Mis on optilise mikroskoobi piirav eraldusvõime?
Sellest, et me ei saa aatomeid optilise mikroskoobiga vaadelda, on SKYLABS tegelikult rääkinud oma eelmises artiklis "Kas saame vaadelda aatomeid optilise mikroskoobiga?". Eelmises artiklis "Kas me saame optilise mikroskoobiga aatomeid vaadelda?" rääkis SKYLABS sellest, et me ei saa kasutada optilisi mikroskoope objektide vaatlemiseks aatomitasandil. Tänases numbris tahame tutvustada, milline on optilise mikroskoobi eraldusvõime piir?
Tegelikult vastas küsimusele optilise mikroskoobi eraldusvõime piirist saksa füüsik Abbe aastal 1873. Abbey avastas optilise mikroskoobi eraldusvõime piiri valemi läbi arvutamise ja deduktsiooni ning selle valemiga arvutatud piirmäära nimetatakse ka Abbey piiriks.
Optilistes mikroskoopides kasutatavad okulaarid ja objektiiviläätsed on tegelikult kumerläätsed ja kumerläätse läbiv valgus tekitab õhulise laigu ja punkt, mida me läbi mikroskoobi näeme, on tegelikult valgustäpp. Kui kaks vaadeldavat punkti on kaugel, saame neid siiski eristada. Kuid kui need kaks punkti on üksteisele väga-väga lähestikku, nii lähedal, et nende tekitatud kaks õhulist täppi kattuvad, siis me ei saa aru, kas need on kaks punkti või mitte, ja näeme ainult hägust massi. Seega määrab õhulise koha suurus tegelikult mikroskoobi eraldusvõime piiri. Piiratud ruumi tõttu jättis Tianzhong Jun siin tuletamisprotsessi kõrvale ja esitas optilise mikroskoobi eraldusvõime valemi järgmiselt:
δ=0.61λ/(nSin )
δ: eraldusvõime λ: lainepikkus n: murdumisnäitaja : avanurk
See valem ja seejärel pärast lihtsat teisendamist on võrdne umbes 1/2 λ-ga, see tähendab, et pool lainepikkusest on tegelikult optilise mikroskoobi eraldusvõime piir, mida hiljem määratleti kui "Abbe piir".
Violetse valguse lühim lainepikkus nähtavas valguses on umbes 400 nanomeetrit, Abbe piir on umbes 200 nanomeetrit. See tähendab, et kui kahe punkti vaheline kaugus ulatub 200 nanomeetrini või alla selle, ei suuda optiline mikroskoop neid kahte punkti eristada, mis on optilise mikroskoobi eraldusvõime piir.
