ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का सीमित रिज़ोल्यूशन क्या है?
स्काईलैब्स ने वास्तव में अपने पिछले लेख "क्या हम ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप से परमाणुओं का निरीक्षण कर सकते हैं?" में इस तथ्य के बारे में बात की है कि हम ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप से परमाणुओं का निरीक्षण नहीं कर सकते हैं। पिछले लेख "क्या हम ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप से परमाणुओं का निरीक्षण कर सकते हैं?" में, स्काईलैब्स ने इस तथ्य के बारे में बात की थी कि हम परमाणु स्तर पर वस्तुओं का निरीक्षण करने के लिए ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग नहीं कर सकते हैं। आज, इस अंक में, हम यह बताना चाहेंगे कि ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की रिज़ॉल्यूशन सीमा क्या है?
वास्तव में, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की रिज़ॉल्यूशन सीमा के प्रश्न का उत्तर जर्मन भौतिक विज्ञानी एब्बे ने 1873 में दिया था। एब्बे ने गणना और निगमन के माध्यम से ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की रिज़ॉल्यूशन सीमा सूत्र की खोज की, और इस सूत्र द्वारा गणना की गई सीमा को एब्बे की सीमा भी कहा जाता है।
ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप में इस्तेमाल किए जाने वाले ऐपिस और ऑब्जेक्टिव लेंस वास्तव में उत्तल लेंस होते हैं, और उत्तल लेंस से गुजरने वाला प्रकाश एक एरी स्पॉट बनाता है, और एक बिंदु जिसे हम माइक्रोस्कोप के माध्यम से देखते हैं, वास्तव में प्रकाश का एक स्पॉट है। यदि देखे जाने वाले दो बिंदु बहुत दूर हैं, तो भी हम उन्हें अलग-अलग पहचान सकते हैं। लेकिन अगर दो बिंदु एक-दूसरे के बहुत करीब हैं, इतने करीब कि वे जो दो एरी स्पॉट बनाते हैं वे ओवरलैप होते हैं, तो हम यह नहीं बता सकते कि वे दो बिंदु हैं या नहीं, और हम केवल एक धुंधला द्रव्यमान देख सकते हैं। इसलिए एरी स्पॉट का आकार वास्तव में माइक्रोस्कोप की रिज़ॉल्यूशन सीमा निर्धारित करता है। सीमित स्थान के कारण, तियानज़ोंग जून ने यहाँ व्युत्पन्न प्रक्रिया को अलग रखा और ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के रिज़ॉल्यूशन के लिए एक सूत्र दिया:
δ=0.61λ/(nSin )
δ: रिज़ॉल्यूशन λ: तरंग दैर्ध्य n: अपवर्तनांक : एपर्चर कोण
यह सूत्र और फिर एक सरल रूपांतरण के बाद लगभग 1/2 λ के बराबर है, अर्थात तरंगदैर्घ्य का आधा हिस्सा वास्तव में ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप रिज़ॉल्यूशन की सीमा है, जिसे बाद में "एब्बे सीमा" के रूप में परिभाषित किया गया।
दृश्य प्रकाश में बैंगनी प्रकाश की सबसे छोटी तरंगदैर्घ्य लगभग 400 नैनोमीटर होती है, एब्बे सीमा लगभग 200 नैनोमीटर होती है। यानी अगर दो बिंदुओं के बीच की दूरी 200 नैनोमीटर या उससे कम हो जाए, तो ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप इन दो बिंदुओं में अंतर नहीं कर पाएगा, जो ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की रिज़ॉल्यूशन सीमा है।
