Kakšna je meja ločljivosti optičnega mikroskopa?
SKYLABS, objavljen v prejšnjem "Ali lahko uporabimo optični mikroskop za opazovanje atomov?" "Članek je dejansko omenil, da ne moremo uporabljati optičnih mikroskopov za opazovanje predmetov na atomski ravni. Danes v tej številki naj vam predstavim, kakšna je meja ločljivosti optičnega mikroskopa?
Pravzaprav je na problem mejne ločljivosti optičnega mikroskopa odgovoril nemški fizik Abbe leta 1873. Abbe je z izračunom in izpeljavo odkril mejno formulo ločljivosti optičnega mikroskopa. Meja, izračunana s to formulo, se imenuje tudi Abbejeva meja.
Okularji in objektivi, ki se uporabljajo v optičnih mikroskopih, so pravzaprav konveksne leče. Zračni diski nastanejo, ko svetloba prehaja skozi konveksne leče. Točka, ki jo vidimo skozi mikroskop, je pravzaprav svetlobna lisa. Če sta točki, ki ju je treba opazovati, razmeroma oddaljeni, ju še vedno lahko ločimo. Toda če sta ti dve točki zelo, zelo blizu, tako blizu, da se dva Airyjeva diska, ki ju ustvarita, prekrivata, potem ne moremo ugotoviti, ali gre za dve točki, in vidimo lahko samo zamegljen kup. Zato velikost diska Airy dejansko določa mejo ločljivosti mikroskopa. Zaradi omejenega prostora je g. Tianzong tukaj pustil na stran postopek izpeljave in podal formulo za ločljivost optičnega mikroskopa, kot sledi:
δ=0.61λ/(nSin )
δ: ločljivost λ: valovna dolžina n: lomni količnik : odprti kot
Po enostavni pretvorbi je ta formula približno enaka 1/2 λ, se pravi, da je 1/2 valovne dolžine pravzaprav meja ločljivosti optičnega mikroskopa, poznejše generacije pa so jo definirale kot »Abbejevo mejo«.
Valovna dolžina vijolične svetlobe z najkrajšo valovno dolžino v vidni svetlobi je približno 400 nanometrov, Abbejeva meja pa približno 200 nanometrov. To pomeni, da če je razdalja med dvema točkama manjša od 200 nanometrov, obeh točk ni mogoče razlikovati z optičnim mikroskopom, kar je meja ločljivosti optičnega mikroskopa.
