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Il limite fino al quale due piccoli oggetti vengono visti ancora separati è la misura del potere di risoluzione di un microscopio. Esiste una determinata distanza dove questo limite viene raggiunto e che, teoricamente, può anche essere calcolata.
Osservate la figura sulla destra. Innanzi tutto è necessario sapere che un punto nell'oggetto – ad esempio un piccolo foro in un foglio metallico (1) – non viene riprodotto dall'obiettivo e dalla lente posta nel tubo (2) come un circolo nitido e brillante, bensì come una macchia leggermente sfocata, circondata da anelli di diffrazione (3). Questo fenomeno viene definito "Dischi di Airy", dal nome del loro scopritore.
Gli anelli di diffrazione sono prodotti dalla funzione limitante dell'apertura dell'obiettivo: l'obiettivo agisce come un "buco", dietro al quale si trovano gli anelli di diffrazione. Quanto maggiore è l'apertura dell'obiettivo (A.N. Obi.) e del condensatore (A. N. Cond.), tanto minore sarà d0. Anche una breve lunghezza d'onda è di vantaggio per il potere di risoluzione.
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d0 = | 1.22 λ |
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NAobj + NACond |
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semplificato:
λ = lunghezza d’onda della luce ,es. 550 nm (verde)
Il fattore "1,22 risulta dal calcolo per il caso indicato nella figura 5.2. I profili d'intensità di due dischi di diffrazione sono stati sovrapposti. Se i due punti sono distanti l'uno dall'altro, essi possono essere facilmente visti come due oggetti separati. Se la distanza viene gradualmente ridotta, il limite viene raggiunto quando il massimo principale dell'oggetto 2 (--) coincide con il primo minimo dell'oggetto 1 (–). La sovrapposizione dei profili mostra due massimi di luminosità, separati da una "valle". L'intensità nella "valle" è ridotta del 20% circa rispetto ai due massimi. Ciò è appena sufficiente per l'occhio umano per vedere due punti separati (criterio di Rayleigh).
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| L'occhio umano vede due punti separati. |
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