石 磊 赵亚兵

（山东邹平县第一中学，山东 邹平 256200）

人类对微观世界的无限渴望，孜孜追求是显微技术不断前进的动力.而光的波动性所引起的衍射极限，是影响分辨率的一大要素.从第一个光学显微镜到现在原子量级的分辨技术，其中的历程就是不断突破衍射极限的过程.

1 夫琅禾费圆孔衍射

衍射是波绕过障碍物或小孔后继续传播的现象，衍射是波的特有现象，是光具有波动性的有力证据.中学课本上就是通过光的干涉和衍射充分验证了光的波动性.从光的衍射这一物理现象，就可以管窥出显微镜的发展历程.

由于大多数光学仪器中所使用的透镜的边缘通常都是圆形的，根据夫琅禾费圆孔衍射理论［1］，如图1所示，S为一点光源光源，经过透镜L1后转变为平行光，平行光经过半径为R的圆孔后，在L2焦平面上形成衍射条纹，条纹光强分布为

图1 夫琅禾费圆孔衍射示意图

其光强分布曲线如图2所示.由公式（1）可知，中央最大值的位置为

第一个最小值的位置为

其光强图像，见图3.

由此可见，衍射图样是一组同心的明暗相间的圆环，其中以第一暗环为范围的中央亮斑的光强占整个入射光束光强的84%，这个中央光斑称为艾里斑，艾里斑的半角宽度为

图2 光强分布曲线

2 衍射极限

由图3可知点光源通过光学孔径后，得到的是个艾里斑；当两个发光点距离较远时，看到的是两个像点，可以把两个发光点分辨出；如果两个发光点距离较近时，两个……