Kāda ir optiskā mikroskopa izšķirtspējas robeža?
SKYLABS publicēts iepriekšējā "Vai mēs varam izmantot optisko mikroskopu, lai novērotu atomus?" "Rakstā bija minēts, ka mēs nevaram izmantot optiskos mikroskopus, lai novērotu objektus atomu līmenī. Šodien šajā numurā ļaujiet man iepazīstināt jūs ar to, kāda ir optiskā mikroskopa izšķirtspējas robeža?
Faktiski uz optiskā mikroskopa izšķirtspējas robežas problēmu 1873. gadā atbildēja vācu fiziķis Abbe. Abbe atklāja optiskā mikroskopa izšķirtspējas robežformulu, izmantojot aprēķinus un atvasinājumus. Limitu, kas aprēķināts pēc šīs formulas, sauc arī par Abbe limitu.
Optiskajos mikroskopos izmantotie okulāri un objektīva lēcas faktiski ir izliektas lēcas. Gaisīgi diski rodas, kad gaisma iziet cauri izliektajām lēcām. Punkts, ko mēs redzam caur mikroskopu, patiesībā ir gaismas punkts. Ja abi punkti, kas jāievēro, atrodas salīdzinoši tālu viens no otra, mēs tos joprojām varam atšķirt. Bet, ja šie divi punkti atrodas ļoti, ļoti tuvu, tik tuvu, ka divi Airy diski, ko tie rada, pārklājas, mēs nevaram pateikt, vai tie ir divi punkti, un mēs varam redzēt tikai izplūdumu. Tāpēc Airy diska izmērs faktiski nosaka mikroskopa izšķirtspējas robežu. Ierobežotās vietas dēļ Tianzong kungs šeit nolika atvasināšanas procesu un sniedza šādu formulu optiskā mikroskopa izšķirtspējai:
δ=0.61λ/(nSin )
δ: izšķirtspēja λ: viļņa garums n: laušanas indekss: apertūras leņķis
Pēc vienkāršas pārveidošanas šī formula ir aptuveni vienāda ar 1/2 λ, tas ir, 1/2 viļņa garums faktiski ir optiskā mikroskopa izšķirtspējas robeža, un vēlākās paaudzes to definēja kā "Abbe robežu".
Violetās gaismas viļņa garums ar īsāko viļņa garumu redzamajā gaismā ir aptuveni 400 nanometri, un Abbe robeža ir aptuveni 200 nanometri. Proti, ja attālums starp diviem punktiem ir mazāks par 200 nanometriem, abus punktus nevar atšķirt ar optisko mikroskopu, kas ir optiskā mikroskopa izšķirtspējas robeža.
