Aký je teoretický limit zväčšenia pre optický mikroskop?
Limit rozlíšenia optického mikroskopu je približne 0,2 mikrónov, čo zodpovedá 1500 až 2000-násobnému zväčšeniu; na dosiahnutie väčšieho zväčšenia je potrebné použiť elektrónový mikroskop alebo tunelový rastrovací mikroskop.
Zväčšovacie sklo môže preostriť svetlo, aby sa dosiahol efekt zväčšenia, a kombináciou lupy možno získať optický mikroskop; limit optického mikroskopu je obmedzený vlnovou dĺžkou a nie je možné ho donekonečna zväčšovať.
Vo všeobecnosti je limit rozlíšenia optického mikroskopu pri pevnej vlnovej dĺžke polovica vlnovej dĺžky svetla a vlnová dĺžka viditeľného svetla je medzi 400 a 760 nm, takže limit rozlíšenia je optický mikroskop je 200 nm (0,2 mikrónu). Objekty menšie ako 0,2 mikrónu nedokáže optický mikroskop rozlíšiť, rovnako ako hmatové rozlíšenie ľudskej ruky nemôže presiahnuť malú vzdialenosť medzi hmatovými bunkami.
Zväčšenie je subjektívny údaj. Je definovaná ako pomer veľkosti objektu videného ľudským okom k skutočnej veľkosti, keď je fotopická vzdialenosť 25 cm. Rozlíšenie optického mikroskopu 0,2 mikrónov je ekvivalentné zväčšeniu 1500~2000-násobku, čo nám stačí na to, aby sme videli Pochopiť štruktúru všeobecných buniek.
Väčšie zväčšenie možno dosiahnuť, ak použijeme elektromagnetické vlny s kratšími vlnovými dĺžkami, ale to je mimo rozsahu vlnových dĺžok viditeľného svetla; v roku 1931 britský fyzik Luska vynašiel elektrónový mikroskop, založený na princípe duality vlna-častica, elektrónový lúč má kratšiu de Broglieho vlnovú dĺžku, takže môže dosiahnuť menšie rozlíšenie.
Urýchľovacie napätie elektrónov zodpovedá jeho vlastnej vlnovej dĺžke. Keď je napätie 100 kV, vlnová dĺžka elektrónového lúča je približne 0,004 nm (skutočné rozlíšenie môže dosiahnuť iba 0,2 nm), čo je tiež oveľa menšie ako vlnová dĺžka viditeľného svetla, takže hranica rozlíšenia elektrónového mikroskopu je ďaleko. Ultraoptický mikroskop dokáže dosiahnuť zväčšenie 3 milióny krát a dokáže rozlíšiť drobné objekty, ako sú vírusy, mitochondrie a DNA.
