Zašto elektronski mikroskopi ne bi trebali zamijeniti svjetlosne mikroskope
Elektronski mikroskopi koriste princip elektronske optike, zamjenjujući svjetlosne zrake i optička sočiva elektronskim snopovima i elektronskim sočivima, tako da se fine strukture tvari mogu snimiti pri vrlo velikim uvećanjima. Iako je njegova rezoluciona moć daleko bolja od optičkih mikroskopa, elektronskim mikroskopom je teško promatrati žive organizme jer moraju raditi u vakuumskim uvjetima, a zračenje elektronskih zraka oštetit će i biološke uzorke, pa ne mogu u potpunosti zamijeniti optičke mikroskope. Štoviše, njihova cijena je različita, a različit je i opseg posla za koji su pogodni. Nadam se da vam moj odgovor može pomoći.
Elektronski mikroskopi ne mogu u potpunosti zamijeniti optičke mikroskope iz sljedećih razloga:
1. Elektronski mikroskopi su optički mikroskopi sa dodanim CCD-ovima, ekranima ili kompjuterskim priborom. Ovo se može nazvati samo video mikroskopom. Tokom čitavog procesa snimanja, CCD-ovi zamjenjuju ljudsko oko. Zato što je u video-snimanju elektronsko uvećanje virtuelno uvećanje, a u smislu piksela, fotosenzitivnih efekata i drugih faktora, ono se previše razlikuje od ljudskog oka, tako da je efekat previše drugačiji od vizuelnog mikroskopa;
2. Postoji još jedan najvažniji razlog, CCD spada u planarnu sliku, a ljudske oči, posebno u slučaju binokularnog posmatranja, će proizvesti jak trodimenzionalni efekat, što je razlog zašto je kontrastni efekat njih dvoje prevelik ;
3. Elektronski mikroskopi se uglavnom izražavaju kao skenirajući elektronski mikroskopi. Efekat ovakvog mikroskopa je mnogo bolji od običnih optičkih mikroskopa, ali se zbog visoke cene retko koristi u industriji.
Zašto je rezolucija elektronskog mikroskopa veća od rezolucije svjetlosnog mikroskopa?
Uvećanje optičkog mikroskopa je manje od povećanja elektronskog mikroskopa. Optički mikroskop može promatrati samo mikrostrukture, kao što su stanice i hloroplasti, dok elektronski mikroskop može promatrati submikroskopske strukture, odnosno strukturu organela, virusa, bakterija itd.
Elektronski mikroskop projektuje ubrzani i koncentrirani snop elektrona na vrlo tanak uzorak, a elektroni se sudaraju s atomima u uzorku kako bi promijenili svoj smjer, stvarajući tako raspršivanje pod čvrstim kutom. Veličina ugla raspršenja je povezana s gustinom i debljinom uzorka, tako da se mogu formirati slike različite svjetline i tame, a slike će biti prikazane na uređajima za snimanje (kao što su fluorescentni ekrani, filmovi i fotoosjetljive komponente za spajanje) nakon zumiranja i fokusiranja.
Zbog veoma kratke de Broglie talasne dužine elektrona, rezolucija transmisionog elektronskog mikroskopa je mnogo veća od one optičkog mikroskopa, koji može doseći 0.1-0.2nm, a uvećanje je desetine hiljada do milion puta. Stoga se korištenjem transmisione elektronske mikroskopije može promatrati fina struktura uzoraka, čak i struktura samo jedne kolone atoma, koja je desetine hiljada puta manja od najmanje strukture koja se može uočiti optičkom mikroskopom. TEM je važna analitička metoda u mnogim naučnim oblastima vezanim za fiziku i biologiju, kao što su istraživanje raka, virologija, nauka o materijalima, kao i nanotehnologija, istraživanje poluprovodnika, itd.
