Waarom is de resolutie van een elektronenmicroscoop hoger dan die van een optische microscoop?
De vergroting van een optische microscoop is kleiner dan die van een elektronenmicroscoop. Een optische microscoop kan alleen microscopische structuren waarnemen, zoals cellen en chloroplasten, terwijl een elektronenmicroscoop submicroscopische structuren kan waarnemen, dat wil zeggen de structuur van organellen, virussen, bacteriën, enz.
Een elektronenmicroscoop projecteert een versnelde en geaggregeerde elektronenbundel op een zeer dun monster, waar elektronen botsen met atomen in het monster om van richting te veranderen, wat resulteert in driedimensionale hoekverstrooiing. De grootte van de verstrooiingshoek houdt verband met de dichtheid en dikte van het monster, zodat het afbeeldingen met verschillende tinten kan vormen. De beelden worden na versterking en scherpstelling weergegeven op beeldapparatuur (zoals fluorescerende schermen, films en lichtgevoelige koppelingscomponenten).
Vanwege de zeer korte De Broglie-golflengte van elektronen is de resolutie van een transmissie-elektronenmicroscoop veel hoger dan die van een optische microscoop, met een bereik van 0.1-0.2 nm en een vergroting van tienduizenden tot miljoenen. van tijden. Daarom kan het gebruik van transmissie-elektronenmicroscopie worden gebruikt om de fijne structuur van monsters waar te nemen, en zelfs om de structuur van slechts één rij atomen waar te nemen, die tienduizenden keren kleiner is dan de kleinste structuur die wordt waargenomen door 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, enzovoort.
De hoogste resolutie van een optische microscoop
200 nanometer. De resolutie van een optische microscoop (met golflengten van zichtbaar licht variërend van 770 tot 390 nanometer) hangt nauw samen met het focusbereik van de lichtbundel. In de jaren 1870 ontdekte de Duitse natuurkundige Ernst Abbe.
Zichtbaar licht ondergaat vanwege zijn golfkarakteristieken diffractie, waardoor de straal niet oneindig kan scherpstellen. Volgens de wet van Abbe is de minimale diameter voor het focusseren van zichtbaar licht een derde van de golflengte van de lichtgolf.
Dat is 200 nanometer. Al meer dan een eeuw wordt de "Abbe-limiet" van 200 nanometer beschouwd als de theoretische resolutielimiet van optische microscopen, en objecten kleiner dan deze grootte moeten worden waargenomen met behulp van een elektronenmicroscoop of tunnelscanmicroscoop.
Numerieke apertuur, ook bekend als apertuurverhouding, afgekort als NA of A, is de belangrijkste parameter van de objectieflens en condensor, en is direct evenredig met de resolutie van de microscoop. De numerieke apertuur van het droge objectief is 0.05-0.95, en de numerieke apertuur van het in olie ondergedompelde objectief (cederolie) is 1,25.
Werkafstand verwijst naar de afstand van de voorste lens van de objectieflens tot het dekglas van het preparaat wanneer het te observeren preparaat het helderst is. De werkafstand van de objectieflens is gerelateerd aan de brandpuntsafstand. Hoe langer de brandpuntsafstand van de objectieflens, hoe lager de vergroting en hoe langer de werkafstand.
De functie van de objectieflens is om het preparaat voor de eerste keer te vergroten, en het is het belangrijkste onderdeel dat de prestaties van de microscoop bepaalt: het resolutieniveau. Resolutie wordt ook wel resolutie of oplossend vermogen genoemd. De grootte van de resolutie wordt uitgedrukt door de numerieke waarde van de resolutieafstand (de minimale afstand tussen twee objectpunten die kunnen worden onderscheiden).
Op een duidelijke afstand van 25 cm kunnen twee objecten met een afstand van 0.073 mm duidelijk worden gezien door het normale menselijke oog. Deze waarde van 0,073 mm is de resolutieafstand van het normale menselijke oog. Hoe kleiner de resolutieafstand van een microscoop, hoe hoger de resolutie en hoe beter de prestaties.
De vergroting van een optische microscoop is kleiner dan die van een elektronenmicroscoop. Een optische microscoop kan alleen microscopische structuren waarnemen, zoals cellen en chloroplasten, terwijl een elektronenmicroscoop submicroscopische structuren kan waarnemen, dat wil zeggen de structuur van organellen, virussen, bacteriën, enz.
Een elektronenmicroscoop projecteert een versnelde en geaggregeerde elektronenbundel op een zeer dun monster, waar elektronen botsen met atomen in het monster om van richting te veranderen, wat resulteert in driedimensionale hoekverstrooiing. De grootte van de verstrooiingshoek houdt verband met de dichtheid en dikte van het monster, zodat het afbeeldingen met verschillende tinten kan vormen. De beelden worden na versterking en scherpstelling weergegeven op beeldapparatuur (zoals fluorescerende schermen, films en lichtgevoelige koppelingscomponenten).
Vanwege de zeer korte De Broglie-golflengte van elektronen is de resolutie van een transmissie-elektronenmicroscoop veel hoger dan die van een optische microscoop, met een bereik van 0.1-0.2 nm en een vergroting van tienduizenden tot miljoenen. van tijden. Daarom kan het gebruik van transmissie-elektronenmicroscopie worden gebruikt om de fijne structuur van monsters waar te nemen, en zelfs om de structuur van slechts één rij atomen waar te nemen, die tienduizenden keren kleiner is dan de kleinste structuur die wordt waargenomen door 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, enzovoort.
De hoogste resolutie van een optische microscoop
200 nanometer. De resolutie van een optische microscoop (met golflengten van zichtbaar licht variërend van 770 tot 390 nanometer) hangt nauw samen met het focusbereik van de lichtbundel. In de jaren 1870 ontdekte de Duitse natuurkundige Ernst Abbe.
Zichtbaar licht ondergaat vanwege zijn golfkarakteristieken diffractie, waardoor de straal niet oneindig kan scherpstellen. Volgens de wet van Abbe is de minimale diameter voor het focusseren van zichtbaar licht een derde van de golflengte van de lichtgolf.
Dat is 200 nanometer. Al meer dan een eeuw wordt de "Abbe-limiet" van 200 nanometer beschouwd als de theoretische resolutielimiet van optische microscopen, en objecten kleiner dan deze grootte moeten worden waargenomen met behulp van een elektronenmicroscoop of tunnelscanmicroscoop.
Numerieke apertuur, ook bekend als apertuurverhouding, afgekort als NA of A, is de belangrijkste parameter van de objectieflens en condensor, en is direct evenredig met de resolutie van de microscoop. De numerieke apertuur van het droge objectief is 0.05-0.95, en de numerieke apertuur van het in olie ondergedompelde objectief (cederolie) is 1,25.
Werkafstand verwijst naar de afstand van de voorste lens van de objectieflens tot het dekglas van het preparaat wanneer het te observeren preparaat het helderst is. De werkafstand van de objectieflens is gerelateerd aan de brandpuntsafstand. Hoe langer de brandpuntsafstand van de objectieflens, hoe lager de vergroting en hoe langer de werkafstand.
De functie van de objectieflens is om het preparaat voor de eerste keer te vergroten, en het is het belangrijkste onderdeel dat de prestaties van de microscoop bepaalt: het resolutieniveau. Resolutie wordt ook wel resolutie of oplossend vermogen genoemd. De grootte van de resolutie wordt uitgedrukt door de numerieke waarde van de resolutieafstand (de minimale afstand tussen twee objectpunten die kunnen worden onderscheiden).
Op een duidelijke afstand van 25 cm kunnen twee objecten met een afstand van 0.073 mm duidelijk worden gezien door het normale menselijke oog. Deze waarde van 0,073 mm is de resolutieafstand van het normale menselijke oog. Hoe kleiner de resolutieafstand van een microscoop, hoe hoger de resolutie en hoe beter de prestaties.
