De ce rezoluția unui microscop electronic este mai mare decât cea a unui microscop optic
Mărirea unui microscop optic este mai mică decât cea a unui microscop electronic. Un microscop optic poate observa doar structuri microscopice, cum ar fi celulele și cloroplastele, în timp ce un microscop electronic poate observa structuri submicroscopice, adică structura organitelor, virușilor, bacteriilor etc.
Un microscop electronic proiectează un fascicul de electroni accelerat și agregat pe o probă foarte subțire, unde electronii se ciocnesc de atomii din probă pentru a schimba direcția, rezultând o împrăștiere unghiulară tridimensională. Mărimea unghiului de împrăștiere este legată de densitatea și grosimea probei, astfel încât poate forma imagini cu diferite nuanțe. Imaginile vor fi afișate pe dispozitive de imagistică (cum ar fi ecrane fluorescente, filme și componente fotosensibile de cuplare) după amplificare și focalizare.
Datorită lungimii de undă foarte scurte a electronilor de Broglie, rezoluția unui microscop electronic cu transmisie este mult mai mare decât cea a unui microscop optic, atingând 0.1-0,2 nm și mărirea de la zeci de mii la milioane de ori. Prin urmare, utilizarea microscopiei electronice de transmisie poate fi utilizată pentru a observa structura fină a probelor și chiar pentru a observa structura unui singur rând de atomi, care este de zeci de mii de ori mai mică decât cea mai mică structură observată de microscopia 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 și așa mai departe.
Cea mai mare rezoluție a unui microscop optic
200 de nanometri. Rezoluția unui microscop optic (cu lungimi de undă ale luminii vizibile variind de la 770 la 390 nanometri) este strâns legată de domeniul de focalizare al fasciculului de iluminare. În anii 1870, fizicianul german Ernst Abbe a descoperit.
Lumina vizibilă, datorită caracteristicilor sale de undă, suferă difracție, ceea ce face ca fasciculul să nu se poată focaliza la infinit. Conform acestei legi Abbe, diametrul minim pentru focalizarea luminii vizibile este o treime din lungimea de undă a undei de lumină.
Adică 200 de nanometri. Timp de peste un secol, „limita Abbe” de 200 de nanometri a fost considerată limita teoretică de rezoluție a microscoapelor optice, iar obiectele mai mici decât această dimensiune trebuie observate folosind un microscop electronic sau un microscop cu scanare tunel.
Diafragma numerică, cunoscută și sub denumirea de raport de deschidere, prescurtat ca NA sau A, este parametrul principal al lentilei obiectivului și al condensatorului și este direct proporțională cu rezoluția microscopului. Deschiderea numerică a obiectivului uscat este 0.05-0,95, iar deschiderea numerică a obiectivului cu scufundare în ulei (ulei de cedru) este 1,25.
Distanța de lucru se referă la distanța de la lentila frontală a obiectivului până la capacul de sticlă a specimenului atunci când specimenul care este observat este cel mai clar. Distanța de lucru a obiectivului este legată de distanța sa focală. Cu cât distanța focală a obiectivului este mai mare, cu atât mărirea este mai mică și distanța de lucru este mai mare.
Funcția lentilei obiectiv este de a mări specimenul pentru prima dată și este cea mai importantă componentă care determină performanța microscopului - nivelul de rezoluție. Rezoluția este, de asemenea, cunoscută ca rezoluție sau putere de rezoluție. Mărimea rezoluției este exprimată prin valoarea numerică a distanței de rezoluție (distanța minimă dintre două puncte obiect care pot fi distinse).
La o distanță clară de 25 cm, două obiecte cu o distanță de 0.073 mm pot fi văzute clar de ochiul uman normal. Această valoare de 0,073 mm este distanța de rezoluție a ochiului uman normal. Cu cât distanța de rezoluție a unui microscop este mai mică, cu atât rezoluția acestuia este mai mare și o performanță mai bună.
Mărirea unui microscop optic este mai mică decât cea a unui microscop electronic. Un microscop optic poate observa doar structuri microscopice, cum ar fi celulele și cloroplastele, în timp ce un microscop electronic poate observa structuri submicroscopice, adică structura organitelor, virușilor, bacteriilor etc.
Un microscop electronic proiectează un fascicul de electroni accelerat și agregat pe o probă foarte subțire, unde electronii se ciocnesc de atomii din probă pentru a schimba direcția, rezultând o împrăștiere unghiulară tridimensională. Mărimea unghiului de împrăștiere este legată de densitatea și grosimea probei, astfel încât poate forma imagini cu diferite nuanțe. Imaginile vor fi afișate pe dispozitive de imagistică (cum ar fi ecrane fluorescente, filme și componente fotosensibile de cuplare) după amplificare și focalizare.
Datorită lungimii de undă foarte scurte a electronilor de Broglie, rezoluția unui microscop electronic cu transmisie este mult mai mare decât cea a unui microscop optic, atingând 0.1-0,2 nm și mărirea de la zeci de mii la milioane de ori. Prin urmare, utilizarea microscopiei electronice de transmisie poate fi utilizată pentru a observa structura fină a probelor și chiar pentru a observa structura unui singur rând de atomi, care este de zeci de mii de ori mai mică decât cea mai mică structură observată de microscopia 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 și așa mai departe.
Cea mai mare rezoluție a unui microscop optic
200 de nanometri. Rezoluția unui microscop optic (cu lungimi de undă ale luminii vizibile variind de la 770 la 390 nanometri) este strâns legată de domeniul de focalizare al fasciculului de iluminare. În anii 1870, fizicianul german Ernst Abbe a descoperit.
Lumina vizibilă, datorită caracteristicilor sale de undă, suferă difracție, ceea ce face ca fasciculul să nu se poată focaliza la infinit. Conform acestei legi Abbe, diametrul minim pentru focalizarea luminii vizibile este o treime din lungimea de undă a undei de lumină.
Adică 200 de nanometri. Timp de peste un secol, „limita Abbe” de 200 de nanometri a fost considerată limita teoretică de rezoluție a microscoapelor optice, iar obiectele mai mici decât această dimensiune trebuie observate folosind un microscop electronic sau un microscop cu scanare tunel.
Diafragma numerică, cunoscută și sub denumirea de raport de deschidere, prescurtat ca NA sau A, este parametrul principal al lentilei obiectivului și al condensatorului și este direct proporțională cu rezoluția microscopului. Deschiderea numerică a obiectivului uscat este 0.05-0,95, iar deschiderea numerică a obiectivului cu scufundare în ulei (ulei de cedru) este 1,25.
Distanța de lucru se referă la distanța de la lentila frontală a obiectivului până la capacul de sticlă a specimenului atunci când specimenul care este observat este cel mai clar. Distanța de lucru a obiectivului este legată de distanța sa focală. Cu cât distanța focală a obiectivului este mai mare, cu atât mărirea este mai mică și distanța de lucru este mai mare.
Funcția lentilei obiectiv este de a mări specimenul pentru prima dată și este cea mai importantă componentă care determină performanța microscopului - nivelul de rezoluție. Rezoluția este, de asemenea, cunoscută ca rezoluție sau putere de rezoluție. Mărimea rezoluției este exprimată prin valoarea numerică a distanței de rezoluție (distanța minimă dintre două puncte obiect care pot fi distinse).
La o distanță clară de 25 cm, două obiecte cu o distanță de 0.073 mm pot fi văzute clar de ochiul uman normal. Această valoare de 0,073 mm este distanța de rezoluție a ochiului uman normal. Cu cât distanța de rezoluție a unui microscop este mai mică, cu atât rezoluția acestuia este mai mare și o performanță mai bună.
