Kāda ir optiskā mikroskopa ierobežojošā izšķirtspēja?
SKYLABS patiesībā ir runājis par to, ka mēs nevaram novērot atomus ar optisko mikroskopu savā iepriekšējā rakstā "Vai mēs varam novērot atomus ar optisko mikroskopu?". Iepriekšējā rakstā "Vai mēs varam novērot atomus ar optisko mikroskopu?" SKYLABS runāja par to, ka mēs nevaram izmantot optiskos mikroskopus, lai novērotu objektus atomu līmenī. Šodien šajā numurā mēs vēlamies iepazīstināt ar to, kāda ir optiskā mikroskopa izšķirtspējas robeža?
Faktiski uz jautājumu par optiskā mikroskopa izšķirtspējas robežu atbildēja vācu fiziķis Abbe 1873. gadā. Abbey atklāja optiskā mikroskopa izšķirtspējas robežu formulu, izmantojot aprēķinus un atskaitījumus, un robežu, kas aprēķināta pēc šīs formulas, sauc arī par Abbey robežu.
Optiskajos mikroskopos izmantotie okulāri un objektīva lēcas patiesībā ir izliektas lēcas, un gaisma, kas iet caur izliektu lēcu, rada gaisīgu plankumu, un punkts, ko mēs redzam caur mikroskopu, patiesībā ir gaismas punkts. Ja divi novērojamie punkti atrodas tālu, mēs joprojām varam tos atšķirt. Bet, ja abi punkti atrodas ļoti, ļoti tuvu viens otram, tik tuvu, ka divi gaisīgie plankumi, ko tie rada, pārklājas, tad mēs nevaram pateikt, vai tie ir divi punkti vai nē, un mēs varam redzēt tikai izplūdušu masu. Tātad gaisīgās vietas izmērs faktiski nosaka mikroskopa izšķirtspējas robežu. Ierobežotās vietas dēļ Tianzhong Jun šeit atstāja atvasināšanas procesu un sniedz optiskā mikroskopa izšķirtspējas formulu šādi:
δ=0.61λ/(nSin )
δ: izšķirtspēja λ: viļņa garums n: laušanas koeficients: apertūras leņķis
Šī formula un pēc tam pēc vienkāršas konversijas ir vienāda ar aptuveni 1/2 λ, tas ir, puse no viļņa garuma faktiski ir optiskā mikroskopa izšķirtspējas robeža, kas vēlāk definēta kā "Abbe robeža".
Violetās gaismas īsākais viļņa garums redzamajā gaismā ir aptuveni 400 nanometri, Abbe robeža ir aptuveni 200 nanometri. Proti, ja attālums starp diviem punktiem sasniedz 200 nanometrus vai mazāk, tad optiskais mikroskops nespēs atšķirt šos divus punktus, kas ir optiskā mikroskopa izšķirtspējas robeža.
