ما هو القرار المحدد للمجهر الضوئي؟
لقد تحدثت SKYLABS بالفعل عن حقيقة أننا لا نستطيع مراقبة الذرات بالمجهر الضوئي في مقالتها السابقة "هل يمكننا مراقبة الذرات بالمجهر الضوئي؟". في المقال السابق "هل يمكننا مراقبة الذرات بالمجهر الضوئي؟"، تحدثت سكاي لابس عن حقيقة أننا لا نستطيع استخدام المجاهر الضوئية لمراقبة الأجسام على المستوى الذري. اليوم، في هذا العدد، نود أن نقدم ما هو الحد الأقصى لدقة المجهر الضوئي؟
في الواقع، تمت الإجابة على سؤال حد دقة المجهر الضوئي من قبل الفيزيائي الألماني آبي في عام 1873. اكتشف آبي صيغة حد دقة المجهر الضوئي من خلال الحساب والخصم، ويسمى الحد المحسوب بهذه الصيغة أيضًا حد آبي.
العدسات العينية والعدسات الشيئية المستخدمة في المجاهر الضوئية هي في الواقع عدسات محدبة، والضوء الذي يمر عبر عدسة محدبة ينتج عنه بقعة هوائية، والنقطة التي نراها من خلال المجهر هي في الواقع بقعة ضوء. فإذا كانت النقطتان اللتان يجب مراعاتهما بعيدتين، فلا يزال بإمكاننا التمييز بينهما. لكن إذا كانت النقطتان قريبتان جدًا جدًا من بعضهما، قريبتان جدًا لدرجة أن البقعتين الهوائيتين اللتين تنتجانهما تتداخلان، عندها لا يمكننا معرفة ما إذا كانتا نقطتين أم لا، ولا يمكننا سوى رؤية كتلة ضبابية. لذا فإن حجم البقعة الهوائية يحدد في الواقع حد دقة المجهر. نظرًا للمساحة المحدودة، وضع Tianzhong Jun هنا عملية الاشتقاق جانبًا وقدم صيغة لتحليل المجهر الضوئي على النحو التالي:
δ=0.61lect/(نسين )
δ: الاستبانة : الطول الموجي n: معامل الانكسار: زاوية الفتحة
هذه الصيغة ثم بعد تحويل بسيط تساوي حوالي 1/2 lect، أي أن نصف الطول الموجي هو في الواقع الحد الأقصى لدقة المجهر الضوئي، والذي تم تعريفه لاحقًا باسم "حد آبي".
أقصر طول موجي للضوء البنفسجي في الضوء المرئي هو حوالي 400 نانومتر، وحد آبي هو حوالي 200 نانومتر. أي أنه إذا وصلت المسافة بين نقطتين إلى 200 نانومتر أو أقل، فلن يتمكن المجهر الضوئي من تمييز هاتين النقطتين، وهو الحد الأقصى لدقة المجهر الضوئي.
