Kakšna je meja ločljivosti optičnih mikroskopov?
V prejšnjem članku "Ali lahko opazujemo atome z optičnim mikroskopom?" Je Skylabs dejansko omenil, da z optičnim mikroskopom ne moremo opazovati predmetov atomske ravni. Danes vam bom v tej številki še enkrat predstavil, kakšna je omejitev ločljivosti optičnih mikroskopov?
Dejansko je mejo ločljivosti optičnih mikroskopov leta 1873 rešil nemški fizik Abbe. Abbe je z izračunom in izpeljavo odkril mejno formulo za ločljivost optičnih mikroskopov, meja, izračunana s to formulo, pa je znana tudi kot meja ABBE.
Okusnost in cilj, ki se uporablja v optičnih mikroskopih, so dejansko konveksne leče. Ko svetloba prehaja skozi konveksno lečo, ustvari zračno mesto. Točka, ki jo vidimo skozi mikroskop, je pravzaprav svetloba. Če sta dve točki, ki ju je treba opazovati, daleč narazen, ju lahko še vedno ločimo. Če pa sta ti dve točki zelo, zelo blizu, tako blizu, da se dve zračni točki proizvajata, potem ne moremo razlikovati, ali sta dve točki in lahko vidimo le zamegljeno maso. Torej velikost zračnega mesta dejansko določa mejo ločljivosti mikroskopa. Zaradi omejitev prostora je Tian Zongjun tukaj izpustil postopek izpeljave in zagotovil formulo za ločljivost optičnega mikroskopa, kot sledi:
Δ =0. 61λ/(nsin)
δ: Ločljivost λ: valovna dolžina N: Indeks loma: kota zaslonke
Po preprosti pretvorbi je ta formula približno enaka 1/2 λ, kar pomeni, da je polovica valovne dolžine dejansko meja ločljivosti optične mikroskopa. Kasnejše generacije so ga definirale kot "Abbe Limit".
Valovna dolžina vijolične svetlobe, ki ima najkrajšo valovno dolžino v vidni svetlobi, je približno 400 nanometrov, meja Abbe pa približno 200 nanometrov. To pomeni, da če razdalja med dvema točkama doseže 200 nanometrov ali manj, optični mikroskop ne more razlikovati teh dveh točk, to je meja ločljivosti optičnega mikroskopa.
