光学显微镜理论上的极限放大倍数是多少?
光学显微镜的分辨率极限约为0.2微米,相当于放大1500~2000倍;如果要获得更大的放大倍数,则必须使用电子显微镜或隧道扫描显微镜。 放大镜可以重新聚焦光线,达到放大效果。结合放大镜可得到光学显微镜;光学显微镜的极限受波长的限制,不可能无限放大。 一般固定波长的光学显微镜的分辨率极限是光波长的一半,可见光波长在400~760nm之间,所以光学显微镜的分辨率极限是200nm(0.2微米)。光学显微镜无法分辨小于0.2微米的物体,就像人手的触觉分辨率一样,不能超过触觉细胞之间的小距离。 放大倍数是一个主观的论点。定义为在明视距离为25cm时,人眼所见物体的尺寸与实际尺寸的比值。光学显微镜的分辨率为0.2微米,相当于放大1500~2000倍,足以让我们看清普通细胞的结构。 如果我们使用波长更短的电磁波,我们可以实现更大的放大倍数,但这超出了可见光的波长范围; 1931年,英国物理学家卢卡发明了电子显微镜,根据波粒二象性原理,电子束具有较短的德布罗意波波长,因此可以达到较小的分辨率。 电子的加速电压与其自身的波长相对应。当电压为100 kV时,电子束的波长约为0.004nm(实际分辨率只能达到0.2nm),远小于可见光的波长,因此电子显微镜的分辨率极限远超越光学显微镜,可实现300万倍放大,可分辨病毒、线粒体、DNA等微小物体。
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