Độ phân giải giới hạn của kính hiển vi quang học là gì?
SKYLABS thực sự đã đề cập đến thực tế là chúng ta không thể quan sát các nguyên tử bằng kính hiển vi quang học trong bài viết trước "Chúng ta có thể quan sát các nguyên tử bằng kính hiển vi quang học không?". Trong bài viết trước “Chúng ta có thể quan sát các nguyên tử bằng kính hiển vi quang học không?”, SKYLABS đã nói về thực tế là chúng ta không thể sử dụng kính hiển vi quang học để quan sát các vật thể ở cấp độ nguyên tử. Hôm nay, trong số này chúng tôi xin giới thiệu giới hạn độ phân giải của kính hiển vi quang học là gì?
Trên thực tế, câu hỏi về giới hạn độ phân giải của kính hiển vi quang học đã được nhà vật lý người Đức Abbe trả lời vào năm 1873. Abbey đã phát hiện ra công thức giới hạn độ phân giải của kính hiển vi quang học thông qua phép tính và suy luận, và giới hạn tính được theo công thức này còn được gọi là giới hạn Abbey.
Thị kính và vật kính được sử dụng trong kính hiển vi quang học thực chất là thấu kính lồi và ánh sáng truyền qua thấu kính lồi tạo ra một điểm Airy và một điểm mà chúng ta nhìn thấy qua kính hiển vi thực chất là một điểm sáng. Nếu hai điểm cần quan sát ở xa nhau thì chúng ta vẫn có thể phân biệt được. Nhưng nếu hai điểm rất, rất gần nhau, gần đến mức hai điểm Airy mà chúng tạo ra chồng lên nhau, thì chúng ta không thể biết chúng có phải là hai điểm hay không và chúng ta chỉ có thể nhìn thấy một khối mờ. Vì vậy, kích thước của điểm Airy thực sự quyết định giới hạn độ phân giải của kính hiển vi. Do không gian có hạn nên Tianzhong Jun ở đây tạm gác lại quá trình suy luận và đưa ra công thức tính độ phân giải của kính hiển vi quang học như sau:
δ=0.61λ/(nSin )
δ: độ phân giải λ: bước sóng n: chiết suất : góc khẩu độ
Công thức này sau khi chuyển đổi đơn giản sẽ bằng khoảng 1/2 λ, tức là một nửa bước sóng thực sự là giới hạn của độ phân giải của kính hiển vi quang học, sau này được định nghĩa là "giới hạn Abbe".
Bước sóng ngắn nhất của ánh sáng tím trong ánh sáng khả kiến là khoảng 400 nanomet, giới hạn Abbe là khoảng 200 nanomet. Nghĩa là, nếu khoảng cách giữa hai điểm đạt 200 nanomet trở xuống thì kính hiển vi quang học sẽ không thể phân biệt được hai điểm này, đây là giới hạn độ phân giải của kính hiển vi quang học.
