Meddig lehet nagyítani valamit?

nem. ahhoz, hogy képet alkoss, kell valami, ami legalább egy nagyságrenddel "finomabb", mint amit meg akarsz figyelni.

hogy értsd:

ha ki akarsz rakni egy embert életnagyságban kockákból, akkor ha centi szer centis koskáid vannak, nem igaán fogod tudni felismerhetően kiarakni. nyilván alakat, meg magasság, meg testarányok simmelni fognak, de egy felismerhető arc nem fog menni. ha milliméres kockáid vannak, akkor már az arc is felismerhető lehet, ha pedig ennél is kisebb, akkor szinte teljesen pontos alakot fogsz tudni csinálni. fél méteres kockákból viszont esélyed sincs kirakni.

a fénnyel is ez a gond, amikor az, amit vizsgálni (nézni) akarunk összevethető a fény hullámhosszával, akkor már a fény nem képes "kirajzolni" a dolog képét függetlnül attól, hogy milyen lencsékkel dolgozunk.

ezért találták ki az elektronmikroszkópot. de annak is vannak határai.

Nem lehet bármeddig fokozni a nagyítást. Egy mikroszkóp nagyítását a két lencse (objektív, okulár) nagyításának szorzata adja. Az objektív nagyítása: N=L/f, ahol f=objektív fókusztávolsága, L az optikai tubushossz (az objektív és az okulár egymás felé eső fókuszpontjainak távolsága). Az okulár nagyítása: N=A/f, ahol f=okulár fókusztávolsága, A=tisztánlátás távolsága. Fontos még a felbontóképesség, hiszen az alkalmazható nagyítást ez alapvetően meghatározza. Felbontóképesség alatt annak a két pontnak a távolságát értjük, amelyek a mikroszkópban

még külön láthatóak. A felbontóképesség: δ = 0,61(λ/(n(SIN(ω)), ahol λ = a fény hullámhossza, n = a mikroszkóp és a tárgy közötti közeg törésmutatója, ω = a tárgyról az objektív felé haladó fény nyílásszöge.Az n(SIN(ω)nevezőt szokás még numerikus apertúraként emlegetni. A képletből belátható, hogy ez utóbbi nevező hiába fix, a fókuszokkal még lehet variálni, növelni tovább a nagyítást. Viszont egy bizonyos érték fölé nincs értelme menni, mert a látott kép ugyan nagyobb lesz, de újabb részletek már nem jelennek meg. Ez az un üres nagyítás. Ilyenkor a kép szétesik, életlen, és homályos marad. Mindezek az optikai mikroszkópokra igaz, ennél nagyobb nagyítást az elektronmikroszkópokkal lehet elérni, de az egy másik történet.

Az előttem említett elméleti határ, a még "finomabb" valaminek az igénye, nem más, mint a hullámhossz probléma: ha a pontok közti távolság kisebb, mint annak a fénynek a hullámhossza, amivel vizsgáljuk, akkor bármilyen jók is legyenek az optikai berendezéseink, nem tudjuk a felbontást tovább növelni. Fénymikroszkópnál ez kb 0,2 mikrométer. (Mindenféle trükkökkel elérhető ugyan némi javulás, de nem nagyságrendi)

Ekkor azt tehetjük, hogy az alkalmazott fény hullámhosszát csökkentjük ("finomítjuk a struktúrát" :-), illetve már nem fény, hanem elektron nyalábot használunk, amivel akár a néhány nanométeres felbontás is elérhető. Használatával nemcsak a sejteket felépítő ultrastruktúrák válnak láthatóvá, hanem a sejtet felépítő fehérjemolekulák, és komplexeik.

A felbontás további növelésére alkalmazhatunk röntgen mikroszkópiát is, de a röntgensugárzás nagy energiája miatt a vizsgált anyag roncsolódását mindenképpen számításba kell venni. A röntgenforrástól függően a szubnanométeres felbontás is elérhető. De ha jól tudom biológiai mintákról (fehérjemolekulákról) még talán nincs kép... bár lehet. A röntgensugárzás nagy felbontóképességét viszont egy másik technikával felhasználhatjuk, hogy nagyon pontos képet kapjunk a fehérjéket felépítő atomok térbeli elhelyezkedéséről, de az nem hagyományos értelemben vett mikroszkópia. (röntgen diffrakció)

(múlt éveben halgattam egy előadást arról, hogy most olyan berendezést fejlesztenek, amivel atomi felbontású képet lehet készíteni egy sejtről, illetve bizonyos szeletéről.. hát nem tudom... a csávó nagyon optimista volt, a hallgatóság ellenben kissé szkeptikus, bár jelentőségét mindenki elismerte)