学校で光学顕微鏡の解像度は10⁻³mm=1μmと習ったのですが、ネットでは150nm=0.15μm程

Question

学校で光学顕微鏡の解像度は10⁻³mm=1μmと習ったのですが、ネットでは150nm=0.15μm程度と載っています。どちらが正しいのですか。

sandaba · Accepted Answer

よくわかりません。強いて言えば、前提条件抜きに数字だけ持ってきて云々する態度がまったく正しくないとは言えます。

顕微鏡の分解能としてはレイリーの基準がよく使われます。以下の式で与えられます。
δ＝0.61×λ／NA
ただし
δ：分解能
λ：光の波長
NA：対物レンズの開口数

可視光の波長は0.4〜0.7μmなので、ここでλを真ん中の0.55μm（緑色）、NAを市販品で一番いい1.4とすると、δは約0.22μmです。大学の研究室にある共焦点顕微鏡だと、理屈は私もよく知りませんがもう少し分解能が上がる。0.15μmという数字はそこらへんから出てきたのかもしれません。

ところでNAが1.4の対物レンズは試料とレンズの間に油を入れる、何十万円もする高級なやつで、一般の学校にあるものではせいぜい1.0です。するとδは約0.34μm。1μmという数字は一体どこから出てきたのか了解不能です。

一方でネット上を漁れば、2014年のノーベル賞に輝いた超解像技術を利用した光学顕微鏡の広告がいっぱい出てきて、数十nmからたった2nmというやつもあります。もちろん学校のテストでこれを書くべきではありません。

難しいことは理解したくないからとりあえず数字暗記するだけにしときたいなら、0.2μmとおぼえておくのが無難です。

tknakamuri · Answer

顕微鏡の分解能の定義にはいろいろあるけど
概ね0.4λとします。
#対物レンズと試料間にオイルを満たす場合。空気では0.5λ

観察に用いる照明の主な波長を500 nmとすると 200 nm
照明を人間の限界である400 nm にすれば 160 nm
0.15 μm は後者のことでしょう。

オリンパスによる解説はここ

https://www.olympus-lifescience.com/ja/support/learn/03/045/

yucco_chan · Answer

どちらも正しい（かもしれない）です。
私的には、どちらも間違いだと思いますが。

解像度は、その製品の性能なので、製品によって変わります。
ですので、性能を表記しているだけなので、製品によっては
両方とも正しいとも間違っているとも言えます。

私的な感想では、昨今の顕微鏡がそんな低性能なのかなぁ？
と言う疑問を持ちます。

angkor_h · Answer

> 学校で光学顕微鏡の解像度は
これとは関係なく、単なる単位の話しでしかありません。
1[mm]＝1,000[μm]、1[μm]＝1,000[nm]
と言う関係です。

ShowMeHow · Answer

どっちも正しいですね。
10⁻⁶ｍｍ（ミリ）　＝　10⁻³　μm（ミクロ） = 1　nm　（ナノ）
です。　逆に言うと
1ｍｍ＝1000μｍ＝1000000nm　
ということ人なります。

よくわかりません。