光学显微镜的极限

要了解电子显微镜，我们还得从光学显微镜说起。在生活中，当我们需要放大观察一些小东西时，首先想到的就是放大镜，即光学凸透镜。凸透镜利用光线通过透镜时发生的折射使其聚焦，从而达到放大被观察对象的目的。常用的现代光学显微镜则是多个光学透镜的组合，其中起放大作用的目镜和物镜就是凸透镜。在我的记忆中，中学时候第一次接触到光学显微镜就是利用它观察洋葱表皮细胞（尺寸约几十微米）。

利用光学显微镜，法国化学家巴斯德还看到了细菌（尺寸约0.5—5微米），并发展了细菌理论。但是，当他想观察某种比细菌更小的致病生物时，他却劳无所获。后来证明这种生物即为病毒（尺寸一般小于0.1微米，也即100纳米）。

有的读者可能会想，要是能提高显微镜放大倍数是不是就能看到了？答案是否定的。即使放大倍数再高的普通光学显微镜也无法做到这一点。在此需要指出的是，人们常常把显微镜的分辨能力用放大倍数来衡量，事实上，评价显微镜能力的指标应该是分辨率！它指的是显微镜能帮助人眼将相邻的两点区分开来的这两个点之间的最小距离。

德国物理学家阿贝指出，决定分辨率的因素取决于观察时所用光源的波长，对于普通光学显微镜使用的可见光源（可见光波长范围为390—760纳米），其分辨率仅能达到三百纳米，小于这一尺寸的东西，是无法通过光学显微镜看到的。对原子而言，其大小相比于细菌好似一颗小玻璃珠相比于足球场，用光学显微镜去看它们显然更是无能为力。