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光学显微镜理论上的极限放大倍数是多少?
点击次数:243 发布时间:2020-01-13

光学显微镜的分辨极限大约是0.2微米,相当于放大倍数1500~2000倍;要想实现更大的放大倍数,就得使用电子显微镜或者隧道扫描显微镜。

放大镜可以使光线重新聚焦,从而实现放大效果,使用放大镜的组合可以得到光学显微镜;光学显微镜的极限受波长限制,不可能无限放大。

一般地,固定波长的光学显微镜分辨极限,是光线波长的一半,可见光波长400~760nm之间,所以光学显微镜的分辨极限就是200nm(0.2微米)。小于0.2微米的物体,光学显微镜将无法分辨,就好比人手的触感分辨率,不能超过触感细胞之间的最小距离一样。

而放大倍数是主观的说法,定义为明视距离25cm时,人眼看到的物体大小和实际大小的比值,光学显微镜0.2微米的分辨率,相当于放大倍数1500~2000倍,这足够让我们看清楚一般细胞的结构。

如果我们使用波长更短的电磁波,可以实现更大的放大倍数,但是这已经超出了可见光的波长范围;在1931年,英国物理学家卢斯卡发明了电子显微镜,根据波粒二象性原理,电子束具有更短的德布罗意波波长,所以能实现更小的分辨率。

电子的加速电压和自身波长对应,当电压在100千伏时,电子束波长大约是0.004nm(实际分辨率只能达到0.2nm),也远远小于可见光的波长,所以电子显微镜的分辨极限远超光学显微镜,最大可以实现300万倍的放大倍率,可以分辨病毒、线粒体、DNA等微小物体。

 
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