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光學(xué)顯微鏡的分辨率怎么計(jì)算才是正確的?

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光學(xué)顯微鏡的分辨率計(jì)算可以通過以下公式進(jìn)行,該公式是顯微鏡分辨率的經(jīng)典計(jì)算公式:

分辨率公式:D = (0.61λ) ÷ (Nsinθ)

其中:

D 代表顯微鏡的分辨率,即能夠分辨出的*小距離。

λ 是入射光的波長(zhǎng)。在可見光范圍內(nèi),波長(zhǎng)通常在400~700納米(nm)之間。例如,使用450nm的藍(lán)光作為照明光源時(shí),λ = 450nm。

N 是折射率。這通常是聚光鏡和物鏡之間介質(zhì)的折射率。對(duì)于空氣,N = 1;對(duì)于油浸物鏡,N的值會(huì)更大,如N = 1.5。

θ 是入射光角度或孔徑角的一半。sinθ的*大值為1,但在實(shí)際情況下,θ的值取決于物鏡的數(shù)值孔徑(NA)。

數(shù)值孔徑(NA):

NA是物鏡的一個(gè)重要參數(shù),它決定了顯微鏡的分辨率和對(duì)比度。NA的值通常寫在物鏡上,對(duì)于空氣鏡,NA值通常在0.05~0.95之間;對(duì)于油鏡,NA值可以高達(dá)1.4。

分辨率與NA的關(guān)系:

分辨率D與NA成反比,即NA值越大,分辨率D越小,表示顯微鏡能夠分辨的*小距離越小,分辨率越高。

舉例說明:

假設(shè)使用450nm的藍(lán)光作為照明光源,空氣作為介質(zhì)(N = 1),并且物鏡的NA為0.95(一個(gè)非常好的空氣鏡)。那么,根據(jù)公式計(jì)算出的分辨率D為:

D = (0.61 × 450nm) ÷ (1 × 0.95) ≈ 286nm

這表明,在這些條件下,光學(xué)顯微鏡能夠分辨出的*小距離約為286納米。

請(qǐng)注意,上述計(jì)算僅作為示例,并且分辨率還受到其他因素的影響,如樣品對(duì)光的吸收和散射、物鏡的像差、顯微鏡的調(diào)節(jié)等。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,可能需要通過實(shí)驗(yàn)來確定顯微鏡的實(shí)際分辨率。