Miksi elektronimikroskoopin resoluutio on korkeampi kuin optisen mikroskoopin?
Optisen mikroskoopin suurennus on pienempi kuin elektronimikroskoopin. Optisella mikroskoopilla voidaan tarkkailla vain mikroskooppisia rakenteita, kuten soluja ja kloroplasteja, kun taas elektronimikroskoopilla voidaan tarkkailla submikroskooppisia rakenteita, eli organellien, virusten, bakteerien jne.
Elektronimikroskooppi projisoi kiihdytetyn ja aggregoidun elektronisuihkun erittäin ohuelle näytteelle, jossa elektronit törmäävät näytteessä olevien atomien kanssa muuttaakseen suuntaa, mikä johtaa kolmiulotteiseen kulmasirontaan. Sirontakulman koko on suhteessa näytteen tiheyteen ja paksuuteen, joten se voi muodostaa eri sävyisiä kuvia. Kuvat näytetään kuvantamislaitteissa (kuten fluoresoivissa näytöissä, kalvoissa ja valoherkissä kytkentäkomponenteissa) vahvistuksen ja tarkennuksen jälkeen.
Elektronien erittäin lyhyen de Broglien aallonpituuden vuoksi transmissioelektronimikroskoopin resoluutio on paljon suurempi kuin optisen mikroskoopin, ja se on 0.1-0,2 nm ja suurennus kymmenistä tuhansista miljooniin. kertaa. Siksi transmissioelektronimikroskoopin avulla voidaan tarkkailla näytteiden hienorakennetta ja jopa vain yhden atomirivin rakennetta, joka on kymmeniä tuhansia kertoja pienempi kuin pienin optisella mikroskopialla havaittu rakenne. TEM on tärkeä analyyttinen menetelmä monilla fysiikkaan ja biologiaan liittyvillä tieteenaloilla, kuten syöpätutkimuksessa, virologiassa, materiaalitieteessä sekä nanoteknologiassa, puolijohdetutkimuksessa ja niin edelleen.
Optisen mikroskoopin korkein resoluutio
200 nanometriä. Optisen mikroskoopin resoluutio (näkyvän valon aallonpituudet vaihtelevat välillä 770-390 nanometriä) liittyy läheisesti valaisevan säteen tarkennusalueeseen. 1870-luvulla saksalainen fyysikko Ernst Abbe löysi.
Näkyvä valo johtuen aaltoominaisuuksistaan joutuu diffraktioon, jolloin säde ei pysty tarkentamaan äärettömästi. Tämän Abben lain mukaan näkyvän valon fokusoinnin minimihalkaisija on kolmasosa valoaallon aallonpituudesta.
Se on 200 nanometriä. Yli vuosisadan ajan 200 nanometrin "Abbe-rajaa" on pidetty optisten mikroskooppien teoreettisena resoluutiorajana, ja tätä kokoa pienempiä esineitä on tarkkailtava elektronimikroskoopilla tai tunnelipyyhkäisymikroskoopilla.
Numeerinen aukko, joka tunnetaan myös nimellä aukkosuhde, lyhennettynä NA tai A, on objektiivilinssin ja kondensaattorin pääparametri, ja se on suoraan verrannollinen mikroskoopin resoluutioon. Kuivan objektiivin numeerinen aukko on 0.05-0,95 ja öljyupotetun objektiivin (setriöljy) numeerinen aukko on 1,25.
Työskentelyetäisyys tarkoittaa etäisyyttä objektiivin linssin etulinssistä näytteen suojalasiin, kun tarkkailtava näyte on kirkkain. Objektiivin toimintaetäisyys on suhteessa sen polttoväliin. Mitä pidempi objektiivin polttoväli, sitä pienempi suurennus ja pidempi sen toimintaetäisyys.
Objektiivin tehtävänä on suurentaa näytettä ensimmäistä kertaa, ja se on tärkein komponentti, joka määrää mikroskoopin suorituskyvyn - resoluution. Resoluutio tunnetaan myös resoluutiona tai resoluutiovoimana. Erottelukyvyn suuruus ilmaistaan resoluutioetäisyyden numeerisena arvona (vähimmäisetäisyys kahden objektipisteen välillä, joka voidaan erottaa).
25 cm:n etäisyydellä kaksi esinettä, joiden etäisyys on 0.073 mm, näkyy selvästi normaalilla ihmissilmällä. Tämä 0,073 mm:n arvo on normaalin ihmissilmän resoluutioetäisyys. Mitä pienempi mikroskoopin resoluutioetäisyys on, sitä suurempi on sen resoluutio ja parempi suorituskyky.
Optisen mikroskoopin suurennus on pienempi kuin elektronimikroskoopin. Optisella mikroskoopilla voidaan tarkkailla vain mikroskooppisia rakenteita, kuten soluja ja kloroplasteja, kun taas elektronimikroskoopilla voidaan tarkkailla submikroskooppisia rakenteita, eli organellien, virusten, bakteerien jne.
Elektronimikroskooppi projisoi kiihdytetyn ja aggregoidun elektronisuihkun erittäin ohuelle näytteelle, jossa elektronit törmäävät näytteessä olevien atomien kanssa muuttaakseen suuntaa, mikä johtaa kolmiulotteiseen kulmasirontaan. Sirontakulman koko on suhteessa näytteen tiheyteen ja paksuuteen, joten se voi muodostaa eri sävyisiä kuvia. Kuvat näytetään kuvantamislaitteissa (kuten fluoresoivissa näytöissä, kalvoissa ja valoherkissä kytkentäkomponenteissa) vahvistuksen ja tarkennuksen jälkeen.
Elektronien erittäin lyhyen de Broglien aallonpituuden vuoksi transmissioelektronimikroskoopin resoluutio on paljon suurempi kuin optisen mikroskoopin, ja se on 0.1-0,2 nm ja suurennus kymmenistä tuhansista miljooniin. kertaa. Siksi transmissioelektronimikroskoopin avulla voidaan tarkkailla näytteiden hienorakennetta ja jopa vain yhden atomirivin rakennetta, joka on kymmeniä tuhansia kertoja pienempi kuin pienin optisella mikroskopialla havaittu rakenne. TEM on tärkeä analyyttinen menetelmä monilla fysiikkaan ja biologiaan liittyvillä tieteenaloilla, kuten syöpätutkimuksessa, virologiassa, materiaalitieteessä sekä nanoteknologiassa, puolijohdetutkimuksessa ja niin edelleen.
Optisen mikroskoopin korkein resoluutio
200 nanometriä. Optisen mikroskoopin resoluutio (näkyvän valon aallonpituudet vaihtelevat välillä 770-390 nanometriä) liittyy läheisesti valaisevan säteen tarkennusalueeseen. 1870-luvulla saksalainen fyysikko Ernst Abbe löysi.
Näkyvä valo johtuen aaltoominaisuuksistaan joutuu diffraktioon, jolloin säde ei pysty tarkentamaan äärettömästi. Tämän Abben lain mukaan näkyvän valon fokusoinnin minimihalkaisija on kolmasosa valoaallon aallonpituudesta.
Se on 200 nanometriä. Yli vuosisadan ajan 200 nanometrin "Abbe-rajaa" on pidetty optisten mikroskooppien teoreettisena resoluutiorajana, ja tätä kokoa pienempiä esineitä on tarkkailtava elektronimikroskoopilla tai tunnelipyyhkäisymikroskoopilla.
Numeerinen aukko, joka tunnetaan myös nimellä aukkosuhde, lyhennettynä NA tai A, on objektiivilinssin ja kondensaattorin pääparametri, ja se on suoraan verrannollinen mikroskoopin resoluutioon. Kuivan objektiivin numeerinen aukko on 0.05-0,95 ja öljyupotetun objektiivin (setriöljy) numeerinen aukko on 1,25.
Työskentelyetäisyys tarkoittaa etäisyyttä objektiivin linssin etulinssistä näytteen suojalasiin, kun tarkkailtava näyte on kirkkain. Objektiivin toimintaetäisyys on suhteessa sen polttoväliin. Mitä pidempi objektiivin polttoväli, sitä pienempi suurennus ja pidempi sen toimintaetäisyys.
Objektiivin tehtävänä on suurentaa näytettä ensimmäistä kertaa, ja se on tärkein komponentti, joka määrää mikroskoopin suorituskyvyn - resoluution. Resoluutio tunnetaan myös resoluutiona tai resoluutiovoimana. Erottelukyvyn suuruus ilmaistaan resoluutioetäisyyden numeerisena arvona (vähimmäisetäisyys kahden objektipisteen välillä, joka voidaan erottaa).
25 cm:n etäisyydellä kaksi esinettä, joiden etäisyys on 0.073 mm, näkyy selvästi normaalilla ihmissilmällä. Tämä 0,073 mm:n arvo on normaalin ihmissilmän resoluutioetäisyys. Mitä pienempi mikroskoopin resoluutioetäisyys on, sitä suurempi on sen resoluutio ja parempi suorituskyky.
