Care este diferența dintre microscopia luminoasă și microscopia electronică?
Un microscop optic tipic folosește lumină vizibilă pentru a ilumina o probă și o serie de lentile de sticlă pentru a mări imaginea probei. Deoarece utilizați lumină, puteți plasa specimenul sub microscop în aerul ambiant sau, pentru anumite aplicații, într-o cantitate mică de apă sau ulei. Pentru microscopia cu lumină compusă, avem de obicei nevoie ca specimenul să fie subțire, deoarece dorim să treacă lumina prin el, astfel încât să putem vedea detaliile interne. Aceasta înseamnă de obicei tăierea secțiunilor de probă, dar în funcție de probă, grosimea secțiunilor poate fi de aproximativ 1 până la 20 de microni. Cu microscopia cu lumină stereo sau cu disecție, nu există o astfel de cerință, deoarece de obicei vă uitați doar la suprafața probei. Observați imaginea mărită la microscop optic prin oculare,
Microscoapele electronice folosesc un fascicul de electroni atent controlat ca formă de iluminare. Fasciculul este controlat și focalizat de o serie de lentile electromagnetice, care sunt în esență bobine electromagnetice puternice, cu o gaură centrală prin care trec electronii. Lentila controlează fasciculul de lumină care lovește proba și, de asemenea, mărește imaginea probei. Deoarece lucrați cu un fascicul de electroni, întregul sistem optic de electroni trebuie să fie într-un vid înalt, ceea ce înseamnă că proba trebuie să fie potrivită pentru mediul de vid. Într-un microscop electronic cu transmisie (TEM), electronii trebuie să treacă prin eșantion, astfel încât proba trebuie să fie foarte subțire, mai mică de 0,1 microni. Imaginile mărite sunt vizualizate pe un ecran fluorescent, dar pot fi înregistrate cu o cameră CCD montată sub sau deasupra ecranului.
Microscopia electronică cu scanare (SEM) este foarte asemănătoare cu un microscop optic de disecție într-un fel, prin aceea că te uiți foarte atent la suprafața specimenului, astfel încât să nu fie neapărat subțire. În SEM, proba este scanată cu un fascicul de electroni fin focalizat, astfel încât proba trebuie să poată rezista la vid înalt și trebuie să fie rezonabil conductivă. (Acest lucru se datorează faptului că aruncați un flux de electroni în eșantion, iar curentul trebuie condus departe.) Probele SEM sunt adesea acoperite cu un strat foarte subțire de carbon sau metal (cum ar fi aur sau crom) pentru a le face conductoare.
Comentariile de mai sus descriu diferențele în instrumentația fizică și nici măcar nu am menționat că microscoapele electronice sunt mai mari și mai complexe decât microscoapele cu lumină. Dar principala diferență dintre microscopia luminoasă și cea electronică este rezoluția - capacitatea de a rezolva detalii foarte mici. Rezoluția este în cele din urmă limitată de lungimea de undă a luminii în microscopia optică și de lungimea de undă efectivă a fasciculului de electroni în microscopia electronică. Deoarece lungimea de undă a luminii vizibile este aproximativ în intervalul {{0}} nanometri, rezoluția optimă a microscopiei optice este de aproximativ 200 nanometri (0. 2 micrometri). Pentru un TEM care funcționează la 200 kilovolți, lungimea de undă a fasciculului de electroni este de 0,0025 nanometri, rezoluția reală a unui astfel de instrument este de aproximativ 0,2 nanometri, sau de o mie de ori mai bună decât un microscop optic. TEM avansate pot avea rezoluții apropiate de 0,1 nanometri, iar multe TEM pot imaginea atomii în structuri obișnuite.
Deoarece mărirea este pur și simplu raportul dintre modul în care apare un obiect pentru ochi sau ecran în comparație cu dimensiunea lui reală, aceasta înseamnă că un microscop optic foarte bun are o mărire maximă de 1000-2000x și mărirea maximă disponibilă de o calitate înaltă. TEM este de 1-2 milioane de ori. Pentru SEM, există mulți alți factori care afectează rezoluția, iar mărirea maximă disponibilă este probabil de aproximativ 300,000x.
După cum puteți vedea, există într-adevăr multe diferențe între microscopia luminoasă și cea electronică, problemele de rezoluție fiind principalele. Pentru aplicații practice, alegerea tipului de instrument de utilizat va depinde în cele din urmă de rezoluția și mărirea necesare și de ușurința pregătirii probei.
