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显微镜|假如人类可以把显微镜提升到40亿倍，是不是全新的宇宙观？

宇宙显微镜光学显微镜电子显微镜

光学显微镜的分辨率有一个极限 ， 即R≈λ/2 。 其中 ， R是刚好能够分辨两个像素点的最小距离 。 因为可见光最小波长是380nm ， 所以光学显微镜最多能够分辨190纳米的物体 。 而人眼能够分辨0.2mm的物体 ， 所以光学显微镜的放大极限是0.2*10^6/190=1053 。 也就是说 ， 光学显微镜的最大有效放大倍数最大也就是1000多倍 ， 再大的话也看不见小于190nm一下的物体 。
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基本上会看到原子核的世界 ， 中子和质子 ， 但无论如何看不到电子 。 人眼的极限分辨率达到0.01mm（一般很难达到） ， 按照这个标准放大40亿倍后 ， 基本上就是质子的级别 。 我们会看到一个完全不同的世界 ， 在微观世界里遨游 ， 但谈不上全新的宇宙观 。
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如果放大40亿倍后继续放大下去 ， 到了一定程度 ， 比如普朗克尺度 ， 你确实会领略到一个全新的宇宙观 ， 那里就像一片“沸腾的海洋” ， 十分热闹 ， 无数的虚粒子不断上演着衍生并瞬间消失 ， 这就是量子起伏 。
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所以从理论上看 ， 100多年前的卢瑟福就利用“α粒子散射”实现了放大40亿倍的“显微镜” ， 这是不是解决40亿倍放大的思路？而根据杨振宁的杨米尔斯方程和杨巴克斯方程、通过高能加速器的验证 ， 建立的标准粒子模型 ， 各位可以看看这个级别是多少亿倍的！
【了解多一点】
光学透镜的极限大约是2000倍 ， 号称大于这个倍数的 ， 我秉承一个原则“你有钱你随意” 。
有同学开脑洞 ， 提出光学显微镜的放大率就是物镜的放大倍数乘以目镜的放大倍数 ， 好比物镜50x ， 目镜10x ， 放大倍数就是500倍 。 如果我们可以来一个无限的套嵌使用 ， 岂不是可以突破到无限倍数 ， 岂止40亿倍？但光学显微镜放得大 ， 不代表你能看得清；放得大讲的是放大倍数 ， 实际我们最需要的是——看得清 ， 这就需要分辨率 。 而光学显微镜的分辨率仅仅由物镜决定 。
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光学显微系统的放大倍数是2000倍 ， 对应到200nm的分辨率 ， 这个光学系统的成像能力就相当于呈现0.4mm有限分辨率的像 。 物体微观到一定程度后 ， 它本身就已经失去了常规的光学属性了 。 物体细小到一定程度 ， 如果光学属性差 ， 就不会被光展现出来 ， 它就失去了具体的形状、色彩——成出来的像就是一个衍射光斑 ， 叫做艾里斑 。 这就是一个点能够准确成像的尺度极限——阿贝极限 。 光学显微镜2000倍时 ， 就进入阿贝极限 。 这个可以说是人眼观察的极限了 ， 再往下努力 ， 你需要的不是显微镜 ， 而是配一副眼镜了 。
电子显微镜
电子显微镜 ， 简称电镜 ， Electron Microscope（简称EM） 。 相比一般光学显微镜 ， 电镜的历史才50年左右 ， 但它已经成为现代科学技术中不可缺少的重要工具了 。
电镜主要由镜筒、真空装置和电源柜三部分组成 。
电子显微镜的分辨率可以达到0.2nm ， 我们可以认为电子显微镜在光学显微镜的基础上 ， 再增强了1000倍 。 也就是200万倍的级别 。 这个级别下 ， 已经接近于原子级别了 ， 细菌啊 ， 晶体结构之类的已经可以很清晰的看得到了 。
不过离题主的脑洞距离还差得很远 。
显微是个烧钱的举动
一般号称能达到2000倍的光学显微镜 ， 至少价格都在5位数以上 ， 低于这个价格的 ， 基本可以不用考虑实际效果 。 而且 ， 动用这个东西 ， 需要的更多是专业技巧 ， 一般普通爱好者 ， 你对半天 ， 可能都是一团光影的糊糊 。
而电子显微镜 ， 这个动辄都必须过百万的设备 ， 就不是一般家庭可以配置拿来玩抖音的了 ， 大学或者研究院才会配置 ， 维护和操作都需要专业的培训后 ， 才可以上岗 ， 大家就别想太多了 。
结语
【显微镜|假如人类可以把显微镜提升到40亿倍，是不是全新的宇宙观？】对于显微镜 ， 脑洞科学不能随意开 ， 有钱也不是可以随意烧 。


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