Warum kann man mit einem optischen Mikroskop keine kleineren Dinge sehen?
Ein Mikroskop ist ein optisches Instrument, das aus einer Linse oder einer Kombination mehrerer Linsen besteht und winzige Objekte zu Bildern vergrößern kann, die Menschen mit bloßem Auge sehen können. Seit der Erfindung des Mikroskops im 17. Jahrhundert ist es Biologen und Medizinern eine mächtige Hilfe bei der Entdeckung von Bakterien und Mikroorganismen. Heutige optische Mikroskope können Objekte bis zu 1500-fach vergrößern, und sogar sehr kleine Zellen, Bakterien, Viren und andere Objekte können unter dem Mikroskop deutlich gesehen werden.
Allerdings hat das scheinbar leistungsstarke optische Mikroskop auch seine Grenzen. Da die mikroskopische Welt unendlich ist, hat sehr kleine Materie auch kleinere Komponenten, und optische Mikroskope können nur Dinge sehen, die größer als 0,2 Mikrometer sind. Wenn es etwas Kleineres beobachten will, kann es nichts dafür. Warum ist das?
Es stellt sich heraus, dass Licht auch eine Art Welle ist und seine Wellenlänge 0,4 Mikrometer beträgt. Wenn es während des Ausbreitungsprozesses auf etwas trifft, das kleiner als die Hälfte seiner Wellenlänge ist, wird es es direkt umgehen. Dieser Zustand wird als Lichtbeugung bezeichnet. Unter einem optischen Mikroskop wird das Licht, sobald es gebeugt wird, zu einigen sehr kleinen Kreisen oder Bögen, und wir können nur ein paar verschwommene Punkte sehen, aber nicht die spezifischen Umrisse des Objekts. Aus diesem Grund sind optische Mikroskope seit dem 19. Jahrhundert weitgehend unverändert geblieben.
