光學顯微鏡的分辨率極限有多大

天縱檢測（SKYLABS）在之前的《我們是否可使用光學顯微鏡觀測到原子了？》文章中其實談到了我們是無法使用光學顯微鏡觀察到原子級別的物體的。今天在本期中，再給您介紹一下光學顯微鏡的分辨率極限到底是多少？

其實光學顯微鏡的分辨率極限問題在1873年就被德國物理學家阿貝所解答了。阿貝通過計算推導發現了光學顯微鏡分辨率的極限公式，這個公式所計算出的極限也被叫做阿貝極限。

光學顯微鏡所用的目鏡和物鏡其實就是凸透鏡，光線透過凸透鏡就會產生艾里斑，我們通過顯微鏡所看到的一個點，其實就是一個光斑。如果需要觀察的兩個點離得比較遠，我們還能分辨得出。但是如果這兩個點離得非常非常的近，近到它們所產生的兩個艾里斑重疊在了一起，則我們就分不清這是否是兩個點了，而我們只能看到模糊的一團。所以艾里斑的尺寸其實決定了顯微鏡的分辨極限。由于篇幅有限，天縱君這里拋開了推導過程，給出了一個光學顯微鏡分辨率的公式，如下：

δ=0.61λ/(nSinα)

δ：分辨率 λ：波長 n：折射率 α：孔徑角

這個公式再經過簡單換算后其約等于1/2個λ，也就是說二分之一個波長其實就是光學顯微鏡分辨的極限了，后人定義它為“阿貝極限”。

在可見光中波長最短的紫光的波長大約是400納米，阿貝極限也就是大約200納米。這就是說，如果兩個點的距離達到200納米以下則用光學顯微鏡就分辨不出這兩個點了，這也就是光學顯微鏡的分辨率極限了。