Hver er takmarkandi upplausn sjón smásjána?
Í fyrri greininni „Getum við fylgst með atómum með sjón smásjá?“ Nefndu Skylabs reyndar að við getum ekki fylgst með atómstig hlutum með sjón smásjá. Í dag í þessu tölublaði mun ég kynna fyrir þér aftur Hver eru upplausnarmörk sjón smásjána?
Reyndar voru upplausnarmörk sjón smásjás leyst af þýskum eðlisfræðingi Abbe árið 1873. Abbe uppgötvaði takmarkaformúluna fyrir upplausn sjón smásjás með útreikningi og afleiðu og takmörkin reiknuð með þessari formúlu eru einnig þekkt sem Abbe mörkin.
Augnstykkið og markmiðið sem notað er í sjón smásjá eru í raun kúpt linsur. Þegar ljós fer í gegnum kúpt linsu framleiðir það loftgóðan blett. Aðalatriðið sem við sjáum í smásjá er í raun léttur blettur. Ef punktarnir tveir sem þarf að fylgjast með eru langt í sundur, getum við samt greint þau. En ef þessi tvö stig eru mjög, mjög nálægt, svo nálægt því að loftgóðu blettirnir tveir sem þeir framleiða skörun, þá getum við ekki greint hvort þeir eru tvö stig og við sjáum aðeins óskýran massa. Þannig að stærð loftgóða blettsins ákvarðar í raun upplausnarmörk smásjásins. Vegna takmarkana á plássi hefur Tian ZonNjun sleppt afleiðuferlinu hér og gefið upp formúlu fyrir upplausn sjón smásjá, sem hér segir:
Δ =0. 61λ/(nsin)
Δ: Upplausn λ: bylgjulengd N: ljósbrotsvísitala: ljósop
Eftir einfalda umbreytingu er þessi formúla um það bil jafnt og 1/2 λ, sem þýðir að hálft bylgjulengd er í raun takmörkin á upplausn ljós smásjá. Síðari kynslóðir skilgreindu það sem „abbe mörk“.
Bylgjulengd fjólubláa ljóssins, sem hefur stystu bylgjulengd í sýnilegu ljósi, er um 400 nanómetrar og Abbe mörkin eru um 200 nanómetrar. Það er að segja, ef fjarlægðin á milli tveggja punkta nær 200 nanómetrum eða minna, getur sjón smásjá ekki greint þessi tvö atriði, sem er upplausnarmörk sjón smásjá.
