自从有了光学显微镜,人们看到了过去看不到的许多微小生物和构成生物的基本单元——细胞。但是光学显微镜受衍射极限的限制,分辨率只能在200纳米到300纳米之间,从图1生物体对应的尺寸大小中可以看出,这个限制使得许多生物体信息无法被获取。
二、阿贝判据(Abbe Criterion)
阿贝判据是一种常用的分辨率判定标准,最早是由1873年恩斯特·卡尔·阿贝基于“Airy斑”原理提出的,定义了只有当零级和一级衍射都能通过物镜时,才能分辨出相距为d的两个特征。这一判定标准尤其适用于显微镜等高倍率成像系统。
根据阿贝判据理论,两个点光源的最小可分辨距离d为:d=λ/2nsinθ,其中,λ是光波长,n是样品与显微物镜之间介质的折射率,θ是显微物镜的孔径角。这一经典的公式也被刻于阿贝墓碑上。
阿贝是首位定义数值孔径术语的科学家。阿贝判据强调了数值孔径的重要性,NA=nsinθ,θ表明高数值孔径的物镜可以提高分辨率。
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