Longitud de onda y resolución

Estoy leyendo algunos textos que parecen dar por sentado un conocimiento de la luz con el que no estoy demasiado familiarizado. ¿Cómo se relaciona la longitud de onda de la luz con la distancia mínima que se puede observar (es decir, no se puede hacer una lente lo suficientemente grande para resolver átomos individuales), y es este un fenómeno de luz o un fenómeno de onda intrínseco?

Respuestas (2)

Este es un fenómeno de onda. Suponga que tiene una onda de agua plana. Digamos que golpea un objeto pequeño. Si el objeto es más pequeño que la longitud de onda, no perturbará mucho la onda. Si la longitud de onda es más pequeña y el objeto es del mismo tamaño o más grande que el objeto, entonces la onda se dispersará del objeto. Estoy tratando de encontrar un video de esto en un tanque de ondas, pero parece que no puedo encontrar uno en línea.

Esa era la respuesta que estaba buscando, gracias. Pero, ¿hay alguna razón por la que no perturbe la ola si el objeto es más pequeño? ¿Hay más términos básicos que se puedan explicar?
"[...] y el objeto es del mismo tamaño o más grande que el objeto, entonces..."

En la física cuántica se puede relacionar directamente la frecuencia de la luz con la energía:

mi = h v
dónde h es la constante de Planck y v es frecuencia.

También se puede relacionar la frecuencia con el período:

v = 1 T
que se puede relacionar con una longitud de onda si se conoce la velocidad de fase del sistema:
v = v λ
La velocidad de la luz es C , por lo tanto:
v = C λ
Podemos volver a conectar esto en nuestra primera ecuación y obtener:
mi = h C λ
.

Es la longitud de onda de la luz la que controla la resolución del sistema en cuestión. La longitud de onda debe estar en la misma escala o menos que la característica que estamos tratando de resolver. Si la longitud de onda es mayor que la característica, entonces no podemos ver la característica en sí. Dado que la energía de la luz es inversamente proporcional a su longitud de onda, cuanto menor es la longitud de onda, más energética es la luz. Por lo tanto, se necesita luz de muy alta energía para resolver características muy pequeñas. La alusión al tamaño de la lente es una alusión a un condensador en un microscopio. Se necesitaría recolectar mucha luz (energía) y concentrarla en frecuencias muy altas para que la longitud de onda sea lo suficientemente pequeña como para ver un átomo.

Mi pregunta podría haber estado algo mal formulada, lo que me preguntaba es por qué no se pueden resolver características más pequeñas que la longitud de onda. ¿Podría dar más detalles sobre esto, por favor?
@Andreas Hagen No estoy del todo seguro de lo que buscas. Sin embargo, suponiendo que desee una explicación más complicada que la simple intuición, lo recomendaría al teorema de muestreo de Nyquist-Shannon que básicamente le dice que su intervalo de muestreo debe ser al menos la mitad del intervalo en cuestión para obtener una resolución completa (o alternativamente, la frecuencia de muestreo debe ser el doble de la frecuencia en cuestión).
Longitud de onda y resolución
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v