Mikä on optisen mikroskoopin resoluutioraja?
SKYLABS julkaistu edellisessä "Voimmeko käyttää optista mikroskooppia atomien tarkkailuun?" "Artikkelissa itse asiassa mainittiin, että emme voi käyttää optisia mikroskooppeja atomitason esineiden tarkkailuun. Tänään tässä numerossa esittelen teille, mikä on optisen mikroskoopin resoluutioraja?
Itse asiassa saksalainen fyysikko Abbe vastasi optisen mikroskoopin resoluutiorajan ongelmaan vuonna 1873. Abbe löysi optisen mikroskoopin resoluution rajakaavan laskennan ja johtamisen avulla. Tällä kaavalla laskettua rajaa kutsutaan myös Abbe-rajaksi.
Optisissa mikroskoopeissa käytettävät okulaarit ja objektiivilinssit ovat itse asiassa kuperia linssejä. Ilmavia levyjä syntyy, kun valo kulkee kuperoiden linssien läpi. Piste, jonka näemme mikroskoopin läpi, on itse asiassa valopiste. Jos kaksi tarkkailtavaa kohtaa ovat suhteellisen kaukana toisistaan, voimme silti erottaa ne. Mutta jos nämä kaksi pistettä ovat hyvin, hyvin lähellä, niin lähellä, että niiden tuottamat kaksi Airy-levyä menevät päällekkäin, emme voi sanoa, onko kyseessä kaksi pistettä, ja voimme nähdä vain hämärtymisen. Siksi Airy-levyn koko määrittää itse asiassa mikroskoopin resoluutiorajan. Rajallisen tilan vuoksi herra Tianzong jätti sivuun johtamisprosessin ja antoi seuraavan kaavan optisen mikroskoopin resoluutiolle:
δ=0.61λ/(nSin )
δ: Resoluutio λ: Aallonpituus n: Taitekerroin : Aukkokulma
Yksinkertaisen muuntamisen jälkeen tämä kaava on suunnilleen yhtä suuri kuin 1/2 λ, toisin sanoen 1/2 aallonpituutta on itse asiassa optisen mikroskoopin resoluution raja, ja myöhemmät sukupolvet määrittelivät sen "Abben rajaksi".
Violetin valon aallonpituus, jonka aallonpituus on lyhin näkyvässä valossa, on noin 400 nanometriä ja Abben raja on noin 200 nanometriä. Toisin sanoen, jos kahden pisteen välinen etäisyys on alle 200 nanometriä, kahta pistettä ei voida erottaa optisella mikroskoopilla, joka on optisen mikroskoopin resoluutioraja.
