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提到了各式各样的显微镜。其中,光学显微镜是偶的兴趣方向。开学第一天,老板就跟我们扯了“突破”衍射极限。摘抄下列字句,希望以后可以有所深入。:(科学家需要考试吗?需要吗?呜~偶不是科学家)
单式显微镜的放大本领只能依靠一颗“小扁豆”来实现,要想让镜片放大率增大,镜片焦距必须很短,扁豆必须很小,
有他才能做出直径为2-4毫米、放大率100-300倍的镜片,能分辨出一丁点桔子皮上1µm大的细节。……在当年众人都以为列文虎克没日没夜磨镜片时,他只是取了一根细玻璃,把中部在火焰上烤软了,两头一拉拉成两半,再将拉出的细长一端倾斜着放在火上烤化,这个时候在细尖端便会逐渐凝出一小滴“小扁豆”,如同你把冰棍头朝下凝出一滴水一样,这便是他的镜片了。
而放大倍数也已达到了理论的极限,因为不论镜片弧度多么精准无误,透镜组合多么完美,显微镜分辨率最多也只能达到光波长的一半——自然光的平均波长为0.55µm,所以分辨率能达到0.275 µm,最好的光学显微镜能把物体放大2000倍,这是细菌的量级。要想继续看小下去,必需质的飞跃。
光学显微镜的分辨率就被套上了极限枷锁。即使透镜组合被制作得无可挑剔,分辨率最多也只能达到光波长的一半。自然光的平均波长为0.55µm,这就是为什么光学显微镜最多只能分辨0.275 µm的细节。
若想继续用可见光做显微镜的光源,必须缩短它们的波长,唯一的办法是让光跑得更快
电子的速度能被电场加到特别大,以至波长缩到光子的1/100000。——这里存在疑问,为何速度快了,波长短?
今日,一般电镜分辨率已达1纳米,能将物体放大200万倍,如果再让电子疯狂加速,加上软件的帮忙,不到1埃(=0.1纳米)的原子也能分辨清楚;
回复里面的:
人可以分辨到0.2mm,光学显微镜0.2µm,电子显微镜0.2nm。
补充一下,现在可见光波段已经可以绕过衍射极限实现十分之一波长,几十nm的分辨率了,比如sted,受激辐射光致漂白荧光显微镜技术。还有好几种方法都可以实现,只是主要还是科研上使用的多,条件比较苛刻:)
而用x射线做显微成像,实验上能达到15nm,不过更困难一点
要看到越小的物体,所需要的”放大镜”倍数要越大,放大镜本身也越大,要看到质子,中子,就需要加速器,对撞机了,要”看到”超弦这么小的物体,可能就需要银河系大小的加速器.当然,我们的宇宙本身就是一个巨大的放大镜,它把宇宙极早期的物质形态”放大”,通过星系结构,微波背景辐射而保留下来。
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GMT+8, 2024-4-20 07:55
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