如上图所示，紫色箭头所代表的物体PQ经过物镜后在相机上成像为P'Q'。 由于光的衍射作用，物体上的P、Q等点在相机上并不是单独的点，而是一定大小的光斑，称为弗劳恩霍夫衍射斑（或艾里斑）。 如右侧同心圆所示。 然后，当P'和Q'彼此太近时，两个点将重叠并且变得难以区分。 这就要求物体上的P和Q应该相距一定的距离。
一般认为最小分辨距离=可见光波长/数值孔径。 计算出的极限值就是阿贝极限
但决定本质的是分辨率。 如果分辨率不够高，图像放大多少倍都是没有用的。
1873年，卡尔蔡司的德国物理学家恩斯特·阿贝首次计算出衍射引起的分辨率极限。 根据瑞利准则——“当一个像点的中心落在另一个像点的边缘时，即使两幅图像刚好能够分辨”，显微镜观察到的物体上两点 P 和 Q 之间的最小距离 h可以解析为 h ：
这个公式就是光学显微镜的分辨率公式，或者称为光学衍射极限。 （注意这里的分辨率与通常的显示器分辨率不同）
其中，λ为光的波长，n为物体侧的折射率，θ为物体与物镜边缘的连线与光轴的夹角。 如图所示。 为了方便起见，通常将其中称为数值孔径，缩写为NA。
在摄影领域，通常使用 f/# 或光圈值来描述镜头。 光圈值和数值孔径可以相互转换。 对于孔径为2.0、数值孔径为0.25的镜头，其分辨力约为1.2微米。
目前常用的高倍物镜的最大NA为1.49。 可以计算出，对于可见光，例如波长为500纳米的绿光，显微镜的分辨率约为200纳米。 因此，即使提高物镜的放大倍数，也无法提高显微镜的分辨率。
200纳米的值通常被称为衍射极限。
因此，如果低于200Nm，我们通常使用电子显微镜（无色）进行扫描。
光学显微镜的分辨率极限约为0.2微米，相当于放大倍数1,500至2,000倍； 为了获得更大的放大倍数，必须使用电子显微镜或隧道扫描显微镜。
放大镜可以重新聚焦光线以达到放大效果。 使用放大镜组合可以制作光学显微镜； 光学显微镜的极限受到波长的限制，无限放大是不可能的。
一般来说，固定波长的光学显微镜的分辨率极限是光波长的一半。 可见光的波长在400至760nm之间，因此光学显微镜的分辨率极限为200nm（0.2微米）。 小于0.2微米的物体无法通过光学显微镜区分，就像人手的触摸分辨率不能超过触摸细胞之间的最小距离一样。
放大倍数是一个主观术语，定义为在明视距离为25cm时，人眼看到的物体尺寸与其实际尺寸的比率。 0.2微米的光学显微镜的分辨率相当于1500~2000倍的放大倍数，足以我们看到。 了解一般细胞的结构。
如果我们使用波长较短的电磁波，我们可以实现更大的放大倍数，但这超出了可见光的波长范围； 1931年，英国物理学家卢斯卡发明了电子显微镜偏光显微镜使用说明，基于波粒二象性原理，电子束具有较短的德布罗意波波长，因此可以达到较小的分辨率。
电子的加速电压与其自身的波长相对应。 当电压为100伏时，电子束的波长约为0.004nm（实际分辨率只能达到0.2nm），远小于可见光的波长，因此电子显微镜的分辨率极限很远。 超光学显微镜最大放大倍数可达300万倍，可以区分病毒、线粒体、DNA等微小物体。
光学显微镜由目镜、物镜、粗调焦螺丝、细调焦螺丝、压夹、光阑、快门、转换器、反射镜、载物台、镜臂、镜筒、镜座和聚光镜组成。 ，由孔径组成
通常由光学部分、照明部分和机械部分组成。 毫无疑问，光学部分是最关键的，它由目镜和物镜组成。 早在1590年，荷兰和意大利的眼镜制造商就制造出了类似于显微镜的放大仪器。 光学显微镜的种类很多，包括明视野显微镜（普通光学显微镜）、暗视野显微镜、荧光显微镜、相差显微镜、激光扫描共焦显微镜、偏光显微镜、微分干涉显微镜、倒置显微镜等。
一个简短的历史
早在公元前一世纪，人们就发现，通过球形透明物体观察微小物体时，可以将其放大成像。 后来我们逐渐明白了球面玻璃表面使物体放大成像的规律。
1590年，荷兰人Z.（）和意大利眼镜制造商制造出了类似于显微镜的放大仪器。
1611，（开普勒）：提出了一种制作复式显微镜的方法。
1665年，R.胡克（ Hooke）：“细胞”一词来源于胡克用复式显微镜观察软木塞组织中的微小孔隙。
1674年，AV列文虎克：发现原生动物学的报告问世，九年后他成为第一个发现“细菌”存在的人。
1833年，布朗：在显微镜下观察紫罗兰，然后发表了他对细胞核的详细讨论。
1838年，施莱登和施旺：两人都提倡细胞学原理，其主要目的是“有核细胞是一切动植物组织和功能的基本要素”。
1857 年，（）：在肌肉细胞中发现了线粒体。
1876年，阿贝（Abbey）：分析了在显微镜中形成图像时产生的衍射效应偏光显微镜使用说明，并试图设计出最理想的显微镜。
1879，（弗莱明）：发现当动物细胞进行有丝分裂时，其染色体的活性清晰可见。
1881年，（祖睿）：动物组织报告出来了。 世界上没有任何人能够超越这一出版物。 然而20年后，以卡哈尔为首的一群组织学家开发了显微镜染色观察方法，为以后的显微解剖学奠定了基础。
1882年，科赫用苯染料对微生物组织进行染色，发现了霍乱和结核杆菌。 在接下来的 20 年里，克莱布斯和帕斯特等其他细菌学家通过在显微镜下检查染色化学物质来确定许多疾病的原因。
1886年，蔡司：突破了一般可见光的理论极限，他的发明——艾比镜头和一系列其他镜头为显微镜学家开辟了解释的新世界。
1898 年高尔基体：第一位在细菌中发现高尔基体的显微镜学家。 他用硝酸银对细胞进行染色，使人类细胞的研究向前迈出了一大步。
1924 年，（兰卡辛）：与他的实验伙伴一起开发了放射线照相术，这是一项使用放射性钋来检测生物样本的发明。
1930 年，（Leby David）：设计并装备了第一台干涉显微镜。 此外，德罗尼科于1932年发明了相差显微镜，两人扩展了传统的光学显微镜，发展了相差观察，使生物学家能够观察染色活细胞的各种细节。
1941年，Coons：在抗体中添加荧光染料来检测细胞抗原。
1952年，诺马斯基（）：发明干涉相位差光学系统。 该发明不仅享有专利权，而且以发明人的名字命名。
1981年，艾伦和井上（Allen and Inoue）：基于光学显微镜原理的图像增强对比度已经发展到完美。
1988 年，（共轭聚焦）扫描显微镜在市场上广泛使用。
