Beth yw datrysiad cyfyngol microsgopau optegol?
Yn yr erthygl flaenorol "A allwn ni arsylwi atomau â microsgop optegol?", Soniodd Skylabs mewn gwirionedd na allwn arsylwi gwrthrychau lefel atomig â microsgop optegol. Heddiw yn y rhifyn hwn, byddaf yn cyflwyno i chi eto beth yw terfyn datrys microsgopau optegol?
Mewn gwirionedd, datryswyd terfyn datrys microsgopau optegol gan ffisegydd yr Almaen ABBE ym 1873. Darganfu Abbe y fformiwla terfyn ar gyfer datrys microsgopau optegol trwy gyfrifo a deillio, a gelwir y terfyn a gyfrifir gan y fformiwla hon hefyd yn derfyn ABBE.
Mae'r sylladur a'r amcan a ddefnyddir mewn microsgopau optegol mewn gwirionedd yn lensys convex. Pan fydd golau yn mynd trwy lens amgrwm, mae'n cynhyrchu man awyrog. Mae'r pwynt a welwn trwy'r microsgop mewn gwirionedd yn fan ysgafn. Os yw'r ddau bwynt y mae angen eu harsylwi yn bell oddi wrth ei gilydd, gallwn eu gwahaniaethu o hyd. Ond os yw'r ddau bwynt hyn yn agos iawn, iawn, mor agos nes bod y ddau smotyn awyrog y maent yn eu cynhyrchu yn gorgyffwrdd, yna ni allwn wahaniaethu a ydynt yn ddau bwynt, a dim ond màs aneglur y gallwn eu gweld. Felly mae maint y man awyrog mewn gwirionedd yn pennu terfyn datrys y microsgop. Oherwydd cyfyngiadau gofod, mae Tian Zongjun wedi hepgor y broses ddeillio yma ac wedi darparu fformiwla ar gyfer datrys microsgop optegol, fel a ganlyn:
Δ =0. 61λ/(nsin)
δ: Penderfyniad λ: tonfedd n: mynegai plygiannol: ongl agorfa
Ar ôl trosi syml, mae'r fformiwla hon bron yn hafal i 1/2 λ, sy'n golygu mai hanner tonfedd yw terfyn datrysiad microsgop optegol mewn gwirionedd. Roedd cenedlaethau diweddarach yn ei ddiffinio fel y "terfyn abbe".
Mae tonfedd y golau porffor, sydd â'r donfedd fyrraf mewn golau gweladwy, tua 400 nanometr, ac mae'r terfyn abbe tua 200 nanometr. Hynny yw, os yw'r pellter rhwng dau bwynt yn cyrraedd 200 nanometr neu lai, ni all microsgop optegol wahaniaethu rhwng y ddau bwynt hyn, sef terfyn datrys microsgop optegol.
