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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 基础物理 » 光学显微镜分辨率
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COLINBOY

铁虫 (小有名气)

[求助] 光学显微镜分辨率

看到光学显微镜的分辨率是受限于可见光的波长，就是说当被观察的物体小于可见光波长1/2时，就无法在被观察到了么？有哪位大侠可以详细解释下，光的波长是如何影响分辨率或观察的么？看到显微镜的分辨距离为d=0.61λ/NA，想问下，这个公式是如何得到的呢？
在这里谢谢各位大侠啊，小弟被这个问题困扰了一个下午了，就是没想通。
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1楼 2012-09-04 16:02:25
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ssawee

新虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
和数值孔径有关
d=0.61λ/NA推到有点复杂看看本科光学教材上有
一般油浸式的镜头NA也只有1.2-1.5

实际显微镜分辨率还要低，因为镜片的色散等等
一般顶多也就1-2um的分辨率
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2楼2012-09-04 19:10:33
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feynman1965

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
COLINBOY: 金币+5, ★★★很有帮助 2012-09-05 10:40:47
COLINBOY: 金币+5, ★★★很有帮助 2012-09-06 16:28:01
光学显微镜的原理是几何光学，当物体很小时，光会衍射，导致模糊！这也是为什么看纳米量级的东西要用电镜，此时利用的是，电子的物质波，波长很小。我个人意见是，你学生物的不用知道这公式怎么来的，知道怎么用就行！大概知道和什么因素有关就行！我学物理的，这公式不看书也推不出来！
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3楼2012-09-04 23:51:41
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delta_koma

铜虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
COLINBOY: 金币+5, ★★★很有帮助 2012-09-06 16:27:01
d=0.61λ/NA这个公式的推导其实很简单，根据瑞利判据得出最小分辨角距离，再结合显微镜成像的原理图，简单的几何关系就转化为线距离了，也就是分辨率了，LZ自己试试，很容易推导的
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我本无意与众不同奈何品位如此出众
4楼2012-09-04 23:58:32
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COLINBOY

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by feynman1965 at 2012-09-04 23:51:41
光学显微镜的原理是几何光学，当物体很小时，光会衍射，导致模糊！这也是为什么看纳米量级的东西要用电镜，此时利用的是，电子的物质波，波长很小。我个人意见是，你学生物的不用知道这公式怎么来的，知道怎么用就行 ...

先谢谢你的回复，但还是想问一下，物体很小的时候的发生衍射，所以光不再沿直线传播，然后无法将照射的物体上的光沿直线反射，所以无法清楚的看到物体么？还是其他的原因？真的很希望把这个问题搞懂，万分感谢。
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5楼2012-09-05 10:36:33
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COLINBOY

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by feynman1965 at 2012-09-04 23:51:41
光学显微镜的原理是几何光学，当物体很小时，光会衍射，导致模糊！这也是为什么看纳米量级的东西要用电镜，此时利用的是，电子的物质波，波长很小。我个人意见是，你学生物的不用知道这公式怎么来的，知道怎么用就行 ...

先谢谢你的回复，但还是想问一下，物体很小的时候的发生衍射，所以光不再沿直线传播，然后无法将照射的物体上的光沿直线反射，所以无法清楚的看到物体么？还是其他的原因？真的很希望把这个问题搞懂，万分感谢。
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6楼2012-09-05 10:37:08
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feynman1965

金虫 (正式写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by COLINBOY at 2012-09-05 10:37:08
先谢谢你的回复，但还是想问一下，物体很小的时候的发生衍射，所以光不再沿直线传播，然后无法将照射的物体上的光沿直线反射，所以无法清楚的看到物体么？还是其他的原因？真的很希望把这个问题搞懂，万分感谢。...

对，你说的对！由于衍射，一个光点经过物体就变成一个光斑了，物理上叫艾里斑。
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7楼2012-09-05 18:30:44
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COLINBOY

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by delta_koma at 2012-09-04 23:58:32
d=0.61λ/NA这个公式的推导其实很简单，根据瑞利判据得出最小分辨角距离，再结合显微镜成像的原理图，简单的几何关系就转化为线距离了，也就是分辨率了，LZ自己试试，很容易推导的

谢谢回复，但我还是不会，可否推荐下那本书上有这个过程，或再稍微详细解释下，小弟基础不好，万分感谢！
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8楼2012-09-06 16:26:50
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feynman1965

金虫 (正式写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by COLINBOY at 2012-09-06 16:26:50
谢谢回复，但我还是不会，可否推荐下那本书上有这个过程，或再稍微详细解释下，小弟基础不好，万分感谢！...

公式不好写，你看书吧！赵凯华 新概念物理《光学》第四章第四节p193
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9楼2012-09-06 18:25:39
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zhaoyuan0426

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

d=0.61λ/NA是光学显微镜分辨本领，这是瑞利准则判据结果，当一个点目标的衍射图样的中央亮斑的峰值正好落在另一个目标衍射图样的第一暗环，这两个点目标被认为是可分辨的。根据衍射计算，中央亮纹到第一暗纹的距离就是d=0.61λ/NA
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10楼2012-09-13 11:20:48
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