光學顯微鏡的分辨率計算可以通過以下公式進行,該公式是顯微鏡分辨率的經典計算公式:
分辨率公式:D = (0.61λ) ÷ (Nsinθ)
其中:
D 代表顯微鏡的分辨率,即能夠分辨出的*小距離。
λ 是入射光的波長。在可見光范圍內,波長通常在400~700納米(nm)之間。例如,使用450nm的藍光作為照明光源時,λ = 450nm。
N 是折射率。這通常是聚光鏡和物鏡之間介質的折射率。對于空氣,N = 1;對于油浸物鏡,N的值會更大,如N = 1.5。
θ 是入射光角度或孔徑角的一半。sinθ的*大值為1,但在實際情況下,θ的值取決于物鏡的數值孔徑(NA)。
數值孔徑(NA):
NA是物鏡的一個重要參數,它決定了顯微鏡的分辨率和對比度。NA的值通常寫在物鏡上,對于空氣鏡,NA值通常在0.05~0.95之間;對于油鏡,NA值可以高達1.4。
分辨率與NA的關系:
分辨率D與NA成反比,即NA值越大,分辨率D越小,表示顯微鏡能夠分辨的*小距離越小,分辨率越高。
舉例說明:
假設使用450nm的藍光作為照明光源,空氣作為介質(N = 1),并且物鏡的NA為0.95(一個非常好的空氣鏡)。那么,根據公式計算出的分辨率D為:
D = (0.61 × 450nm) ÷ (1 × 0.95) ≈ 286nm
這表明,在這些條件下,光學顯微鏡能夠分辨出的*小距離約為286納米。
請注意,上述計算僅作為示例,并且分辨率還受到其他因素的影響,如樣品對光的吸收和散射、物鏡的像差、顯微鏡的調節等。因此,在實際應用中,可能需要通過實驗來確定顯微鏡的實際分辨率。