حد نظری بزرگنمایی برای میکروسکوپ نوری چقدر است؟

حد نظری بزرگنمایی برای میکروسکوپ نوری چقدر است؟

حد تفکیک یک میکروسکوپ نوری حدود 0.2 میکرون است که معادل بزرگنمایی 1500 تا 2000 برابر است. برای دستیابی به بزرگنمایی بیشتر، باید از میکروسکوپ الکترونی یا میکروسکوپ روبشی تونلی استفاده شود.

ذره بین می تواند نور را برای دستیابی به اثر بزرگنمایی مجدداً متمرکز کند و ترکیبی از ذره بین می تواند یک میکروسکوپ نوری به دست آورد. حد میکروسکوپ نوری با طول موج محدود می شود و بزرگنمایی بی نهایت غیرممکن است.

به طور کلی، حد تفکیک میکروسکوپ نوری در طول موج ثابت نصف طول موج نور و طول موج نور مرئی بین 400 تا 760 نانومتر است، بنابراین حد تفکیک یک میکروسکوپ نوری 200 نانومتر (0.2 میکرون) است. اجسام کوچکتر از 0.2 میکرون را نمی توان با میکروسکوپ نوری تفکیک کرد، همانطور که قدرت تفکیک لمسی دست انسان نمی تواند از فاصله کوچک بین سلول های لمسی تجاوز کند.

بزرگنمایی یک گزاره ذهنی است. این به عنوان نسبت اندازه جسم دیده شده توسط چشم انسان به اندازه واقعی زمانی که فاصله فوتوپیک 25 سانتی متر است تعریف می شود. وضوح یک میکروسکوپ نوری 0.2 میکرون معادل بزرگنمایی 1500 ~ 2000 برابر است که برای دیدن درک ساختار سلول های عمومی کافی است.

اگر از امواج الکترومغناطیسی با طول موج‌های کوتاه‌تر استفاده کنیم، می‌توان به بزرگنمایی بیشتری دست یافت، اما این فراتر از محدوده طول موج نور مرئی است. در سال 1931، لوسکا، فیزیکدان بریتانیایی، میکروسکوپ الکترونی را بر اساس اصل دوگانگی موج-ذره اختراع کرد، پرتو الکترونی دارای طول موج دو بروگلی کوتاه‌تر است، بنابراین می‌تواند به وضوح کمتری دست یابد.

ولتاژ شتاب دهنده الکترون ها با طول موج خودش مطابقت دارد. هنگامی که ولتاژ 100 کیلو ولت است، طول موج پرتو الکترونی حدود 0.004 نانومتر است (رزولوشن واقعی تنها می تواند به 0.2 نانومتر برسد)، که همچنین بسیار کوچکتر از طول موج نور مرئی است. بنابراین حد تفکیک میکروسکوپ الکترونی بسیار دور است. میکروسکوپ فوق نوری می تواند به بزرگنمایی 3 میلیون برابری دست یابد و می تواند اجسام کوچکی مانند ویروس ها، میتوکندری ها و DNA را تشخیص دهد.