Ποια είναι η περιοριστική ανάλυση οπτικών μικροσκοπίων;
Στο προηγούμενο άρθρο "Μπορούμε να παρατηρήσουμε άτομα με οπτικό μικροσκόπιο;", οι Skylabs ανέφεραν πραγματικά ότι δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε αντικείμενα ατομικού επιπέδου με οπτικό μικροσκόπιο. Σήμερα σε αυτό το τεύχος, θα σας παρουσιάσω ξανά ποιο είναι το όριο επίλυσης οπτικών μικροσκοπίων;
Στην πραγματικότητα, το όριο ανάλυσης των οπτικών μικροσκοπίων επιλύθηκε από τον γερμανικό φυσικό Abbe το 1873. Ο Abbe ανακάλυψε τον όριο για την ανάλυση οπτικών μικροσκοπίων μέσω υπολογισμού και παραγωγής και το όριο που υπολογίστηκε με αυτόν τον τύπο είναι επίσης γνωστό ως όριο Abbe.
Ο προσοφθάλφος και ο στόχος που χρησιμοποιούνται στα οπτικά μικροσκόπια είναι στην πραγματικότητα κυρτοί φακοί. Όταν το φως διέρχεται από έναν κυρτό φακό, παράγει ένα ευάερο σημείο. Το σημείο που βλέπουμε μέσω του μικροσκοπίου είναι στην πραγματικότητα ένα ελαφρύ σημείο. Εάν τα δύο σημεία που πρέπει να παρατηρηθούν είναι πολύ μακριά, μπορούμε ακόμα να τα διακρίνουμε. Αλλά αν αυτά τα δύο σημεία είναι πολύ, πολύ κοντά, τόσο κοντά που τα δύο ευάερα σημεία που παράγουν επικάλυψη, τότε δεν μπορούμε να διακρίνουμε αν είναι δύο σημεία και μπορούμε να δούμε μόνο μια θολότητα μάζα. Έτσι, το μέγεθος του ευάερου σημείου καθορίζει πραγματικά το όριο ανάλυσης του μικροσκοπίου. Λόγω των περιορισμών του χώρου, ο Tian Zongjun έχει παραλείψει τη διαδικασία παραγωγής εδώ και παρείχε έναν τύπο για την επίλυση ενός οπτικού μικροσκοπίου, ως εξής:
Δ =0. 61λ/(nsin)
δ: Ανάλυση λ: μήκος κύματος Ν: Δείκτης διαθλαστικής: γωνία διαφράγματος
Μετά από απλή μετατροπή, αυτός ο τύπος είναι περίπου ίσος με 1/2 λ, πράγμα που σημαίνει ότι το μισό μήκος κύματος είναι στην πραγματικότητα το όριο της ανάλυσης οπτικού μικροσκοπίου. Οι μεταγενέστερες γενιές το καθόρισαν ως το "όριο Abbe".
Το μήκος κύματος του μοβ φως, το οποίο έχει το συντομότερο μήκος κύματος στο ορατό φως, είναι περίπου 400 νανόμετρα και το όριο Abbe είναι περίπου 200 νανομετρικά. Δηλαδή, αν η απόσταση μεταξύ δύο σημείων φτάσει τα 200 νανόμετρα ή λιγότερο, ένα οπτικό μικροσκόπιο δεν μπορεί να διακρίνει αυτά τα δύο σημεία, που είναι το όριο ανάλυσης ενός οπτικού μικροσκοπίου.
