حد تفکیک میکروسکوپ نوری چقدر است؟

حد تفکیک میکروسکوپ نوری چقدر است؟

SKYLABS قبلاً منتشر کرده بود "آیا می توانیم از میکروسکوپ های نوری برای مشاهده اتم ها استفاده کنیم؟" express این مقاله در واقع در مورد این واقعیت صحبت می کند که ما نمی توانیم اجسام سطح اتمی را با استفاده از میکروسکوپ های نوری مشاهده کنیم. امروز در این شماره به شما معرفی می کنم که حد تفکیک میکروسکوپ های نوری چقدر است؟

در واقع، مشکل حد تفکیک میکروسکوپ های نوری توسط فیزیکدان آلمانی Abbe در سال 1873 حل شد. Abbe فرمول محدود کننده قدرت تفکیک میکروسکوپ های نوری را از طریق محاسبه و مشتق کشف کرد. حد محاسبه شده با این فرمول، حد Abbe نیز نامیده می شود.

چشمی ها و عدسی های شیئی مورد استفاده در میکروسکوپ های نوری در واقع عدسی های محدب هستند. هنگامی که نور از عدسی های محدب عبور می کند، دیسک های بادی تولید می شوند. نقطه ای که از طریق میکروسکوپ می بینیم در واقع یک نقطه نورانی است. اگر دو نکته ای که باید رعایت شوند فاصله نسبتاً زیادی با هم دارند، باز هم می توانیم آنها را تشخیص دهیم. اما اگر این دو نقطه خیلی خیلی نزدیک باشند، آنقدر نزدیک باشند که دو دیسک Airy که تولید می‌کنند همپوشانی داشته باشند، نمی‌توانیم بگوییم که آیا آنها دو نقطه هستند یا نه و فقط می‌توانیم تاری ببینیم. از یک توپ بنابراین، اندازه دیسک Airy در واقع محدودیت وضوح میکروسکوپ را تعیین می کند. به دلیل فضای محدود، Tian Zongjun فرآیند استخراج را در اینجا کنار گذاشته و فرمولی برای تفکیک میکروسکوپ نوری به شرح زیر ارائه می‌کند:

٪ce٪b4٪7b٪7b0٪7d٪7d.61٪ce٪bb٪2f(nSin )

δ: وضوح λ: طول موج n: ضریب شکست: زاویه دیافراگم

پس از تبدیل ساده، این فرمول تقریباً برابر با 1/2 λ است، به این معنی که یک دوم طول موج در واقع حد تفکیک میکروسکوپ نوری است. نسل های بعدی آن را به عنوان "حد آبه" تعریف کردند.

طول موج نور بنفش، کوتاه ترین طول موج در نور مرئی، حدود 400 نانومتر و حد Abbe حدود 200 نانومتر است. یعنی اگر فاصله بین دو نقطه به کمتر از 200 نانومتر برسد، با میکروسکوپ نوری نمی توان دو نقطه را تشخیص داد. این حد تفکیک میکروسکوپ نوری است.