Koja je ograničavajuća razlučivost optičkih mikroskopa?
U prethodnom članku "Možemo li promatrati atome s optičkim mikroskopom?", SkyLabs je zapravo spomenuo da ne možemo promatrati predmete atomske razine s optičkim mikroskopom. Danas ću vam u ovom broju ponovno predstaviti koja je granica rezolucije optičkih mikroskopa?
U stvari, granica rezolucije optičkih mikroskopa riješila je njemački fizičar Abbe 1873. godine. Abbe je otkrio graničnu formulu za razlučivost optičkih mikroskopa izračunavanjem i izvedbom, a granica izračunata ovom formulom također je poznata kao ograničenje ABBE.
Okula i cilj koji se koriste u optičkim mikroskopima zapravo su konveksne leće. Kad svjetlost prođe kroz konveksnu leću, proizvodi prozračno mjesto. Točka koju vidimo kroz mikroskop je zapravo svjetlosna točka. Ako su dvije točke koje je potrebno promatrati daleko udaljene, još uvijek ih možemo razlikovati. Ali ako su ove dvije točke vrlo, vrlo blizu, toliko blizu da se dva prozračna mjesta koja proizvode preklapaju, tada ne možemo razlikovati jesu li to dvije točke, a mi možemo vidjeti samo mutnu masu. Dakle, veličina prozračnog mjesta zapravo određuje granicu rezolucije mikroskopa. Zbog ograničenja prostora, Tian Zongjun je ovdje izostavio postupak izvedbe i pružio formulu za razlučivost optičkog mikroskopa, kako slijedi:
Δ =0. 61λ/(nsin)
Δ: Rezolucija λ: valna duljina n: indeks loma: kut otvora
Nakon jednostavne pretvorbe, ova je formula približno jednaka 1/2 λ, što znači da je pola valne duljine zapravo granica rezolucije optičkog mikroskopa. Kasnije su ga generacije definirale kao "Abbe Limit".
Valna duljina ljubičaste svjetlosti, koja ima najkraću valnu duljinu u vidljivoj svjetlosti, iznosi oko 400 nanometara, a granica ABBE je oko 200 nanometara. Odnosno, ako udaljenost između dvije točke dosegne 200 nanometara ili manje, optički mikroskop ne može razlikovati ove dvije točke, što je granica rezolucije optičkog mikroskopa.
