प्रकाशीय सूक्ष्मदर्शी के विभेदन की सीमा क्या है?

प्रकाशीय सूक्ष्मदर्शी के विभेदन की सीमा क्या है?

स्काईलैब्स ने पहले प्रकाशित किया था "क्या हम ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करके परमाणुओं का निरीक्षण कर सकते हैं?" लेख वास्तव में इस तथ्य के बारे में बात करता है कि हम ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करके परमाणु स्तर की वस्तुओं का निरीक्षण नहीं कर सकते हैं। आज इस अंक में, मैं आपको ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की रिज़ॉल्यूशन सीमा से परिचित कराऊँगा?

दरअसल, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की रिज़ॉल्यूशन सीमा की समस्या का समाधान जर्मन भौतिक विज्ञानी एब्बे ने 1873 में किया था। एब्बे ने गणना और व्युत्पत्ति के माध्यम से ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के रिज़ॉल्यूशन के लिए सीमित सूत्र की खोज की थी। इस सूत्र द्वारा गणना की गई सीमा को एब्बे सीमा भी कहा जाता है।

ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप में इस्तेमाल किए जाने वाले ऐपिस और ऑब्जेक्टिव लेंस वास्तव में उत्तल लेंस होते हैं। जब प्रकाश उत्तल लेंस से होकर गुजरता है, तो एरी डिस्क का निर्माण होता है। माइक्रोस्कोप के माध्यम से हम जो बिंदु देखते हैं, वह वास्तव में एक प्रकाश बिंदु है। यदि जिन दो बिंदुओं को देखा जाना चाहिए वे अपेक्षाकृत दूर हैं, तो भी हम उन्हें अलग-अलग पहचान सकते हैं। लेकिन अगर ये दो बिंदु बहुत, बहुत करीब हैं, इतने करीब कि वे जो दो एरी डिस्क बनाते हैं वे ओवरलैप करते हैं, तो हम यह नहीं बता सकते कि वे दो बिंदु हैं या नहीं, और हम केवल एक गेंद का धुंधलापन देख सकते हैं। इसलिए, एरी डिस्क का आकार वास्तव में माइक्रोस्कोप की रिज़ॉल्यूशन सीमा निर्धारित करता है। सीमित स्थान के कारण, तियान ज़ोंगजुन यहाँ व्युत्पन्न प्रक्रिया को अलग रखता है और एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के रिज़ॉल्यूशन के लिए एक सूत्र देता है, जो इस प्रकार है:

δ=0.61λ/(nSin )

δ: रिज़ॉल्यूशन λ: तरंगदैर्ध्य n: अपवर्तक सूचकांक : एपर्चर कोण

सरल रूपांतरण के बाद, यह सूत्र लगभग 1/2 λ के बराबर है, जिसका अर्थ है कि एक-आधा तरंगदैर्घ्य वास्तव में ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की संकल्प सीमा है। बाद की पीढ़ियों ने इसे "एब्बे सीमा" के रूप में परिभाषित किया।

बैंगनी प्रकाश की तरंगदैर्घ्य, जो दृश्य प्रकाश में सबसे छोटी तरंगदैर्घ्य है, लगभग 400 नैनोमीटर है, और एब्बे सीमा लगभग 200 नैनोमीटर है। यानी, अगर दो बिंदुओं के बीच की दूरी 200 नैनोमीटर से कम हो जाती है, तो ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप से दो बिंदुओं को अलग नहीं किया जा सकता। यह ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की रिज़ॉल्यूशन सीमा है।