光學(xué)顯微鏡理論上最大放大倍數(shù)是多少?
光學(xué)顯微鏡并沒有什么理論最大倍率,但有一個理論極限分辨率,到了這個放大倍數(shù)時,再增加放大倍數(shù)或者再增加亮度,都看不清細(xì)節(jié)了!這個極限分辨率就是可見光波長的一半!
可見光波長范圍:400-760nm
顯微鏡極限分辨:200-360nm
1000納米(nm)=1微米(um)
因此理論極限分辨率為0.2um-0.36um
對應(yīng)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(xué)性能下的理論計算值,而實(shí)際上會受到很多因素影響!
極限分辨率計算公式:σ=λ/NA
σ為最小分辨距離;
λ為光線的波長
NA為物鏡的數(shù)值孔徑
那么其中有關(guān)的為觀測光源的波長,以及物鏡的物鏡孔徑,物鏡越大則相對分辨率越高,但并不能無限提高,還會受如下因素影響!
1、使用環(huán)境的光線,比如簡易顯微鏡使用自然光反射凹面鏡
2、光學(xué)顯微鏡的物鏡口徑
3、光學(xué)顯微鏡的物鏡材質(zhì)
4、光學(xué)顯微鏡內(nèi)部消光處理
5、光學(xué)顯微鏡物鏡材質(zhì)
6、體視顯微鏡的棱鏡材質(zhì)
以上每一個因素都會影響到顯微鏡的分辨率,一臺上等顯微鏡是綜合了多方因素后的一個結(jié)果!
當(dāng)然決定顯微鏡分辨率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,我們要增加分辨率,必須要提高光源的頻率,但很可惜肉眼對于紫色光波段以上就無法感知了,但這完全沒有問題,比如CCD的感知范圍就比肉眼廣多了!
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(dāng)然X射線在光學(xué)玻璃上和一般物質(zhì)的折射率均接近1,因此這種就不屬于光學(xué)制品范圍啦,必須要使用波帶片來對X光進(jìn)行折射!
2、電子顯微鏡,1931年英國物理學(xué)家盧斯卡發(fā)明了電子顯微鏡!電子的加速電壓與波長對應(yīng),當(dāng)然加速電壓為100千伏時,對應(yīng)的波長為0.004nm,似乎可以這樣簡單的認(rèn)為,在一定范圍內(nèi),電子束的波長可以由加速電壓來決定,電子顯微鏡也達(dá)到了光學(xué)顯微鏡無法企及的300萬倍
電子顯微鏡結(jié)構(gòu)
掃描電子顯微鏡下的劃分顆粒
掃描電子顯微鏡下放大9000倍的空氣照片