Waarom elektronenmicroscopen niet de plaats van lichtmicroscopen mogen innemen
Elektronenmicroscopen maken gebruik van het principe van elektronenoptica, waarbij lichtstralen en optische lenzen worden vervangen door elektronenstralen en elektronenlenzen, zodat de fijne structuren van stoffen bij zeer hoge vergrotingen in beeld kunnen worden gebracht. Hoewel het oplossend vermogen veel beter is dan dat van optische microscopen, zijn elektronenmicroscopen moeilijk om levende organismen waar te nemen omdat ze onder vacuümomstandigheden moeten werken, en de bestraling van elektronenbundels ook biologische monsters zal beschadigen, zodat ze optische microscopen niet volledig kunnen vervangen. Bovendien zijn hun kosten anders en is de reikwijdte van het werk waarvoor ze geschikt zijn ook anders. Ik hoop dat mijn antwoord je kan helpen.
Elektronenmicroscopen kunnen optische microscopen niet volledig vervangen om de volgende redenen:
1. Elektronenmicroscopen zijn optische microscopen waaraan CCD's, beeldschermen of computeraccessoires zijn toegevoegd. Dit kan alleen een videomicroscoop worden genoemd. Tijdens het gehele beeldvormingsproces vervangen CCD's het menselijk oog. Omdat bij videobeelden de elektronische vergroting een virtuele vergroting is, en in termen van pixels, lichtgevoelige effecten en andere factoren te veel verschilt van het menselijk oog, dus het effect is te veel verschillend van dat van een visuele microscoop;
2. Er is nog een belangrijke reden: CCD behoort tot de planaire beeldvorming en menselijke ogen zullen, vooral in het geval van binoculaire observatie, een sterk driedimensionaal effect produceren, wat de reden is waarom het contrasteffect van de twee te groot is. ;
3. Elektronenmicroscopen worden meestal uitgedrukt als scanning-elektronenmicroscopen. De werking van dit soort microscoop is veel beter dan die van gewone optische microscopen, maar wordt vanwege de hoge prijs zelden in de industrie gebruikt.
Waarom is de resolutie van een elektronenmicroscoop hoger dan die van een lichtmicroscoop?
De vergroting van de optische microscoop is kleiner dan die van de elektronenmicroscoop. De optische microscoop kan alleen microstructuren waarnemen, zoals cellen en chloroplasten, terwijl de elektronenmicroscoop submicroscopische structuren kan waarnemen, dat wil zeggen de structuur van organellen, virussen, bacteriën, enz.
De elektronenmicroscoop projecteert een versnelde en geconcentreerde elektronenbundel op een heel dun monster, en de elektronen botsen met de atomen in het monster om hun richting te veranderen, waardoor verstrooiing van een vaste hoek ontstaat. De grootte van de verstrooiingshoek houdt verband met de dichtheid en dikte van het monster, zodat er afbeeldingen met verschillende helderheid en duisternis kunnen worden gevormd en de afbeeldingen worden weergegeven op beeldapparatuur (zoals fluorescerende schermen, films en lichtgevoelige koppelingscomponenten). na het inzoomen en scherpstellen.
Vanwege de zeer korte de Broglie-golflengte van het elektron is de resolutie van de transmissie-elektronenmicroscoop veel hoger dan die van de optische microscoop, die 0.1-0.2nm kan bereiken, en de vergroting is tienduizenden tot miljoenen keren. Daarom kan het gebruik van transmissie-elektronenmicroscopie worden gebruikt om de fijne structuur van monsters waar te nemen, zelfs de structuur van slechts een enkele kolom atomen, die tienduizenden keren kleiner is dan de kleinste structuur die kan worden waargenomen met optische microscopie. TEM is een belangrijke analytische methode op veel wetenschappelijke gebieden die verband houden met natuurkunde en biologie, zoals kankeronderzoek, virologie, materiaalkunde, maar ook nanotechnologie, halfgeleideronderzoek, enz.
