由于衍射现象的存在，即使是理想光学系统对一个几何点成像时，也只能得到一个具有一定能量分布的衍射图形。按瑞利判据，一个点的衍射像中心正好与另一点的衍射像的第1暗环重合时，是光学系统刚好能分辨开这二点的zui小界限。显微镜的分辨率，对于一定波长的色光，在像差校正良好的情况下，完全被物镜的数值孔径所决定。数值孔径越大，分辨率越高。而为充分利用物镜的分辨率，使已被物镜所分辨的物体细节能被眼睛看清，显微镜必须有恰当的放大率，以便把细节放大到足够使人眼能分辨的程度。
显微镜的分辨率和有效放大率
由于衍射现象的存在，即使是理想光学系统对一个几何点成像时，也只能得到一个具有一定能量分布的衍射图形。按瑞利判据，一个点的衍射像中心正好与另一点的衍射像的第1暗环重合时，是光学系统刚好能分辨开这二点的zui小界限。从波动光学原理可知，自身发光的点被理想系统所成的衍射像，其第1暗环半径对出瞳中心所张的角度，即正好能被此系统分辨得开的二个点的极限分辨角
。 D为系统入瞳直径。该式虽得自远场衍射，但在物距与光瞳直径相比大得多时也能适用。显微物镜的像空间是符合此条件的。
显微镜的分辨率以物面上能被物镜分辨开的二点之间的zui小离表示。如下图1所示，对应的两像点之间的距离应等于其中任一个衍射斑的第1暗环的半径，再考虑到像方孔径角很小，有
由于显微物镜总满足正弦条件
，且
，故可得zui小分辨距为
图1
但是，据以导出此式的基本公式只对两个非相干的自身发光点是正确的。但在显微镜中，被观察物体系被其他光源所照明，使物面上相邻各点的的光振动是部分相干的，受此影响，式1中的数字因子将略有不同。根据参考资料，该数值因子将在0.57至0.83范围内变化。根据阿贝研究，在对物体作斜照明时，zui小分辨距为
从以上讨论可见，显微镜的分辨率，对于一定波长的色光，在像差校正良好的情况下，完全被物镜的数值孔径所决定。数值孔径越大，分辨率越高。这就是显微物镜什么要有尽可能大的数值孔径的原因。当显微镜物方介质为空气时，物镜的极限数值孔径1，一般zui大只能做到0.9左右。在物与大数值孔径物镜之间浸以液体，可提高数值孔径。常用的液体有折射率为1.5左右的香柏油和某些更高折射率的液体，后者可使数值孔径达到1.5。由于数值孔径只能在1左右变动，光学显微镜的极限分辨距与所用色光的波长同一数量级。
浸液物镜需要把浸液作为物方介质来专门设计。
为充分利用物镜的分辨率，使已被物镜所分辨的物体细节能被眼睛看清，显微镜必须有恰当的放大率，以便把细节放大到足够使人眼能分辨的程度。分别取2’和4’为人眼分辨角的下限和上限，则人眼在明视距离处能分辨开二点的间距即为
被显微镜放大以后的像，有
对于目视光学仪器，主色光的波长为0.00055，则
500A < M <1000A
满足此公式的放大率称为显微镜的有效放大率。可见，该有效放大率被物镜的数值孔径所决定，即数值孔径须与放大率相匹配。由于浸液物镜的zui大数值孔径可达1.5，故光学显微镜所能达到的zui高有效倍率1500倍。不考虑数值孔径而盲目加大物镜或目镜的倍率是无效放大，不但没有好处，反而会因对物体的细节的不真实反映而造成判别的错误。
了解更多详情，请访问上海昊量光电的官方网页：
https://www.auniontech.com/three-level-55.html
相关文献：
《几何光学 像差 光学设计》（第三版）——李晓彤 岑兆丰
更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电
关于昊量光电：
上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。
您可以通过我们昊量光电的官方网站www.auniontech.com了解更多的产品信息，或直接来电咨询4006-888-532。
