Qual è l'ingrandimento limite teorico di un microscopio ottico?
Il limite risolutivo di un microscopio ottico è di circa 0,2 micrometri, che corrisponde ad un ingrandimento da 1500 a 2000 volte; per ottenere un ingrandimento maggiore si utilizza un microscopio elettronico o un microscopio a scansione tunnel.
Le lenti d'ingrandimento possono riorientare la luce per ottenere l'ingrandimento, utilizzando una combinazione di lenti d'ingrandimento per ottenere microscopi ottici; il limite dei microscopi ottici è limitato dalla lunghezza d'onda e non è possibile un ingrandimento illimitato.
In generale, il limite di risoluzione del microscopio ottico con lunghezza d'onda fissa è la metà della lunghezza d'onda della luce e la lunghezza d'onda della luce visibile è compresa tra 400~760 nm, quindi il limite di risoluzione del microscopio ottico è 200 nm (0,2 micron). Gli oggetti più piccoli di 0,2 micron non verranno risolti da un microscopio ottico, proprio come la risoluzione tattile di una mano umana non può superare la piccola distanza tra le cellule tattili.
Mentre l'ingrandimento è un'affermazione soggettiva, definita come il rapporto tra la dimensione di un oggetto visto dall'occhio umano e la sua dimensione reale a una distanza di 25 cm in bella vista, la risoluzione di 0,2 micron di un microscopio ottico è equivalente ad un ingrandimento da 1500 a 2000 volte, sufficiente per permetterci di vedere chiaramente la struttura della cellula media.
Se utilizziamo onde elettromagnetiche con lunghezze d'onda più corte, possiamo ottenere un ingrandimento maggiore, ma questo va oltre la gamma di lunghezze d'onda della luce visibile; nel 1931, il fisico britannico Luska inventò il microscopio elettronico, secondo il principio della dualità onda-particella, il fascio di elettroni ha una lunghezza d'onda più corta dell'onda di De Bruyne, quindi può raggiungere una risoluzione minore.
La tensione di accelerazione dell'elettrone e la sua stessa lunghezza d'onda corrispondono a, quando la tensione è di 100 kilovolt, la lunghezza d'onda del fascio di elettroni è di circa 0,004 nm (la risoluzione effettiva può raggiungere solo 0,2 nm) , è anche molto più piccolo della lunghezza d'onda della luce visibile, quindi il limite di risoluzione del microscopio elettronico è molto maggiore di quello del microscopio ottico, quello grande può realizzare un ingrandimento di 3 milioni di volte, può distinguere il virus, i mitocondri, il DNA e altri piccoli oggetti.
