Роздільна здатність - властивість мікроскопа дава­ти окремо зображення двох, поряд розміщених, світлих точок предмета.

Теорія роздільної здатності мікроскопа була розроблена Е. Аббе, а потім Л. І. Мандельштамом і Д. С. Рождественським. Роздільна здатність мікроскопа зумовлена хвильови­ми властивостями світла і передусім дифракційними явища­ми. Вона визначається роздільною здатністю об'єктива, в який входять промені світла, що дифрагують на структурних деталях предмета, і залежить, таким чином, від апертурного кута і довжини хвилі. Роздільна здатність є характеристикою, яка обернена до межі розрізнення - найменшої відстані між: двома світлими точками предмета, які сприймаються в мікроскопі окремо. Чим менша межа розрізнення, тим вища роздільна здатність оптичного приладу.

В теорії Аббе формула для межі розрізнення має такий вигляд для "сухого" мікроскопа:

При використанні імерсійного об'єктива (тобто у разі, коли між предметом і об'єктивом розміщена рідина з показником заломлення значно збільшується яскравість зображення і роздільна здатність мікроскопа. У цьому випадку формула для межі розрізнення набуває вигляду

(6.12)

Величина називається числовою апертурою. Оцінимо цю величину. Максимальна кутова апертура тоді для сухого об'єктива а для імерсійного якщо Використовуючи світло з до якого найбільш чутливе людське око, отримаємо для межі розрізнення такі значен­ня: для сухого мікроскопа а для імерсійного мікроскопа Не має сенсу нескінченно зменшувати оскільки деталі предмета повинні розрізнятися і оком. Реальне збіль­шення мікроскопа визначається так званим корисним збіль­шенням яке визначається співвідношенням

де - межа розрізнення ока, тобто розмір зображення на сітківці ока предмета, який має величину, що співпадає з межою розрізнення мікроскопа на відстані найкращого зору

Нормальне око розрізняє дві точки, кутові відстані між якими мають порядок 2'- 4', тобто декілька кутових хвилин. Тоді для такої кутової відстані межа розрізнення ока становить

Таким чином, корисне збільшення мікроскопа

Тоді для сухого мікроскопа при і числовій апертурі маємо

а для імерсійного мікроскопа з числовою апертурою

Отже, у звичайному оптичному мікроскопі корисне збільшення не може перевищувати значення Ці збільшення називають корисними, тому що при них око розрізняє всі елементи структури об'єкта, які розрізнені мікроскопом.

Для вирішення різноманітних завдань у біологічних дослідженнях використовують різні методи спостереження об'єктів за допомогою мікроскопа, основними з них є такі:

- методи світлого і темного полів у відбитих променях або променях, що проходять крізь об'єкт;

- методи спостереження в поляризованому і люмінесцент­ному світлі;

- метод фазового контрасту;

- метод ультрамікроскопії та ін.

ПОЛЯРИЗАЦІЯ СВІТЛА

Електромагнітні хвилі, як відомо, є поперечними. У випромінюванні різних джерел (розжарених твердих тіл, газів, що світяться) внаслідок хаотичного руху елементар­них джерел світла - атомів та молекул - присутні всілякі напрямки коливань вектора напруженості електричного поля Таке випромінювання називається природний (рис. 6.19а). Якщо спроектувати всі вектори що присутні у природному світлі, на дві взаємно перпендикулярні площини А та В, що проходять через світловий промінь, то суми проекцій на площини А та В виявляються однаковими (рис. 6.19б). Тому природне світло умовно позначають так, як це подано на рис. 6.19в.

Рис. 6.19. Проекції векторів напруженості електричного поля в природному світлі: на площину, перпендикулярну променю а, на дві взаємно перпендикулярні площини А та В 6 та умовне позначення природного світла В.

Випромінювання, в якому коливання вектора Е відбу­ваються лише в одному напрямку, називається поляризо­ваним (наприклад, випромінювання електрона в поодино­кому акті). Площина, в якій розташовані вектор та вектор що визначає напрямок поширення випромінювання (тоб­то світловий промінь), називається площиною поляризації. На рис. 6.20а зображена площина поляризації А, а на рис. 6.20б наведені умовні позначення поляризованого світла.

Рис. 6.20. Площина поляризації а та умовне позначення поляризованого світла б.

Світло, в якому коливання вектора Е одного напрямку переважає коливання інших напрямків, називається частково поляризованим. Співвідношення символічних позначень характеризує ступінь поляризації (рис. 6.21). Поляризоване світло можна одержати з природного за допомогою приладів, що називаються поляризаторами.