clony
Po jednoduché konverzi je tento vzorec přibližně roven 1/2 λ, což znamená, že polovina vlnové délky je ve skutečnosti limitem optického mikroskopu. Pozdější generace jej definovaly jako „limit Abbe“.
Vlnová délka fialového světla, která má nejkratší vlnovou délku ve viditelném světle, je asi 400 nanometrů a limit ABBE je asi 200 nanometrů. To znamená, že pokud vzdálenost mezi dvěma body dosáhne 200 nanometrů nebo méně, optický mikroskop nemůže tyto dva body rozlišit, což je limit rozlišení optického mikroskopu.
