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Die Abbesche Auflösungsgrenze

Der Physiker Ernst Abbe zeigte, dass der Auflösung von Lichtmikroskopen eine generelle Grenze gesetzt ist. Denn er fand heraus, dass ein Mindestmaß an Bildinformation in das Objektiv fallen muss, um ein Bild scharf zu sehen. Diese kritische Information ist je nach Wellenlänge des verwendeten Lichts über einen bestimmten Winkel verteilt.

Links: Die nötige Information fällt nicht in das Objektiv, das Bild ist unscharf.

Mitte: Eine Lösung ist, den Abstand zwischen Objektiv und Objekt zu verringern, indem man den Aufbau des Objektivs entsprechend verändert. Dadurch fällt Licht aus einem größeren Winkelbereich in das Objektiv und das Bild wird scharf. Doch beliebig lässt sich der Winkel nicht vergrößern.

Rechts: Die zweite Lösung besteht darin, Licht von kürzerer Wellenlänge zu verwenden. Dadurch fällt die Mindestmenge an Bildinformation in einem kleineren Winkelbereich in das Objektiv, denn Licht von kürzerer Wellenlänge wird weniger an winzigen Strukturen gebeugt. Doch auch diese Lösung hat ihre Grenze, denn unterhalb der Wellenlänge von rund 400 Nanometern ist Licht für den Menschen nicht mehr sichtbar. Kombiniert man alle möglichen Tricks miteinander, gelangt man an die Auflösungsgrenze: Strukturen, die kleiner als 200 Nanometer sind, können mit einem konventionellen Lichtmikroskop nicht scharf gesehen werden.