光学顕微鏡の解像度の限界は何ですか？
SKYLABS は以前、「光学顕微鏡で原子を観察できるか？」という記事を公開しました。この記事では、光学顕微鏡では原子レベルの物体を観察できないという事実について実際に説明しています。今日この号では、光学顕微鏡の解像度の限界とは何かを紹介します。
実は、光学顕微鏡の解像度の限界の問題は、1873年にドイツの物理学者アッベによって解決されました。アッベは計算と導出を通じて光学顕微鏡の解像度の限界式を発見しました。この式で算出される限界はアッベ限界とも呼ばれます。
光学顕微鏡で使用されている接眼レンズと対物レンズは、実際には凸レンズです。光が凸レンズを通過すると、エアリーディスクが生成されます。顕微鏡で見る点は、実際には光点です。観察する必要がある2つの点が比較的離れている場合は、それらを区別できます。しかし、これらの2つの点が非常に近く、生成される2つのエアリーディスクが重なり合うほど近い場合は、2つの点であるかどうかはわかりません。ぼやけたボールしか見えません。したがって、エアリーディスクのサイズが実際に顕微鏡の解像度の限界を決定します。スペースが限られているため、Tian Zongjunはここでは導出プロセスを脇に置き、次のように光学顕微鏡の解像度の式を示します。
δ=0.61λ/(nSin)
δ: 解像度 λ: 波長 n: 屈折率 : 開口角
単純に換算すると、この式はおよそ 1/2 λ に等しくなります。つまり、波長の半分が実際に光学顕微鏡の解像度の限界であるということです。後世ではこれを「アッベ限界」と定義しました。
可視光線の中で最も波長が短い紫色の光の波長は約400ナノメートルで、アッベ限界は約200ナノメートルです。つまり、2点間の距離が200ナノメートル未満になると、光学顕微鏡では2点を区別できなくなります。これが光学顕微鏡の解像度限界です。
