Могут ли рибосомы внутри клетки быть обнаружены с использованием ультрафиолетового микроскопа, в котором используются

Рибосомы — это маленькие структуры внутри клетки, которые выполняют функцию синтеза белка. Они обычно имеют размер около 20 нм, что значительно меньше, чем длина волны ультрафиолетового света, равная 0,2 мкм (или 200 нм).

Ультрафиолетовый микроскоп использует ультрафиолетовые лучи для освещения образца вместо видимого света, используемого в обычных микроскопах. Чтобы определить, видимы ли рибосомы через ультрафиолетовый микроскоп, необходимо узнать, пройдут ли лучи данной длины волны через объектив микроскопа и будут ли они способны создать изображение рибосом.

Апертурный угол объектива микроскопа является важным параметром, определяющим его разрешающую способность. Обычно он определяется с использованием формулы:

\[\sin(\alpha) = \frac{1.22 \cdot \lambda}{2 \cdot N \cdot \nabla}\]

где \(\alpha\) - апертурный угол, \(\lambda\) - длина волны света, \(N\) - показатель преломления среды между объективом и образцом, и \(\nabla\) - числовая апертура объектива.

В данном случае, у нас ультрафиолетовые лучи со длиной волны 0,2 мкм (или 200 нм). Предположим, что воздух является средой между объективом и образцом, а показатель преломления воздуха \(N\) составляет примерно 1.00.

Давайте вычислим апертурный угол, используя формулу:

\[\sin(\alpha) = \frac{1.22 \cdot \lambda}{2 \cdot N \cdot \nabla}\]

Подставим известные значения:

\[\sin(\alpha) = \frac{1.22 \cdot 200~\text{нм}}{2 \cdot 1.00 \cdot \nabla}\]

\[\sin(\alpha) = \frac{0.244}{\nabla}\]

Теперь мы можем найти числовую апертуру \(\nabla\). Нам неизвестен конкретный объект объектива, использованного в этом ультрафиолетовом микроскопе, поэтому мы не можем точно определить конкретное значение. Однако в качестве примера мы можем предположить, что у объектива с числовой апертурой 0.8, что довольно типично для объективов ультрафиолетовых микроскопов.

Подставим это значение в формулу:

\[\sin(\alpha) = \frac{0.244}{0.8}\]

\[\sin(\alpha) = 0.305\]

Теперь найдем апертурный угол \(\alpha\) с использованием обратной тригонометрической функции arcsin:

\[\alpha = \arcsin(0.305)\]

\[\alpha \approx 17.7^\circ\]

Итак, ответ на ваш вопрос: апертурный угол объектива ультрафиолетового микроскопа составляет примерно 17.7°. Обратите внимание, что этот ответ является приближением, основанным на наших предположениях о показателе преломления и числовой апертуре объектива. Резюмируя, рибосомы внутри клетки не могут быть обнаружены с использованием ультрафиолетового микроскопа с длиной волны 0,2 мкм и объективом с апертурным углом около 17.7°.