что можно увидеть в световой микроскоп

Ответ от Алексей Злыгостев[гуру]
4.1.1. С помощью светового микроскопа можно различить объекты, отстоящие друг от друга на 0,2 мкм [2]
В общем случае излучение данной длины волны может быть использовано для изучения только таких структур, минимальные размеры которых еще сопоставимы с длиной волны самого излучения. Этот фундаментальный принцип ограничивает возможности любого микроскопа. Предел разрешения светового микроскопа задается длиной световой волны, которая для видимого света лежит в пределах от 0,4 мкм (фиолетовый) до 0,7 мкм (темно-красный) . Из этого следует, что самыми маленькими объектами, которые еще можно наблюдать в световой микроскоп, являются бактерии и митохондрии (их ширина ~ 0,5 мкм) . Более мелкие элементы клетки искажаются эффектами, вызванными волновой природой света. Чтобы понять природу этих эффектов, мы должны проследить за тем, что происходит со световыми волнами по мере их прохождения сквозь линзы микроскопа.
Вследствие волновой природы света его луч не движется по идеально прямому пути, предсказываемому законами геометрической оптики. В реальной ситуации световые волны перемещаются сквозь оптическую систему по множеству слегка отличающихся путей. Оптическая дифракция обусловлена интерференцией световых волн, пути прохождения которых через оптическую систему несколько различаются. Если световые волны точно совпадают по фазе, т. е. гребень одной соответствует гребню другой, а впадина одной - впадине другой, то они взаимно усиливаются, и яркость возрастает. С другой стороны, если фазы волн не совпадают, они будут взаимно погашаться (рис. 4-2). Тень прямого края, например, освещенного светом одной длины волны, при большом увеличении будет выглядеть как набор параллельных линий, тогда как округлое пятно проявится в виде набора концентрических окружностей (рис. 4-3). По этой же причине отдельная точка выглядит в микроскопе, как яркое пятно, а два ближайших точечных объекта дают перекрывающиеся изображения, которые сливаются в одно. Повышение точности обработки линз не позволяет преодолеть это ограничение, поскольку оно задано волновой природой света.
Предельное разрешение, при котором два объекта могут наблюдаться в отдельности, так называемый предел разрешения - зависит как от волновой природы света, так и от апертуры использованной системы линз (рис. 4-4). В наиболее благоприятных условиях - при фиолетовом свете (длина волны = 0,4 мкм) и апертуре 1,4 можно достигнуть теоретически возможного предела разрешения светового микроскопа около 0,2 мкм. Этот предел был достигнут конструкторами микроскопов в конце XIX столетия (однако в современных микроскопах, производимых серийно, достигается очень редко) . И хотя изображение можно увеличить как угодно, например, проецируя его на экран, все же в световой микроскоп нельзя разрешить два объекта, если они разделены расстоянием менее 0,2 мкм: такие объекты будут выглядеть как один объект.
Волновая природа света не всегда является помехой в изучении клеток, позже мы увидим как интерференция и дифракция могут быть использованы для изучения живых неокрашенных клеток. Но сначала необходимо обсудить методы получения постоянных препаратов клеток и то, как с помощью химических красителей можно улучшить возможности наблюдения клеточных структур в таких препаратах.
Рис. 4-4. Направление движения световых волн, проходящих сквозь прозрачный образец в микроскопе. Иллюстрирует концепцию апертуры и ее связь с ограничением разрешения.