Яка теоретична межа збільшення для оптичного мікроскопа?
Межа роздільної здатності оптичного мікроскопа становить приблизно 0,2 мікрона, що еквівалентно збільшенню від 1500 до 2000 разів; для досягнення більшого збільшення необхідно використовувати електронний мікроскоп або тунельний скануючий мікроскоп.
Збільшувальне скло може перефокусувати світло для досягнення ефекту збільшення, а комбінація збільшувального скла може отримати оптичний мікроскоп; межа оптичного мікроскопа обмежена довжиною хвилі, і її неможливо збільшувати нескінченно.
Загалом межа роздільної здатності оптичного мікроскопа при фіксованій довжині хвилі становить половину довжини хвилі світла, а довжина хвилі видимого світла становить від 400 до 760 нм, тому межа роздільної здатності оптичний мікроскоп становить 200 нм (0,2 мкм). Об’єкти розміром менше 0,2 мкм неможливо розрізнити за допомогою оптичного мікроскопа, так само як тактильна роздільна здатність людської руки не може перевищувати малу відстань між тактильними клітинами.
Збільшення є суб'єктивним твердженням. Він визначається як відношення розміру об’єкта, який бачить людське око, до фактичного розміру, коли фотопічне відстань становить 25 см. Роздільна здатність оптичного мікроскопа 0,2 мкм еквівалентна збільшенню в 1500–2000 разів, чого достатньо для того, щоб ми могли побачити Зрозуміти структуру загальних клітин.
Більшого збільшення можна досягти, якщо ми використовуємо електромагнітні хвилі з меншою довжиною хвилі, але це виходить за межі діапазону довжин хвиль видимого світла; у 1931 році британський фізик Луска винайшов електронний мікроскоп, заснований на принципі подвійності хвиля-частинка, електронний промінь має коротшу довжину хвилі де Бройля, тому він може досягти меншої роздільної здатності.
Прискорювальна напруга електронів відповідає його власній довжині хвилі. Коли напруга становить 100 кВ, довжина хвилі електронного променя становить приблизно 0,004 нм (фактична роздільна здатність може досягати лише 0,2 нм), що також набагато менше, ніж довжина хвилі видимого світла, тому межа роздільної здатності електронного мікроскопа дуже висока. Ультраоптичний мікроскоп може досягати збільшення в 3 мільйони разів і розрізняти крихітні об’єкти, такі як віруси, мітохондрії та ДНК.
