Ποια είναι η περιοριστική ανάλυση ενός οπτικού μικροσκοπίου;
Το SKYLABS έχει πράγματι μιλήσει για το γεγονός ότι δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε άτομα με οπτικό μικροσκόπιο στο προηγούμενο άρθρο του «Μπορούμε να παρατηρήσουμε άτομα με οπτικό μικροσκόπιο;». Στο προηγούμενο άρθρο «Μπορούμε να παρατηρήσουμε άτομα με οπτικό μικροσκόπιο;», το SKYLABS μίλησε για το γεγονός ότι δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε οπτικά μικροσκόπια για να παρατηρήσουμε αντικείμενα σε ατομικό επίπεδο. Σήμερα, σε αυτό το τεύχος, θα θέλαμε να παρουσιάσουμε ποιο είναι το όριο ανάλυσης του οπτικού μικροσκοπίου;
Στην πραγματικότητα, το ερώτημα του ορίου ανάλυσης του οπτικού μικροσκοπίου απαντήθηκε από τον Γερμανό φυσικό Abbe το 1873. Το Abbey ανακάλυψε τον τύπο ορίου ανάλυσης του οπτικού μικροσκοπίου μέσω υπολογισμού και αφαίρεσης, και το όριο που υπολογίζεται από αυτόν τον τύπο ονομάζεται επίσης όριο Abbey.
Οι προσοφθάλμιοι φακοί και οι αντικειμενικοί φακοί που χρησιμοποιούνται στα οπτικά μικροσκόπια είναι στην πραγματικότητα κυρτές φακοί και το φως που διέρχεται από έναν κυρτό φακό παράγει ένα Αέρινο σημείο και ένα σημείο που βλέπουμε μέσα από ένα μικροσκόπιο είναι στην πραγματικότητα ένα σημείο φωτός. Αν τα δύο σημεία που πρέπει να παρατηρήσουμε είναι μακριά, μπορούμε να τα ξεχωρίσουμε. Αλλά αν τα δύο σημεία είναι πολύ, πολύ κοντά μεταξύ τους, τόσο κοντά που τα δύο Αέρινα σημεία που παράγουν αλληλοκαλύπτονται, τότε δεν μπορούμε να πούμε αν είναι δύο σημεία ή όχι και μπορούμε να δούμε μόνο μια θολή μάζα. Έτσι, το μέγεθος του Airy σημείο καθορίζει στην πραγματικότητα το όριο ανάλυσης του μικροσκοπίου. Λόγω του περιορισμένου χώρου, ο Tianzhong Jun εδώ άφησε στην άκρη τη διαδικασία παραγωγής και έδωσε έναν τύπο για την ανάλυση του οπτικού μικροσκοπίου ως εξής:
δ=0.61λ/(nSin )
δ: ανάλυση λ: μήκος κύματος n: δείκτης διάθλασης : γωνία διαφράγματος
Αυτός ο τύπος και μετά από μια απλή μετατροπή ισούται με περίπου 1/2 λ, δηλαδή, το μισό του μήκους κύματος είναι στην πραγματικότητα το όριο της ανάλυσης του οπτικού μικροσκοπίου, που αργότερα ορίστηκε ως "όριο Abbe".
Το μικρότερο μήκος κύματος του ιώδους φωτός στο ορατό φως είναι περίπου 400 νανόμετρα, το όριο Abbe είναι περίπου 200 νανόμετρα. Δηλαδή, εάν η απόσταση μεταξύ δύο σημείων φτάσει τα 200 νανόμετρα ή λιγότερο, τότε το οπτικό μικροσκόπιο δεν θα μπορεί να διακρίνει αυτά τα δύο σημεία, που είναι το όριο ανάλυσης του οπτικού μικροσκοπίου.
