電子顕微鏡が光学顕微鏡よりもはるかに高い解像度を提供する理由
電子顕微鏡は電子線を使用し、光学顕微鏡は可視光を使用しますが、電子線の波長は可視光の波長よりも短いため、電子顕微鏡の解像度は光学顕微鏡の解像度よりもはるかに高くなります。
顕微鏡の解像度は、サンプルを通過する電子ビームの入射角と波長に関係しています。
可視光の波長は約 {{{0}} nm ですが、電子ビームの波長は加速電圧に関係しています。波動粒子二重性の原理によれば、高速電子の波長は可視光の波長よりも短く、顕微鏡の解像度は使用する波長によって制限されるため、電子顕微鏡の解像度 (0.2 ナノメートル) は光学顕微鏡の解像度 (200 ナノメートル) よりもはるかに高くなります。
電子顕微鏡技術の応用は、解像度が {{0}}.2 μm の光学顕微鏡と、解像度が 0.2 nm の透過型電子顕微鏡に基づいています。つまり、透過型電子顕微鏡は光学顕微鏡に基づいて 1,000 倍に拡大されています。
顕微鏡の解像度を上げる方法
顕微鏡の解像度とは、顕微鏡で識別できる 2 つの物体点間の最小距離を明確に区別する能力です。
これはσ=λ/NAという式で計算されます。
ここで、σ は解像度、λ は光の波長、NA は対物レンズの開口数です (NA=nsina/2,n は媒体の屈折率、a は開口角、つまりサンプル対対物レンズの開口角です)。対物レンズの解像度は対物レンズの NA 値と照明光源の波長によって決まり、NA 値が大きいほど照明光の波長が短くなり、σ 値が小さいほど解像度が高くなることがわかります。
解像度を向上させる、すなわちσ値を下げるには、以下の対策を講じることができる。
（１）波長λを短くし、短波長光源を使用する。
（２）媒体のn値を大きくしてNA値（NA=nsina/2）を大きくする。
（３）開口角αを大きくしてNA値を大きくする。
（4）明暗のコントラストを高める。
