De ce microscoapele electronice nu ar trebui să ia locul microscoapelor cu lumină
Microscoapele electronice folosesc principiul opticii electronice, înlocuind fasciculele de lumină și lentilele optice cu fasciculele de electroni și lentilele de electroni, astfel încât structurile fine ale substanțelor să poată fi imagini la măriri foarte mari. Deși puterea sa de rezoluție este mult mai bună decât cea a microscoapelor optice, microscoapele electronice sunt greu de observat organismele vii, deoarece acestea trebuie să funcționeze în condiții de vid, iar iradierea fasciculelor de electroni va deteriora și probele biologice, așa că nu pot înlocui complet microscoapele optice. Mai mult, costul lor este diferit, iar domeniul de activitate pentru care sunt potriviti este, de asemenea, diferit. Sper că răspunsul meu vă poate ajuta.
Microscoapele electronice nu pot înlocui complet microscoapele optice din următoarele motive:
1. Microscoapele electronice sunt microscoape optice cu CCD-uri, ecrane de afișare sau accesorii pentru computer. Acesta poate fi numit doar microscop video. Pe parcursul întregului proces de imagistică, CCD-urile înlocuiesc ochiul uman. Deoarece în imagistica video, mărirea electronică este o mărire virtuală, iar în ceea ce privește pixelii, efectele fotosensibile și alți factori, este prea diferită de ochiul uman, deci efectul este prea diferit de cel al unui microscop vizual;
2. Există un alt motiv cel mai important, CCD aparține imaginii plane, iar ochii umani, în special în cazul observației binoculare, vor produce un efect tridimensional puternic, motiv pentru care efectul de contrast al celor doi este prea mare ;
3. Microscoapele electronice sunt exprimate în cea mai mare parte ca microscoape electronice cu scanare. Efectul acestui tip de microscop este mult mai bun decât cel al microscoapelor optice obișnuite, dar din cauza prețului său ridicat, este rar folosit în industrie.
De ce este rezoluția unui microscop electronic mai mare decât cea a unui microscop cu lumină?
Mărirea microscopului optic este mai mică decât cea a microscopului electronic. Microscopul optic poate observa doar microstructuri, cum ar fi celulele și cloroplastele, în timp ce microscopul electronic poate observa structuri submicroscopice, adică structura organelelor, virușilor, bacteriilor etc.
Microscopul electronic proiectează un fascicul de electroni accelerat și concentrat pe o probă foarte subțire, iar electronii se ciocnesc de atomii din probă pentru a-și schimba direcția, producând astfel împrăștierea unghiulară solidă. Mărimea unghiului de împrăștiere este legată de densitatea și grosimea probei, astfel încât se pot forma imagini cu luminozitate și întuneric diferite, iar imaginile vor fi afișate pe dispozitive de imagistică (cum ar fi ecrane fluorescente, filme și componente de cuplare fotosensibile) după mărirea și focalizarea.
Datorită lungimii de undă foarte scurte de Broglie a electronului, rezoluția microscopului electronic cu transmisie este mult mai mare decât cea a microscopului optic, care poate atinge 0.1-0.2nm, iar mărirea este de zeci de mii până la milioane de ori. Prin urmare, utilizarea microscopiei electronice de transmisie poate fi utilizată pentru a observa structura fină a probelor, chiar și structura unei singure coloane de atomi, care este de zeci de mii de ori mai mică decât cea mai mică structură care poate fi observată prin microscopie optică. TEM este o metodă analitică importantă în multe domenii științifice legate de fizică și biologie, cum ar fi cercetarea cancerului, virologia, știința materialelor, precum și nanotehnologia, cercetarea semiconductorilor etc.
