光學顯微鏡理論最大放大倍數是多少?

2020-12-15 星辰大海路上的種花家

光學顯微鏡理論上最大放大倍數是多少?

光學顯微鏡並沒有什麼理論最大倍率,但有一個理論極限解析度,到了這個放大倍數時,再增加放大倍數或者再增加亮度,都看不清細節了!這個極限解析度就是可見光波長的一半!

可見光波長範圍:400-760nm

顯微鏡極限分辨:200-360nm

1000納米(nm)=1微米(um)

因此理論極限解析度為0.2um-0.36um

對應的放大倍率是多少呢,大約為1000-1500倍!

但以上只是理論值,忽略了器材的不同光學性能下的理論計算值,而實際上會受到很多因素影響!

極限解析度計算公式:σ=λ/NA

σ為最小分辨距離;

λ為光線的波長

NA為物鏡的數值孔徑

那麼其中有關的為觀測光源的波長,以及物鏡的物鏡孔徑,物鏡越大則相對解析度越高,但並不能無限提高,還會受如下因素影響!

1、使用環境的光線,比如簡易顯微鏡使用自然光反射凹面鏡

2、光學顯微鏡的物鏡口徑

3、光學顯微鏡的物鏡材質

4、光學顯微鏡內部消光處理

5、光學顯微鏡物鏡材質

6、體視顯微鏡的稜鏡材質

以上每一個因素都會影響到顯微鏡的解析度,一臺上等顯微鏡是綜合了多方因素後的一個結果!

當然決定顯微鏡解析度的最大影響的因素是光源的波長!

而電磁波段從低頻到伽瑪射線,可見光只是中間那一小截,我們要增加解析度,必須要提高光源的頻率,但很可惜肉眼對於紫色光波段以上就無法感知了,但這完全沒有問題,比如CCD的感知範圍就比肉眼廣多了!

1、X射線顯微鏡,使用的是比可見光波長更短的X射線,波長在在0.001~10納米,這比可見光的550nm參考值增加了不少吧

當然X射線在光學玻璃上和一般物質的折射率均接近1,因此這種就不屬於光學製品範圍啦,必須要使用波帶片來對X光進行折射!

2、電子顯微鏡,1931年英國物理學家盧斯卡發明了電子顯微鏡!電子的加速電壓與波長對應,當然加速電壓為100千伏時,對應的波長為0.004nm,似乎可以這樣簡單的認為,在一定範圍內,電子束的波長可以由加速電壓來決定,電子顯微鏡也達到了光學顯微鏡無法企及的300萬倍

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