Khi chúng ta muốn quan sát chi tiết một bức tranh, chúng ta sẽ phóng to bức tranh đó. Tuy nhiên, tỷ lệ phóng đại có giới hạn. Khi vượt quá giới hạn này, hình ảnh sẽ bị mờ và méo mó.
Tuy nhiên, ngay cả khi phóng đại, hình ảnh được phóng to dưới kính hiển vi sẽ không gặp vấn đề về mờ và biến dạng. Ngay cả khi vật thể được phóng đại hàng nghìn hay hàng chục nghìn lần, nó vẫn sẽ rõ nét như nhau. Tại sao lại thế? Trước tiên chúng ta hãy nói về lý do tại sao hình ảnh bình thường lại bị méo. Những hình ảnh mà chúng ta gọi là hình ảnh thông thường thực chất là những hình ảnh chúng ta nhìn thấy trên các thiết bị điện tử như máy tính và điện thoại di động. Những hình ảnh này về cơ bản được tạo thành từ các điểm ảnh riêng lẻ. Khi xem thông tin của một hình ảnh trên máy tính, có một thông tin rất quan trọng, đó là pixel của hình ảnh, cho biết hình ảnh đó được tạo thành từ bao nhiêu pixel.
Giả sử kích thước pixel của một hình ảnh là 1800X1000, điều đó có nghĩa là mỗi hàng của hình ảnh bao gồm 1800 pixel và tổng cộng có 1000 hàng.
Ở kích thước bình thường, chúng ta không thể nhìn thấy những điểm ảnh này, nhưng nếu chúng ta tiếp tục phóng to hình ảnh, những điểm ảnh này sẽ xuất hiện và hình ảnh sẽ bị mờ và méo mó. Điều này dẫn đến một vấn đề là phạm vi ứng dụng của hình ảnh bị hạn chế. Ví dụ, nếu chúng ta vẽ logo của công ty, khi công ty muốn áp dụng logo này vào một tấm poster quảng cáo lớn, hình ảnh sẽ bị mờ và méo do phóng to, vì vậy những hình ảnh đặc biệt này phải được vẽ thành "đồ họa vector" thông qua phần mềm chuyên dụng. Đồ họa vector không phải là hình ảnh thực tế. Chúng mô tả một hình dạng cụ thể thông qua các đường thẳng và đường cong. Những đường thẳng và đường cong này đều thu được thông qua các công thức toán học, do đó chúng có thể được chuyển đổi thành hình ảnh có bất kỳ kích thước nào mà không bị biến dạng.
Mặc dù đồ họa vector có thể giải quyết được vấn đề biến dạng nhưng về bản chất chúng không phải là hình ảnh thực mà là một số công thức toán học. Tuy nhiên, kính hiển vi thì khác. Trên thực tế, chúng phóng đại tác động của vật thể mà không gây mờ hoặc biến dạng. Tại sao lại thế?
Trên thực tế, lý do rất đơn giản. Hình ảnh nhìn thấy dưới kính hiển vi không được tạo thành từ các điểm ảnh. Nó là sự phản ánh thông tin thực sự của đối tượng. Thông tin thực sự của sự vật tồn tại một cách khách quan, nên không có khái niệm “biến dạng”. Nghe có vẻ hơi khó hiểu phải không? Hãy cùng tìm hiểu cách kính hiển vi tạo ra hình ảnh. Kính hiển vi đầu tiên là kính hiển vi quang học. Nguyên lý phóng đại của nó rất đơn giản, đó là dựa vào thấu kính lồi.
Ảnh của một vật có thể được phóng to thông qua hiệu ứng quang học của thấu kính lồi. Tuy nhiên, dù thấu kính lồi có lồi đến đâu thì cũng không thể phóng đại các tế bào sinh học đến mức có thể nhìn thấy được. Nhưng điều đó không quan trọng. Nếu một ống kính không hiệu quả, hãy sử dụng hai ống kính.
Kính hiển vi quang học chủ yếu bao gồm hai thấu kính, một là vật kính và một là thị kính. Cả hai thấu kính đều có độ phóng đại, do đó sức hấp dẫn của phép nhân được thể hiện ở đây. Ví dụ, nếu độ phóng đại của thị kính của kính hiển vi là 10 lần, và độ phóng đại của vật kính là 20 lần, thì 10 nhân 20 sẽ được độ phóng đại của kính hiển vi này là 200 lần. Do đó, để tăng độ phóng đại của kính hiển vi, bạn chỉ cần tăng độ phóng đại của thị kính và vật kính tương ứng. Tuy nhiên, mặc dù hình ảnh được phóng đại bằng kính hiển vi quang học sẽ không bị mờ hoặc méo mó, nhưng chúng không thể được phóng đại vô hạn.
Kính hiển vi quang học sử dụng ánh sáng khả kiến và bước sóng của ánh sáng khả kiến bị hạn chế. Do hạn chế này, kính hiển vi quang học chỉ có thể phóng to hình ảnh của vật thể tối đa 2000 lần. Do đó, không có vấn đề gì khi sử dụng kính hiển vi quang học để quan sát các tế bào sinh học, nhưng nếu bạn muốn nhìn vào thế giới vi mô hơn thì nó lại vô dụng.
Để có thể nhìn thấy những chất nhỏ hơn tế bào, con người đã phát minh ra kính hiển vi điện tử. Kính hiển vi điện tử lớn hơn nhiều so với kính hiển vi quang học. Nó thường bao gồm ba phần: một ống, một thiết bị chân không và một tủ điện. Kính hiển vi điện tử sử dụng thấu kính từ, không phải là thấu kính thực sự. Phương pháp này sử dụng điện trường hoặc từ trường để bẻ cong quỹ đạo của electron về phía trục để tạo thành tiêu điểm. Nói cách khác, nguyên lý phóng đại của kính hiển vi điện tử không dựa vào ánh sáng khả kiến mà sử dụng chùm tia điện tử thay vì ánh sáng khả kiến và từ trường thay vì thấu kính quang học.
Vì không bị hạn chế bởi ánh sáng khả kiến nên độ phóng đại của kính hiển vi điện tử cao hơn kính hiển vi quang học hơn 1.000 lần, nghĩa là độ phóng đại của nó có thể đạt tới hàng triệu lần. Dưới kính hiển vi điện tử, DNA trong nhân tế bào sẽ hiện rõ.
Tuy nhiên, DNA chỉ là một đại phân tử, không phải là dạng vật chất vi mô nhất. Chúng ta hy vọng có thể tận mắt nhìn thấy từng nguyên tử, vì vậy một kính hiển vi mạnh hơn đã xuất hiện, đó là "kính hiển vi quét đường hầm". Kính hiển vi quét đường hầm là kính hiển vi mạnh nhất thế giới hiện nay. Nó sử dụng hiệu ứng đường hầm trong lý thuyết lượng tử. Kính hiển vi quét đường hầm có thể phóng đại hơn 300 triệu lần, do đó, thông qua thiết bị khổng lồ này, các nhà khoa học thậm chí có thể quan sát và định vị từng nguyên tử.
Để biết thêm thông tin, vui lòng theo dõi tài khoản chính thức: sunmonarch
