ما هو الحد الأقصى لدقة المجهر الضوئي؟
نشرت SKYLABS سابقًا "هل يمكننا استخدام المجاهر الضوئية لمراقبة الذرات؟" صريح يتحدث المقال في الواقع عن حقيقة أننا لا نستطيع مراقبة الأجسام ذات المستوى الذري باستخدام المجاهر الضوئية. واليوم في هذا العدد سأقدم لكم ما هو الحد الأقصى لدقة المجاهر الضوئية؟
في الواقع، تم حل مشكلة حد دقة المجاهر الضوئية على يد الفيزيائي الألماني آبي في عام 1873. اكتشف آبي الصيغة المحددة لدقة المجاهر الضوئية من خلال الحساب والاشتقاق. ويسمى الحد المحسوب بهذه الصيغة أيضًا حد آبي.
العدسات العينية والعدسات الشيئية المستخدمة في المجاهر الضوئية هي في الواقع عدسات محدبة. عندما يمر الضوء عبر العدسات المحدبة، يتم إنتاج أقراص هوائية. النقطة التي نراها من خلال المجهر هي في الواقع نقطة ضوئية. إذا كانت النقطتان اللتان يجب مراعاتهما متباعدتين نسبيًا، فلا يزال بإمكاننا التمييز بينهما. لكن إذا كانت هاتان النقطتان قريبتان جدًا جدًا، قريبتان جدًا بحيث يتداخل القرصان الهوائيان اللذان ينتجانهما، فلا يمكننا معرفة ما إذا كانتا نقطتين، ولا يمكننا سوى رؤية ضبابية. من الكرة. ولذلك، فإن حجم القرص الهوائي يحدد في الواقع حد دقة المجهر. نظرًا للمساحة المحدودة، وضع Tian Zongjun عملية الاشتقاق جانبًا هنا وأعطى صيغة لتحليل المجهر الضوئي، على النحو التالي:
δ=0.61lect/(نسين )
δ: الاستبانة : الطول الموجي n: معامل الانكسار: زاوية الفتحة
بعد التحويل البسيط، تساوي هذه الصيغة تقريبًا 1/2 lect، مما يعني أن نصف الطول الموجي هو في الواقع الحد الأقصى لدقة المجهر الضوئي. عرفته الأجيال اللاحقة بأنه "حدود آبي".
يبلغ الطول الموجي للضوء البنفسجي، وهو أقصر طول موجي في الضوء المرئي، حوالي 400 نانومتر، وحد آبي حوالي 200 نانومتر. أي أنه إذا كانت المسافة بين نقطتين أقل من 200 نانومتر، فلا يمكن تمييز النقطتين بالمجهر الضوئي. هذا هو الحد الأقصى لدقة المجهر الضوئي.
