Hva er den teoretiske grensen for forstørrelse for et optisk mikroskop?
Oppløsningsgrensen for et optisk mikroskop er omtrent 0,2 mikron, som tilsvarer en forstørrelse på 1500 til 2000 ganger; for å oppnå en større forstørrelse må det brukes et elektronmikroskop eller et tunnel-skanningsmikroskop.
Forstørrelsesglasset kan refokusere lyset for å oppnå forstørrelseseffekten, og kombinasjonen av forstørrelsesglasset kan oppnå et optisk mikroskop; grensen for det optiske mikroskopet er begrenset av bølgelengden, og det er umulig å forstørre uendelig.
Generelt er oppløsningsgrensen for et optisk mikroskop ved en fast bølgelengde halvparten av bølgelengden til lys, og bølgelengden til synlig lys er mellom 400 og 760 nm, så oppløsningsgrensen på et optisk mikroskop er 200 nm (0,2 mikron). Objekter mindre enn 0,2 mikron kan ikke løses opp med et optisk mikroskop, akkurat som den taktile oppløsningen til en menneskehånd ikke kan overskride den lille avstanden mellom taktile celler.
Forstørrelsen er et subjektivt utsagn. Det er definert som forholdet mellom størrelsen på objektet sett av det menneskelige øyet og den faktiske størrelsen når den fotopiske avstanden er 25 cm. Oppløsningen til et optisk mikroskop på 0.2 mikron tilsvarer en forstørrelse på 1500~2000 ganger, noe som er nok til at vi kan se Forstå strukturen til generelle celler.
Større forstørrelse kan oppnås hvis vi bruker elektromagnetiske bølger med kortere bølgelengder, men dette er utenfor bølgelengdeområdet til synlig lys; i 1931 oppfant den britiske fysikeren Luska elektronmikroskopet, basert på prinsippet om bølge-partikkel-dualitet, elektronstrålen har en kortere de Broglie-bølgelengde, slik at den kan oppnå en mindre oppløsning.
Akselerasjonsspenningen til elektroner tilsvarer dens egen bølgelengde. Når spenningen er 100 kV, er bølgelengden til elektronstrålen omtrent 0,004 nm (den faktiske oppløsningen kan bare nå 0,2 nm), som også er mye mindre enn bølgelengden til synlig lys, så oppløsningsgrensen for elektronmikroskopet er langt. Det ultraoptiske mikroskopet kan oppnå en forstørrelse på 3 millioner ganger og kan skille ørsmå objekter som virus, mitokondrier og DNA.
