Zakaj elektronski mikroskopi ne bi smeli nadomestiti svetlobnih mikroskopov
Elektronski mikroskopi uporabljajo princip elektronske optike, ki nadomešča svetlobne žarke in optične leče z elektronskimi žarki in elektronskimi lečami, tako da je mogoče fine strukture snovi prikazati pri zelo velikih povečavah. Čeprav je njegova ločljivost veliko boljša od optičnih mikroskopov, je z elektronskimi mikroskopi težko opazovati žive organizme, ker morajo delati v vakuumskih pogojih, obsevanje elektronskih žarkov pa bo poškodovalo tudi biološke vzorce, zato ne morejo popolnoma nadomestiti optičnih mikroskopov. Poleg tega so njihovi stroški različni, različen pa je tudi obseg dela, za katerega so primerni. Upam, da vam bo moj odgovor pomagal.
Elektronski mikroskopi ne morejo popolnoma nadomestiti optičnih mikroskopov iz naslednjih razlogov:
1. Elektronski mikroskopi so optični mikroskopi s CCD, zasloni ali računalniškimi dodatki. Temu lahko rečemo samo video mikroskop. Med celotnim procesom slikanja CCD-ji nadomestijo človeško oko. Ker je pri video slikanju elektronska povečava navidezna povečava in se glede slikovnih pik, fotoobčutljivih učinkov in drugih dejavnikov preveč razlikuje od človeškega očesa, zato je učinek preveč drugačen od učinka vizualnega mikroskopa;
2. Obstaja še en najpomembnejši razlog, CCD pripada ravninskemu slikanju in človeške oči, zlasti v primeru binokularnega opazovanja, bodo ustvarile močan tridimenzionalni učinek, kar je razlog, zakaj je kontrastni učinek obeh prevelik ;
3. Elektronski mikroskopi se večinoma izražajo kot vrstični elektronski mikroskopi. Učinek tovrstnega mikroskopa je veliko boljši od običajnih optičnih mikroskopov, vendar se zaradi visoke cene redko uporablja v industriji.
Zakaj je ločljivost elektronskega mikroskopa višja od ločljivosti svetlobnega mikroskopa?
Povečava optičnega mikroskopa je manjša kot pri elektronskem mikroskopu. Z optičnim mikroskopom lahko opazujemo le mikrostrukture, kot so celice in kloroplasti, z elektronskim mikroskopom pa submikroskopske strukture, torej strukturo organelov, virusov, bakterij itd.
Elektronski mikroskop projicira pospešen in koncentriran elektronski žarek na zelo tanek vzorec, elektroni pa trčijo z atomi v vzorcu, da spremenijo svojo smer, s čimer povzročijo sipanje pod trdnim kotom. Velikost razpršilnega kota je povezana z gostoto in debelino vzorca, tako da je mogoče oblikovati slike z različno svetlostjo in temnostjo, slike pa bodo prikazane na slikovnih napravah (kot so fluorescentni zasloni, filmi in fotoobčutljive spojne komponente) po povečavi in ostrenju.
Zaradi zelo kratke de Brogliejeve valovne dolžine elektrona je ločljivost transmisijskega elektronskega mikroskopa veliko večja kot pri optičnem mikroskopu, ki lahko doseže 0.1-0,2 nm, povečava pa je več deset tisoč do milijonkrat. Zato lahko z uporabo transmisijske elektronske mikroskopije opazujemo fino strukturo vzorcev, tudi strukturo le enega samega stolpca atomov, ki je desettisočkrat manjši od najmanjše strukture, ki jo lahko opazujemo z optično mikroskopijo. TEM je pomembna analitična metoda na številnih znanstvenih področjih, povezanih s fiziko in biologijo, kot so raziskave raka, virologija, znanost o materialih, pa tudi nanotehnologija, raziskave polprevodnikov itd.
