光学显微镜并没有什么理论最大倍率,但有一个理论极限分辨率,到了这个放大倍数时,再增加放大倍数或者再增加亮度,都看不清细节了!这个极限分辨率就是可见光波长的一半! 可见光波长范围:400-760nm 显微镜极限分辨:200-360nm 1000纳米(nm)=1微米(um) 因此理论极限分辨率为0.2um-0.36um 对应的放大倍率是多少呢,大约为1000-1500倍! 但以上只是理论值,忽略了器材的不同光学性能下的理论计算值,而实际上会受到很多因素影响! 极限分辨率计算公式:σ=λ/NA σ为最小分辨距离; λ为光线的波长 NA为物镜的数值孔径 那么其中有关的为观测光源的波长,以及物镜的物镜孔径,物镜越大则相对分辨率越高,但并不能无限提高,还会受如下因素影响! 1、使用环境的光线,比如简易显微镜使用自然光反射凹面镜 2、光学显微镜的物镜口径 3、光学显微镜的物镜材质 4、光学显微镜内部消光处理 5、光学显微镜物镜材质 6、体视显微镜的棱镜材质 以上每一个因素都会影响到显微镜的分辨率,一台上等显微镜是综合了多方因素后的一个结果! 当然决定显微镜分辨率的最大影响的因素是光源的波长! 而电磁波段从低频到伽玛射线,可见光只是中间那一小截,我们要增加分辨率,必须要提高光源的频率,但很可惜肉眼对于紫色光波段以上就无法感知了,但这完全没有问题,比如CCD的感知范围就比肉眼广多了! 1、X射线显微镜,使用的是比可见光波长更短的X射线,波长在在0.001~10纳米,这比可见光的550nm参考值增加了不少吧 当然X射线在光学玻璃上和一般物质的折射率均接近1,因此这种就不属于光学制品范围啦,必须要使用波带片来对X光进行折射! 2、电子显微镜,1931年英国物理学家卢斯卡发明了电子显微镜!电子的加速电压与波长对应,当然加速电压为100千伏时,对应的波长为0.004nm,似乎可以这样简单的认为,在一定范围内,电子束的波长可以由加速电压来决定,电子显微镜也达到了光学显微镜无法企及的300万倍 电子显微镜结构 扫描电子显微镜下的划分颗粒 扫描电子显微镜下放大9000倍的空气照片 |
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