Qual è il limite di risoluzione dei microscopi ottici?
Nell'articolo precedente "Possiamo osservare gli atomi con un microscopio ottico?", Skylabs ha effettivamente detto che non possiamo osservare oggetti a livello atomico con un microscopio ottico. Oggi in questo numero, ti presenterò di nuovo qual è il limite di risoluzione dei microscopi ottici?
In effetti, il limite di risoluzione dei microscopi ottici è stato risolto dal fisico tedesco Abbe nel 1873. Abbe ha scoperto la formula del limite per la risoluzione dei microscopi ottici attraverso il calcolo e la derivazione, e il limite calcolato da questa formula è anche noto come limite Abbe.
L'oculare e l'obiettivo utilizzati nei microscopi ottici sono in realtà lenti convesse. Quando la luce passa attraverso una lente convessa, produce un punto arioso. Il punto che vediamo attraverso il microscopio è in realtà un punto leggero. Se i due punti che devono essere osservati sono molto distanti, possiamo ancora distinguerli. Ma se questi due punti sono molto, molto vicini, così vicini che i due punti ariosi che producono si sovrappongono, allora non possiamo distinguere se sono due punti e possiamo solo vedere una massa sfocata. Quindi la dimensione del punto arioso determina effettivamente il limite di risoluzione del microscopio. A causa delle limitazioni di spazio, Tian Zongjun ha omesso il processo di derivazione qui e ha fornito una formula per la risoluzione di un microscopio ottico, come segue:
Δ =0. 61λ/(nsin)
Δ: risoluzione λ: lunghezza d'onda N: indice di rifrazione: angolo di apertura
Dopo una semplice conversione, questa formula è approssimativamente uguale a 1/2 λ, il che significa che mezza lunghezza d'onda è in realtà il limite della risoluzione del microscopio ottico. Le generazioni successive lo hanno definito il "limite di Abbe".
La lunghezza d'onda della luce viola, che ha la lunghezza d'onda più breve nella luce visibile, è di circa 400 nanometri e il limite di Abbe è di circa 200 nanometri. Vale a dire che se la distanza tra due punti raggiunge 200 nanometri o meno, un microscopio ottico non è in grado di distinguere questi due punti, che è il limite di risoluzione di un microscopio ottico.
