Hva er den teoretisk begrensende forstørrelsen til et optisk mikroskop?
Oppløsningsgrensen for et optisk mikroskop er omtrent 0.2 mikrometer, som tilsvarer en forstørrelse på 1500 til 2000 ganger; for å oppnå større forstørrelse brukes et elektronmikroskop eller tunneling-skanningmikroskop.
Forstørrelseslinser kan refokusere lys for å oppnå forstørrelse, ved å bruke en kombinasjon av forstørrelseslinser for å oppnå optiske mikroskoper; grensen for optiske mikroskoper er begrenset av bølgelengde, og ubegrenset forstørrelse er ikke mulig.
Generelt sett er oppløsningsgrensen for optisk mikroskop med fast bølgelengde halvparten av bølgelengden til lys, og bølgelengden til synlig lys er mellom 400~760nm, så oppløsningsgrensen for optisk mikroskop er 200nm (0,2 mikron). Objekter mindre enn 0,2 mikron vil ikke løses opp av et optisk mikroskop, akkurat som den taktile oppløsningen til en menneskelig hånd ikke kan overstige den lille avstanden mellom taktile celler.
Mens forstørrelse er et subjektivt utsagn, definert som forholdet mellom størrelsen på et objekt sett av det menneskelige øyet og dets faktiske størrelse i en avstand på 25 cm i vanlig syn, er 0.2 mikron oppløsningen til et optisk mikroskop tilsvarende en forstørrelse på 1500 til 2000 ganger, noe som er nok til å tillate oss å se strukturen til gjennomsnittscellen klart.
Hvis vi bruker elektromagnetiske bølger med kortere bølgelengder, kan vi oppnå større forstørrelse, men dette er utenfor bølgelengdeområdet til synlig lys; i 1931 oppfant den britiske fysikeren Luska elektronmikroskopet, i henhold til prinsippet om bølge-partikkel-dualitet har elektronstrålen en kortere bølgelengde av De Bruyne-bølgen, slik at den kan oppnå en mindre oppløsning.
Akselerasjonsspenningen til elektronet og dets egen bølgelengde tilsvarer, når spenningen i 100 kilovolt, er bølgelengden til elektronstrålen omtrent 0,004 nm (den faktiske oppløsningen kan bare nå 0,2 nm) , er også mye mindre enn bølgelengden til synlig lys, så oppløsningsgrensen til elektronmikroskopet er langt mer enn det optiske mikroskopet, det store kan realisere forstørrelseshastigheten på 3 millioner ganger, kan skille viruset, mitokondriene, DNA og andre små gjenstander.
