מהו הגבול התיאורטי להגדלה של מיקרוסקופ אופטי?
מגבלת הרזולוציה של מיקרוסקופ אופטי היא כ-0.2 מיקרון, השווה להגדלה של פי 1500 עד 2000; כדי להשיג הגדלה גדולה יותר, יש להשתמש במיקרוסקופ אלקטרוני או במיקרוסקופ סריקת מנהרה.
הזכוכית המגדלת יכולה למקד מחדש את האור כדי להשיג את אפקט ההגדלה, והשילוב של הזכוכית המגדלת יכול להשיג מיקרוסקופ אופטי; הגבול של המיקרוסקופ האופטי מוגבל על ידי אורך הגל, ואי אפשר להגדיל אותו עד אין סוף.
באופן כללי, מגבלת הרזולוציה של מיקרוסקופ אופטי באורך גל קבוע היא מחצית מאורך הגל של האור, ואורך הגל של האור הנראה הוא בין 400 ל-760 ננומטר, כך שמגבלת הרזולוציה של מיקרוסקופ אופטי הוא 200 ננומטר (0.2 מיקרון). עצמים קטנים מ-0.2 מיקרון אינם ניתנים לפתרון על ידי מיקרוסקופ אופטי, בדיוק כפי שרזולוציית המישוש של יד אנושית אינה יכולה לחרוג מהמרחק הקטן בין תאים מגעיים.
ההגדלה היא אמירה סובייקטיבית. זה מוגדר כיחס בין גודל האובייקט שנראה על ידי העין האנושית לגודל האמיתי כאשר המרחק הצילום הוא 25 ס"מ. הרזולוציה של מיקרוסקופ אופטי של 0.2 מיקרון שווה ערך להגדלה של פי 1500~2000, וזה מספיק כדי שנראה להבין את המבנה של תאים כלליים.
ניתן להשיג הגדלה גדולה יותר אם נשתמש בגלים אלקטרומגנטיים בעלי אורכי גל קצרים יותר, אך זה מעבר לטווח אורכי הגל של האור הנראה; בשנת 1931, הפיזיקאי הבריטי לוסקה המציא את מיקרוסקופ האלקטרונים, בהתבסס על העיקרון של דואליות גל-חלקיקים, לקרן האלקטרונים יש אורך גל קצר יותר של דה-ברוגלי, כך שהיא יכולה להשיג רזולוציה קטנה יותר.
המתח המואץ של אלקטרונים מתאים לאורך הגל שלו. כאשר המתח הוא 100 kV, אורך הגל של אלומת האלקטרונים הוא בערך 0.004 ננומטר (הרזולוציה בפועל יכולה להגיע רק ל-0.2 ננומטר), שהוא גם קטן בהרבה מאורך הגל של האור הנראה, אז מגבלת הרזולוציה של מיקרוסקופ האלקטרונים היא רחוקה המיקרוסקופ האולטרה-אופטי יכול להשיג הגדלה של פי 3 מיליון ויכול להבחין בין עצמים זעירים כמו וירוסים, מיטוכונדריה ו-DNA.
