Optik mikroskobun çözünürlüğünün sınırı nedir?
SKYLABS daha önce "Atomları gözlemlemek için optik mikroskoplar kullanabilir miyiz?" express Yazıda aslında atom seviyesindeki nesneleri optik mikroskoplar kullanarak gözlemleyemeyeceğimiz gerçeğinden bahsediliyor. Bugün bu sayımızda sizlere optik mikroskopların çözünürlük sınırının ne olduğunu anlatacağım.
Aslında optik mikroskopların çözünürlük sınırı sorunu 1873'te Alman fizikçi Abbe tarafından çözüldü. Abbe, hesaplama ve türetme yoluyla optik mikroskopların çözünürlüğünün sınırlayıcı formülünü keşfetti. Bu formülle hesaplanan limite Abbe limiti de denir.
Optik mikroskoplarda kullanılan göz mercekleri ve objektif mercekler aslında dışbükey merceklerdir. Işık dışbükey merceklerden geçtiğinde Airy diskleri oluşur. Mikroskopla gördüğümüz nokta aslında bir ışık noktasıdır. Dikkat edilmesi gereken iki nokta birbirine nispeten uzak olsa da yine de bunları ayırt edebiliriz. Ancak bu iki nokta çok çok yakınsa, ürettikleri iki Airy diski üst üste binecek kadar yakınsa, bunların iki nokta olup olmadığını söyleyemeyiz ve yalnızca bulanıklığı görebiliriz. bir topun. Bu nedenle Airy diskinin boyutu aslında mikroskobun çözünürlük sınırını belirler. Alanın sınırlı olması nedeniyle, Tian Zongjun burada türetme işlemini bir kenara bırakıyor ve optik mikroskobun çözünürlüğü için aşağıdaki formülü veriyor:
δ=0.61λ/(nSin )
δ: Çözünürlük λ: Dalgaboyu n: Kırılma indisi : Açıklık açısı
Basit dönüşümden sonra, bu formül yaklaşık olarak 1/2 λ'ya eşittir; bu, dalga boyunun yarısının aslında optik mikroskobun çözünürlük sınırı olduğu anlamına gelir. Daha sonraki kuşaklar bunu "Abbe sınırı" olarak tanımladılar.
Görünür ışıktaki en kısa dalga boyu olan mor ışığın dalga boyu yaklaşık 400 nanometredir ve Abbe sınırı yaklaşık 200 nanometredir. Yani iki nokta arasındaki mesafe 200 nanometrenin altına inerse iki nokta optik mikroskopla ayırt edilemez. Bu optik mikroskobun çözünürlük sınırıdır.
