Miksi elektronimikroskoopit eivät saisi korvata valomikroskooppeja?
Elektronimikroskoopit käyttävät elektronoptiikan periaatetta korvaamalla valonsäteet ja optiset linssit elektronisäteillä ja elektronilinsseillä, jolloin aineiden hienot rakenteet voidaan kuvata erittäin suurilla suurennoksilla. Vaikka sen erotuskyky on paljon parempi kuin optisten mikroskooppien, elektronimikroskoopin on vaikea havaita eläviä organismeja, koska niiden on toimittava tyhjiöolosuhteissa, ja elektronisuihkujen säteilytys vahingoittaa myös biologisia näytteitä, joten ne eivät voi täysin korvata optisia mikroskooppeja. Lisäksi niiden hinta on erilainen, ja myös työn laajuus, johon ne sopivat, on erilainen. Toivottavasti vastaukseni voi auttaa sinua.
Elektronimikroskoopit eivät voi täysin korvata optisia mikroskooppeja seuraavista syistä:
1. Elektronimikroskoopit ovat optisia mikroskooppeja, joihin on lisätty CCD:t, näyttöruudut tai tietokonetarvikkeet. Tätä voidaan kutsua vain videomikroskoopiksi. CCD:t korvaavat ihmissilmän koko kuvantamisprosessin ajan. Koska videokuvauksessa elektroninen suurennus on virtuaalinen suurennus, ja pikseleiden, valoherkkien tehosteiden ja muiden tekijöiden suhteen se on liian erilainen kuin ihmissilmä, joten tehoste on liian erilainen kuin visuaalisen mikroskoopin;
2. On toinenkin tärkein syy, CCD kuuluu tasomaiseen kuvantamiseen, ja ihmissilmät, erityisesti binokulaarisen havainnoinnin tapauksessa, tuottavat vahvan kolmiulotteisen vaikutelman, minkä vuoksi näiden kahden kontrastivaikutus on liian suuri ;
3. Elektronimikroskoopit ilmaistaan enimmäkseen pyyhkäisyelektronimikroskooppeina. Tämän tyyppisen mikroskoopin vaikutus on paljon parempi kuin tavallisten optisten mikroskooppien, mutta korkean hinnan vuoksi sitä käytetään harvoin teollisuudessa.
Miksi elektronimikroskoopin resoluutio on suurempi kuin valomikroskoopin?
Optisen mikroskoopin suurennus on pienempi kuin elektronimikroskoopin. Optisella mikroskoopilla voidaan tarkkailla vain mikrorakenteita, kuten soluja ja kloroplasteja, kun taas elektronimikroskoopilla voidaan tarkkailla submikroskooppisia rakenteita eli organellien, virusten, bakteerien jne.
Elektronimikroskooppi projisoi kiihdytetyn ja väkevöidyn elektronisuihkun erittäin ohuelle näytteelle, ja elektronit törmäävät näytteessä olevien atomien kanssa muuttaakseen suuntaa, jolloin syntyy avaruuskulmasirontaa. Sirontakulman koko on suhteessa näytteen tiheyteen ja paksuuteen, joten voidaan muodostaa erilaisia kirkkaus- ja tummuuskuvia ja kuvat näytetään kuvantamislaitteilla (kuten fluoresoivilla näytöillä, kalvoilla ja valoherkillä kytkentäkomponenteilla) zoomauksen ja tarkennuksen jälkeen.
Elektronin erittäin lyhyen de Broglien aallonpituuden vuoksi transmissioelektronimikroskoopin resoluutio on paljon korkeampi kuin optisen mikroskoopin, joka voi olla 0.1-0,2 nm, ja suurennus on kymmeniä tuhansia - miljoonia kertoja. Siksi transmissioelektronimikroskoopilla voidaan tarkkailla näytteiden hienorakennetta, jopa vain yhden atomipylvään rakennetta, joka on kymmeniä tuhansia kertoja pienempi kuin pienin optisella mikroskopialla havaittavissa oleva rakenne. TEM on tärkeä analyyttinen menetelmä monilla fysiikkaan ja biologiaan liittyvillä tieteenaloilla, kuten syöpätutkimuksessa, virologiassa, materiaalitieteessä sekä nanoteknologiassa, puolijohdetutkimuksessa jne.
