一、分辨率

分辨率（resolution）是区分邻近两个物点最小距离的能力。分辨距离越小，分辨率就越高。一般规定：显微镜或人眼在25cm明视距离处，能清楚地分辨被检物体细微结构最小间隔的能力，称为分辨率。分辨率的大小决定于光的波长和镜口率以及介质的折射率，用公式表示为：

R=0.61λ/NA

NA=n·sin（α/2）

式中：λ=照明光源的波长；n=介质折射率；α=镜口角（标本对物镜镜口的张角），NA=镜口率（numeric aperture）。镜口角总是要小于180°，所以sin（a/2）的最大值必然小于1（表2-1）。

表2-1　介质的折射率

制作光学镜头所用的玻璃折射率为1.65～1.78，所用介质的折射率越接近玻璃的越好。对于干燥物镜来说，介质为空气，镜口率一般为0.05～0.95；油镜头用香柏油为介质，镜口率可接近1.5。

普通光线的波长为400～700nm，因此显微镜分辨率数值是0.2μm，人眼分辨率是100μm，所以一般显微镜设计的最大放大倍数通常为1000倍。

1926年德国科学家Busch发现，高速运动的电子在电场或磁场的作用下，会发生折射，并且能被聚焦，高速运动的电子流具有波动性及可折射性，这就是电子显微镜的理论基础。在此基础上经过Ruska、Knoll等科学家的不断努力，于1938年试制成功了第一代实用电子显微镜。目前电镜的极限分辨率为0.2nm左右，比一般光学显微镜的极限分辨率提高了大约1000倍，比人眼分辨率提高了100万倍左右。

扫描探针显微镜（scanning probe microscope，SPM）是20世纪80年代发展起来的一项能观察物体形貌的新型显微镜，目前比较普遍应用的有扫描隧道显微镜（scanning tunneling microscope，STM）和原子力显微镜（atomic force microscope，AFM）。它们的制作原理与光镜和电镜完全不同，如扫描隧道显微镜就是利用量子力学中的隧道效应原理制作成的，是目前分辨率最高的一类显微镜。扫描隧道显微镜具有原子尺度的高分辨率，其横向分辨率达0.1～0.2nm，纵向分辨率达0.001nm。如此高分辨率的显微镜将在细胞分子生物学及纳米生物学的研究领域中发挥重要的作用。