113年:醫學一(2)

一般用來觀察組織切片的明視野顯微鏡(bright-field microscope),其最佳解析度(resolution)大約是:

A0.2 mm
B0.2 μm
C0.2 nm
D0.2 pm

詳細解析

本題觀念:

本題核心觀念在於顯微鏡的解析度(Resolution)極限。解析度是指顯微鏡能將兩個鄰近的點區分為兩個獨立個體的最小距離。光學顯微鏡的解析度受限於光的波長與透鏡的數值孔徑(Numerical Aperture, NA),這是一個物理光學的極限,稱為阿貝極限(Abbe's limit)。

選項分析

  • A. 0.2 mm: 這是人類肉眼(naked eye)在明視距離(約 25 cm)下的解析度極限(約 100-200 μm,即 0.1-0.2 mm)。這是我們在不使用任何儀器輔助下所能分辨的最小細節。

  • B. 0.2 μm正確答案。 一般明視野顯微鏡(Bright-field microscope)使用可見光作為光源。

    • 計算原理:解析度公式為 d=0.61λNAd = \frac{0.61 \lambda}{NA}
    • 參數代入:可見光波長(λ\lambda)最短約為 400 nm(藍紫光),高品質油鏡的數值孔徑(NA)約為 1.4。
    • 結果:$d \approx \frac{0.61 \times 400 \text{ nm}}{1.4} \approx 174 \text{ nm} \approx 0.2 \text{ μm

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