從光學顯微鏡到電子顯微鏡的發展歷程: 當光學顯微鏡達到了分辨本領的極限時,為了達到滿足人們觀測微觀世界的渴望時,促成了電子顯微鏡的發明。觀測微小物體的歷史,是從擴大鏡開始的,然后進入顯微鏡時代。
光學顯微鏡的構思是:直接觀測物體擴大后的像,以代替用擴大鏡觀測物體本身。因此需要有兩塊透鏡組合起來。
**塊透鏡,產生物體的擴大像,稱為物像;**塊透鏡,采用與**塊同類型的擴大鏡,去看**塊透鏡擴大后的像,稱為目鏡。光學顯微鏡的進步,正在于這二塊透鏡的組合。由于映入人眼的物體像是這二塊透鏡擴大率之積,因而大幅度提高了擴大能力。但如果想提高擴大率,就需要增加透鏡的數目,那麼,將會遇到擴大后像的畸變、彎曲、…….等稱為像差問題。
完全消除像差辦不到,但依靠近代的技術水平有可能使像差保持到很小的值。例如,現代較好的光學顯微鏡可達到1000—1500倍。但這個擴大率已是光學顯微鏡擴大本領的極限。這個結論是埃貝、海侖霍爾茨等人在十九世紀中葉通過研究而獲得的。
埃貝等從理論證明:光學顯微鏡 分辨本領界限的因素是——光線的波長,因為光學顯微鏡是利用光線來看物體的,為了要看到物體,物體的尺寸必須大于光的波長,這就是光學顯微鏡所以會有極限的原因,也稱為光的衍射效應的影響,是無法克服的極限,這個極限在200毫微米左右。
說明:首先:人眼分辨本領大致為0.1毫米,即指兩點如分開0.1毫米左右,一般可清晰分辨。有效擴大率=人眼分辨本領值顯微鏡/分辨本領值。
若設顯微鏡分辨本領值為200毫微米(200×10-9),則有效擴大率=0.1×10-3米/200×10-3×10-6米=500倍
通常把前面定義的有效擴大率再提高一至二倍,可使操作更清晰。如擴大1000—1500倍,則分辨本領為0.1毫米的肉眼,觀測0.2—0.3毫米相距的微米粒子徑像會毫不吃力了。