Hvad er den teoretisk begrænsende forstørrelse af et optisk mikroskop?
Opløsningsgrænsen for et optisk mikroskop er omkring 0.2 mikrometer, hvilket svarer til en forstørrelse på 1500 til 2000 gange; for at opnå større forstørrelse anvendes et elektronmikroskop eller tunneling scanning mikroskop.
Forstørrelseslinser kan omfokusere lys for at opnå forstørrelse ved at bruge en kombination af forstørrelseslinser til at opnå optiske mikroskoper; grænsen for optiske mikroskoper er begrænset af bølgelængde, og ubegrænset forstørrelse er ikke mulig.
Generelt er opløsningsgrænsen for optisk mikroskop med fast bølgelængde halvdelen af lysets bølgelængde, og bølgelængden af synligt lys er mellem 400~760 nm, så opløsningsgrænsen for optisk mikroskop er 200 nm (0,2 mikron). Objekter mindre end 0,2 mikron vil ikke blive opløst af et optisk mikroskop, ligesom den taktile opløsning af en menneskehånd ikke kan overstige den lille afstand mellem taktile celler.
Mens forstørrelse er et subjektivt udsagn, defineret som forholdet mellem størrelsen af et objekt set af det menneskelige øje og dets faktiske størrelse i en afstand på 25 cm i almindeligt syn, er 0.2 mikron opløsningen af et optisk mikroskop svarende til en forstørrelse på 1500 til 2000 gange, hvilket er nok til at vi kan se strukturen af den gennemsnitlige celle klart.
Hvis vi bruger elektromagnetiske bølger med kortere bølgelængder, kan vi opnå større forstørrelse, men dette er uden for bølgelængdeområdet for synligt lys; i 1931 opfandt den britiske fysiker Luska elektronmikroskopet, ifølge princippet om bølge-partikel dualitet har elektronstrålen en kortere bølgelængde af De Bruyne-bølgen, så den kan opnå en mindre opløsning.
Den accelererende spænding af elektronen og dens egen bølgelængde svarer til, når spændingen i 100 kilovolt, bølgelængden af elektronstrålen er omkring 0,004nm (den faktiske opløsning kan kun nå 0,2nm) , er også meget mindre end bølgelængden af synligt lys, så opløsningsgrænsen for elektronmikroskopet er langt mere end det optiske mikroskop, det store kan realisere forstørrelseshastigheden på 3 millioner gange, kan skelne virussen, mitokondrierne, DNA og andre små genstande.
