Kāda ir atšķirība starp gaismas mikroskopiju un elektronu mikroskopiju?
Tipisks optiskais mikroskops izmanto redzamo gaismu, lai apgaismotu paraugu, un stikla lēcu sēriju, lai palielinātu parauga attēlu. Tā kā jūs izmantojat gaismu, varat novietot paraugu zem mikroskopa apkārtējā gaisā vai dažos gadījumos nelielā ūdens vai eļļas daudzumā. Saliktās gaismas mikroskopijai mums parasti ir jābūt plānam paraugam, jo mēs vēlamies, lai gaisma tam izietu cauri, lai mēs varētu redzēt iekšējās detaļas. Parasti tas nozīmē parauga daļu griešanu, bet atkarībā no parauga sekciju biezums var būt aptuveni 1 līdz 20 mikroni. Izmantojot stereo vai sadalošās gaismas mikroskopiju, šādas prasības nav, jo parasti skatāties tikai uz parauga virsmu. Novērojiet palielināto attēlu optiskā mikroskopā caur okulāriem,
Elektronu mikroskopos kā apgaismojuma veidu tiek izmantots rūpīgi kontrolēts elektronu stars. Staru kontrolē un fokusē virkne elektromagnētisko lēcu, kas būtībā ir spēcīgas elektromagnētiskas spoles ar centrālu caurumu, caur kuru iziet elektroni. Objektīvs kontrolē gaismas staru, kas skar paraugu, kā arī palielina parauga attēlu. Tā kā jūs strādājat ar elektronu staru, visai elektronu optiskajai sistēmai ir jāatrodas augstā vakuumā, kas nozīmē, ka paraugam ir jābūt piemērotam vakuuma videi. Transmisijas elektronu mikroskopā (TEM) elektroniem ir jāiziet cauri paraugam, tāpēc paraugam jābūt ļoti plānam, mazākam par 0,1 mikronu. Palielinātie attēli tiek skatīti fluorescējošā ekrānā, bet tos var ierakstīt ar CCD kameru, kas uzstādīta zem vai virs ekrāna.
Skenējošā elektronu mikroskopija (SEM) savā ziņā ir ļoti līdzīga optiski sadalošajam mikroskopam, jo jūs ļoti uzmanīgi skatāties uz parauga virsmu, tāpēc tam nav jābūt plānam. SEM paraugs tiek skenēts ar smalki fokusētu elektronu staru, tāpēc paraugam ir jāspēj izturēt augsts vakuums un tam jābūt pietiekami vadītspējīgam. (Tas ir tāpēc, ka paraugā tiek iepludināta elektronu plūsma, un strāva ir jānovada.) SEM paraugi bieži tiek pārklāti ar ļoti plānu oglekļa vai metāla (piemēram, zelta vai hroma) pārklājumu, lai tie būtu vadītspējīgi.
Iepriekš minētie komentāri apraksta fiziskās instrumentācijas atšķirības, un es pat nepieminēju, ka elektronu mikroskopi ir lielāki un sarežģītāki nekā gaismas mikroskopi. Taču galvenā atšķirība starp gaismas un elektronu mikroskopiju ir izšķirtspēja – spēja izšķirt ļoti mazas detaļas. Izšķirtspēju galu galā ierobežo gaismas viļņa garums optiskajā mikroskopijā un elektronu stara efektīvais viļņa garums elektronu mikroskopijā. Tā kā redzamās gaismas viļņa garums ir aptuveni {{0}} nanometru diapazonā, optiskās mikroskopijas optimālā izšķirtspēja ir aptuveni 200 nanometri (0). 2 mikrometri). TEM, kas darbojas ar 200 kilovoltiem, elektronu stara viļņa garums ir 0,0025 nanometri, šāda instrumenta faktiskā izšķirtspēja ir aptuveni 0,2 nanometri jeb tūkstoš reižu labāka nekā optiskajam mikroskopam. Uzlaboto TEM izšķirtspēja var būt tuvu 0,1 nanometram, un daudzi TEM var attēlot atomus parastās struktūrās.
Tā kā palielinājums ir tikai attiecība, kā objekts izskatās acī vai ekrānā salīdzinājumā ar tā faktisko izmēru, tas nozīmē, ka ļoti labam optiskajam mikroskopam ir maksimālais palielinājums 1000-2000x un maksimālais pieejamais augstas kvalitātes palielinājums. TEM ir 1-2 miljoni reižu. MPM izšķirtspēju ietekmē daudzi citi faktori, un maksimālais pieejamais palielinājums, iespējams, ir aptuveni 300,000x.
Kā redzat, starp gaismas un elektronu mikroskopiju patiešām ir daudz atšķirību, un galvenās ir izšķirtspējas problēmas. Praktiskiem lietojumiem izmantojamā instrumenta veida izvēle galu galā būs atkarīga no nepieciešamās izšķirtspējas un palielinājuma, kā arī parauga sagatavošanas vienkāršības.
