Różnica między mikroskopem świetlnym a mikroskopem elektronowym - Różnica Pomiędzy

Różnica między mikroskopem świetlnym a mikroskopem elektronowym

Główna różnica - mikroskop świetlny a mikroskop elektronowy

Mikroskopy świetlne (mikroskopy optyczne) i mikroskopy elektronowe są używane do oglądania bardzo małych obiektów. The główna różnica to między mikroskopem świetlnym a mikroskopem elektronowym mikroskopy świetlne wykorzystują wiązki światła do oświetlania obiektu w trakcie badania mikroskop elektronowy wykorzystuje wiązki elektronów do oświetlania obiektu.

Czym jest mikroskop świetlny

Mikroskopy świetlne oświetlają próbkę światłem widzialnym i wykorzystują soczewki do uzyskania powiększonego obrazu. Mikroskopy świetlne występują w dwóch odmianach:pojedynczy obiektyw izłożony. W mikroskopach z pojedynczą soczewką pojedyncza soczewka jest używana do powiększania obiektu, podczas gdy soczewka złożona wykorzystuje dwie soczewki. Korzystanie zobiektyw, rzeczywisty, odwrócony i powiększony obraz próbki jest wytwarzany wewnątrz mikroskopu, a następnie za pomocą drugiej soczewki zwanejokular, obraz utworzony przez soczewkę obiektywu jest jeszcze bardziej powiększany.


Obraz liścia mchu (Rhizomnium punctatum) pod mikroskopem świetlnym (x400). Porównaj rozmiar tych chloroplastów (zielone plamki) z bardziej szczegółową wersją (z innej próbki) pobraną z mikroskopu elektronowego poniżej.

Czym jest mikroskop elektronowy

Mikroskopy elektronowe oświetlają próbkę za pomocą wiązki elektronów. Pola magnetyczne służą do zginania wiązek elektronów, podobnie jak soczewki optyczne do zginania wiązek światła w mikroskopach świetlnych. Dwa rodzaje mikroskopów elektronowych są szeroko stosowane:transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM) iskanowanie mikroskopu elektronowego (SEM). W transmisyjnych mikroskopach elektronowych wiązka elektronów przechodziprzez okaz. Obiektywna „soczewka” (która jest tak naprawdę magnesem) jest używana do pierwszego wykonania obrazu i za pomocą „obiektywu” projekcyjnego można uzyskać powiększony obraz na ekranie fluorescencyjnym. W skaningowych mikroskopach elektronowych wiązka elektronów zostaje wystrzelona na próbkę, co powoduje uwolnienie wtórnych elektronów z powierzchni próbki. Za pomocą anody te elektrony powierzchniowe mogą być zbierane, a powierzchnia może być „mapowana”.


Zazwyczaj rozdzielczość obrazów SEM nie jest tak wysoka jak w przypadku TEM. Jednakże, ponieważ elektrony nie muszą przechodzić przez próbkę w SEM, mogą być użyte do badania grubszej próbki. Ponadto obrazy wykonane przez SEM ujawniają więcej szczegółów głębi powierzchni.


TEM Obraz chloroplastu (x12000)


Obraz SEM pyłku z różnych roślin (x500). Zwróć uwagę na szczegół głębi.

Rozkład

Therozkład obrazu opisuje zdolność do rozróżniania dwóch różnych punktów obrazu. Obraz o wyższej rozdzielczości jest ostrzejszy i bardziej szczegółowy. Ponieważ fale świetlne ulegają dyfrakcji, zdolność do rozróżniania dwóch punktów na obiekcie jest ściśle związana z długością fali światła używanego do oglądania obiektu. Zostało to wyjaśnione wKryterium Rayleigha. Fala nie może również ujawnić szczegółów z przestrzenną separacją mniejszą niż długość fali. Oznacza to, że im mniejsza długość fali jest używana do oglądania obiektu, tym ostrzejszy jest obraz.

Mikroskopy elektronowe wykorzystują falową naturę elektronów. The długość fali deBroglie (tj. długość fali związana z elektronem) dla elektronów przyspieszanych do typowych napięć stosowanych w TEM wynosi około 0,01 nm, podczas gdy światło widzialne ma długości fali między 400-700 nm. Jasne jest więc, że wiązki elektronów są w stanie ujawnić znacznie więcej szczegółów niż wiązki światła widzialnego. W rzeczywistości rozdzielczości TEM są zwykle rzędu 0,1 nm, a nie 0,01 nm ze względu na wpływ pola magnetycznego, ale rozdzielczość jest wciąż około 100 razy lepsza niż rozdzielczość mikroskopu świetlnego. Rozdzielczość SEM jest nieco niższa, rzędu 10 nm.

Różnica między mikroskopem świetlnym a mikroskopem elektronowym

Źródło oświetlenia

Mikroskop świetlny wykorzystuje wiązki światła widzialnego (długość fali 400-700 nm) do oświetlenia próbki.

Mikroskop elektronowy wykorzystuje wiązki elektronów (długość fali ~ 0,01 nm) do oświetlania próbki.

Technika powiększania

Mikroskop świetlnywykorzystuje soczewki optyczne do gięcia promieni światła i powiększania obrazów.

Mikroskop elektronowy używa magnesów do zginania promieni elektronów i powiększania obrazów.

Rozkład

Mikroskop świetlny ma niższe rozdzielczości w porównaniu z mikroskopami elektronowymi, około 200 nm.

Mikroskop elektronowy może mieć rozdzielczość rzędu 0,1 nm.

Powiększenie

Mikroskopy świetlne może mieć powiększenia około ~ × 1000.

Mikroskopy elektronowe może mieć powiększenia do ~ × 500000 (SEM).

Operacja

Mikroskop świetlny niekoniecznie potrzebuje źródła energii elektrycznej do działania.

Mikroskop elektronowy wymaga energii elektrycznej do przyspieszenia elektronów. Wymaga również umieszczenia próbek w próżni (w przeciwnym razie elektrony mogą rozpraszać cząsteczki powietrza), w przeciwieństwie do mikroskopów świetlnych.

Cena £

Mikroskop świetlny jest znacznie tańszy w porównaniu z mikroskopami elektronowymi.

Mikroskop elektronowy jest stosunkowo droższy.

Rozmiar

Mikroskop świetlny jest mały i może być używany na pulpicie.

Mikroskop elektronowy jest dość duży i może być tak wysoki jak osoba.

Referencje

Young, H. D. i Freedman, R. A. (2012). Fizyka uniwersytecka Searsa i Zemansky'ego: z nowoczesną fizyką. Addison-Wesley.

Zdjęcie dzięki uprzejmości

„Punktiertes Wurzelsternmoos (Rhizomnium punctatum), Laminazellen, 400x vergrößert ”Kristiana Petersa - Fabelfroh (sfotografowany przez Kristiana Petersa) [