Optik mikroskobun sınırlayıcı çözünürlüğü nedir?
SKYLABS aslında "Atomları optik mikroskopla gözlemleyebilir miyiz?" makalesinde optik mikroskopla atomları gözlemleyemeyeceğimizden bahsetmişti. SKYLABS, bir önceki makalesi olan "Optik Mikroskopla Atomları Gözlemleyebilir miyiz?" yazısında, atom seviyesindeki nesneleri gözlemlemek için optik mikroskopları kullanamayacağımızdan bahsetmişti. Bugün bu sayımızda optik mikroskobun çözünürlük sınırının ne olduğunu tanıtmak istiyoruz.
Aslında optik mikroskobun çözünürlük sınırı sorusu 1873 yılında Alman fizikçi Abbe tarafından yanıtlanmıştır. Abbey, optik mikroskobun çözünürlük sınırı formülünü hesaplama ve çıkarım yoluyla keşfetmiştir ve bu formülle hesaplanan sınıra Abbey sınırı da denilmektedir.
Optik mikroskoplarda kullanılan göz mercekleri ve objektif lensler aslında dışbükey merceklerdir ve dışbükey bir mercekten geçen ışık bir Airy noktası oluşturur ve mikroskopta gördüğümüz bir nokta aslında bir ışık noktasıdır. Gözlemlenecek iki nokta uzakta olsa bile onları ayırt edebiliriz. Ancak iki nokta birbirine çok çok yakınsa, ürettikleri iki Airy noktası üst üste binecek kadar yakınsa, o zaman bunların iki nokta olup olmadığını söyleyemeyiz ve yalnızca bulanık bir kütle görebiliriz. Yani Airy spotunun boyutu aslında mikroskobun çözünürlük sınırını belirliyor. Sınırlı alan nedeniyle, Tianzhong Jun burada türetme işlemini bir kenara koydu ve optik mikroskobun çözünürlüğü için aşağıdaki formülü verdi:
δ=0.61λ/(nSin )
δ: çözünürlük λ: dalga boyu n: kırılma indisi : açıklık açısı
Bu formül ve daha sonra basit bir dönüşümden sonra yaklaşık 1/2 λ'ya eşittir, yani dalga boyunun yarısı aslında optik mikroskop çözünürlüğünün sınırıdır ve daha sonra "Abbe sınırı" olarak tanımlanır.
Görünür ışıkta mor ışığın en kısa dalga boyu yaklaşık 400 nanometredir, Abbe sınırı ise yaklaşık 200 nanometredir. Yani iki nokta arasındaki mesafe 200 nanometre veya daha azına ulaşırsa optik mikroskop bu iki noktayı ayırt edemeyecektir ki bu da optik mikroskobun çözünürlük sınırıdır.
