Световая микроскопия.

Светорассеяние и нефелометрия являются косвенными методами измерения размера частиц, основанными на оптических свойствах дисперсных систем. Возникает вопрос, существуют ли прямые методы, то есть можно ли увидеть коллоидную частицу. При наблюдении системы в обычный микроскоп в проходящем свете коллоидная частица не видна, так как размер частицы меньше длины волны и световая волна огибает частицу.

Световой микроскоп характеризуется пределом разрешения , т. е. минимальным расстоянием между точками, которые различимы при наблюдении в микроскоп. Предел разрешения микроскопа в вакууме зависит от длины волны и от используемой доли дифракционной картины, собираемой микроскопом, т. е. величины угла , образуемого двумя прямыми линиями, проведенными от объекта к крайним точкам объектива. Этот угол называется апертурным углом.

Двойка в знаменателе появляется потому, что берут половинное значение угла.

При наблюдении в микроскоп в среде с показателем преломления предел разрешения микроскопа равен:

Произведение называется численной апертурой.

Для светового микроскопа максимальное значение апертурного угла равно 90⁰. Следовательно, предел разрешения светового микроскопа для видимого света с длиной волны равен:

Поэтому коллоидные частицы размером 10^-8 м нельзя увидеть в световой микроскоп.

Другой характеристикой светового микроскопа является полезное увеличение, которое равно отношению предела разрешения человеческого глаза к пределу разрешения микроскопа . При хорошем зрении можно различить точки, находящиеся на расстоянии 0,2 мм. Следовательно,

.

Не имеет смысла конструировать световые микроскопы с увеличением свыше 1000 из-за возможностей человеческого глаза.

Помимо разрешающего расстояния, видимость объекта может лимитироваться недостаточным оптическим контрастом, то есть соотношением между яркостью объекта и фоном. Контрастность изображения в световом микроскопе (в проходящем свете) определяется поглощением световых волн. Сильно поглощающие свет участки объекта выглядят в поле микроскопа более темными.