Was ist die Auflösungsgrenze eines optischen Mikroskops?
SKYLABS veröffentlichte im vorherigen Artikel „Können wir ein optisches Mikroskop zur Beobachtung von Atomen verwenden?“ „In dem Artikel wurde tatsächlich erwähnt, dass wir optische Mikroskope nicht zur Beobachtung von Objekten auf atomarer Ebene verwenden können. Lassen Sie mich Ihnen heute in dieser Ausgabe vorstellen, was die Auflösungsgrenze eines optischen Mikroskops ist?
Tatsächlich wurde das Problem der Auflösungsgrenze des optischen Mikroskops 1873 vom deutschen Physiker Abbe beantwortet. Abbe entdeckte die Grenzformel der Auflösung des optischen Mikroskops durch Berechnung und Ableitung. Die durch diese Formel berechnete Grenze wird auch Abbe-Grenze genannt.
Die in optischen Mikroskopen verwendeten Okulare und Objektive sind eigentlich konvexe Linsen. Luftscheiben entstehen, wenn Licht durch die konvexen Linsen fällt. Ein Punkt, den wir durch das Mikroskop sehen, ist eigentlich ein Lichtpunkt. Wenn die beiden zu beobachtenden Punkte relativ weit voneinander entfernt sind, können wir sie immer noch unterscheiden. Aber wenn diese beiden Punkte sehr, sehr nahe beieinander liegen, so nah, dass sich die beiden Airy-Scheiben, die sie erzeugen, überlappen, dann können wir nicht sagen, ob es sich um zwei Punkte handelt, und wir können nur eine Unschärfe von mehreren sehen. Daher bestimmt die Größe der Airy-Scheibe tatsächlich die Auflösungsgrenze des Mikroskops. Aufgrund des begrenzten Platzes hat Herr Tianzong den Ableitungsprozess hier beiseite gelassen und eine Formel für die Auflösung eines optischen Mikroskops wie folgt angegeben:
δ=0.61λ/(nSin )
δ: Auflösung λ: Wellenlänge n: Brechungsindex: Öffnungswinkel
Nach einer einfachen Umrechnung entspricht diese Formel ungefähr 1/2 λ, das heißt, 1/2 Wellenlänge ist tatsächlich die Grenze der Auflösung des optischen Mikroskops, und spätere Generationen definierten sie als „Abbe-Grenze“.
Die Wellenlänge des violetten Lichts mit der kürzesten Wellenlänge im sichtbaren Licht beträgt etwa 400 Nanometer, und die Abbe-Grenze liegt bei etwa 200 Nanometern. Das heißt, wenn der Abstand zwischen zwei Punkten weniger als 200 Nanometer beträgt, können die beiden Punkte mit dem optischen Mikroskop nicht unterschieden werden, was die Auflösungsgrenze des optischen Mikroskops darstellt.
