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少年科学粉每日一题丨显微镜都变显“纳”镜了,一般的光学显微镜为什么还没淘汰?

移动版    时间:2018-06-19 12:06



撰文/林宫玄

本文选自《知识就是力量》杂志


2014年,瑞典皇家科学院将诺贝尔化学奖颁给了美国霍华德 休斯医学研究所的艾力克 贝吉格(Eric Betzig)、德国马克斯 普朗克生物物理化学研究所的斯 特凡赫勒(Stefan Walter Hell),以及美国斯坦福大学的威廉 莫厄纳(William Esco Moerner)三人,表扬他们将光学显微镜带到纳米世界的贡献。


今天我们就来了解一下显“纳”镜的大概情况以及它为什么不能完全取代一般的光学显微镜。


显微镜的纳米时代

在17世纪光学显微镜发明后,微米(1微米=10-6米)大小的细胞映在人类眼前,开启了微生物学。

1873 年,恩斯特阿贝(Ernst Abbe)证明了光学显微镜的分辨率只能达到光波长的1/2左右,称为阿贝极限。而人类所能看到的光波长在400纳米(1纳米= 10 -9 米)到700纳米左右,因此200纳米或 0.2 微米一直是一般光学显微镜分辨率无法突破的瓶颈。


在光学显微镜发明后的几百年间,微米左右的物体一直是人类所能观察到的最小尺度。直到20世纪初电子显微镜的问世,人类才开始看到纳米大小的物体。但是“显纳镜”这个词并没有被广泛使用。现今,显微镜已不代表是只能看见微米尺度的仪器。显微镜的功用是将微小物体的影像放大,使肉眼能够看见。不过生活用语中的显微镜,仍大多指光学显微镜。


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