Γιατί τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια δεν πρέπει να αντικαθιστούν τα μικροσκόπια φωτός
Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια χρησιμοποιούν την αρχή της οπτικής ηλεκτρονίων, αντικαθιστώντας τις δέσμες φωτός και τους οπτικούς φακούς με δέσμες ηλεκτρονίων και φακούς ηλεκτρονίων, έτσι ώστε οι λεπτές δομές των ουσιών να μπορούν να απεικονιστούν σε πολύ υψηλές μεγεθύνσεις. Αν και η ικανότητα διάλυσής του είναι πολύ καλύτερη από αυτή των οπτικών μικροσκοπίων, τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια είναι δύσκολο να παρατηρηθούν ζωντανοί οργανισμοί επειδή πρέπει να λειτουργούν υπό συνθήκες κενού και η ακτινοβολία των δεσμών ηλεκτρονίων θα βλάψει επίσης τα βιολογικά δείγματα, επομένως δεν μπορούν να αντικαταστήσουν πλήρως τα οπτικά μικροσκόπια. Επιπλέον, το κόστος τους είναι διαφορετικό και το πεδίο εργασίας για το οποίο είναι κατάλληλο είναι επίσης διαφορετικό. Ελπίζω η απάντησή μου να σας βοηθήσει.
Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια δεν μπορούν να αντικαταστήσουν πλήρως τα οπτικά μικροσκόπια για τους ακόλουθους λόγους:
1. Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια είναι οπτικά μικροσκόπια με CCD, οθόνες οθόνης ή αξεσουάρ υπολογιστών που έχουν προστεθεί σε αυτά. Αυτό μπορεί να ονομαστεί μόνο μικροσκόπιο βίντεο. Κατά τη διάρκεια ολόκληρης της διαδικασίας απεικόνισης, τα CCD αντικαθιστούν το ανθρώπινο μάτι. Επειδή στην απεικόνιση βίντεο, η ηλεκτρονική μεγέθυνση είναι μια εικονική μεγέθυνση, και όσον αφορά τα pixel, τα φωτοευαίσθητα εφέ και άλλους παράγοντες, είναι πολύ διαφορετική από το ανθρώπινο μάτι, επομένως το αποτέλεσμα είναι πολύ διαφορετικό από αυτό ενός οπτικού μικροσκοπίου.
2. Υπάρχει ένας άλλος πιο σημαντικός λόγος, το CCD ανήκει στην επίπεδη απεικόνιση και τα ανθρώπινα μάτια, ειδικά στην περίπτωση της διόφθαλμης παρατήρησης, θα παράγουν ένα ισχυρό τρισδιάστατο αποτέλεσμα, που είναι ο λόγος που το φαινόμενο αντίθεσης των δύο είναι πολύ μεγάλο ;
3. Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια εκφράζονται κυρίως ως ηλεκτρονικά μικροσκόπια σάρωσης. Το αποτέλεσμα αυτού του είδους μικροσκοπίου είναι πολύ καλύτερο από αυτό των συνηθισμένων οπτικών μικροσκοπίων, αλλά λόγω της υψηλής τιμής του, χρησιμοποιείται σπάνια στη βιομηχανία.
Γιατί η ανάλυση ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου είναι μεγαλύτερη από αυτή ενός μικροσκοπίου φωτός;
Η μεγέθυνση του οπτικού μικροσκοπίου είναι μικρότερη από αυτή του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου. Το οπτικό μικροσκόπιο μπορεί να παρατηρήσει μόνο μικροδομές, όπως κύτταρα και χλωροπλάστες, ενώ το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μπορεί να παρατηρήσει υπομικροσκοπικές δομές, δηλαδή τη δομή οργανιδίων, ιών, βακτηρίων κ.λπ.
Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο προβάλλει μια επιταχυνόμενη και συγκεντρωμένη δέσμη ηλεκτρονίων σε ένα πολύ λεπτό δείγμα και τα ηλεκτρόνια συγκρούονται με τα άτομα του δείγματος για να αλλάξουν την κατεύθυνσή τους, προκαλώντας έτσι σκέδαση στερεής γωνίας. Το μέγεθος της γωνίας σκέδασης σχετίζεται με την πυκνότητα και το πάχος του δείγματος, επομένως μπορούν να σχηματιστούν εικόνες με διαφορετική φωτεινότητα και σκοτάδι και οι εικόνες θα εμφανίζονται σε συσκευές απεικόνισης (όπως οθόνες φθορισμού, φιλμ και φωτοευαίσθητα εξαρτήματα ζεύξης) μετά από μεγέθυνση και εστίαση.
Λόγω του πολύ μικρού μήκους κύματος de Broglie του ηλεκτρονίου, η ανάλυση του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης είναι πολύ υψηλότερη από αυτή του οπτικού μικροσκοπίου, το οποίο μπορεί να φτάσει τα 0.1-0.2 nm και η μεγέθυνση είναι δεκάδες χιλιάδες έως εκατομμύρια φορές. Επομένως, η χρήση της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας μετάδοσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρατήρηση της λεπτής δομής των δειγμάτων, ακόμη και της δομής μιας στήλης ατόμων, η οποία είναι δεκάδες χιλιάδες φορές μικρότερη από τη μικρότερη δομή που μπορεί να παρατηρηθεί με οπτικό μικροσκόπιο. Το TEM είναι μια σημαντική αναλυτική μέθοδος σε πολλά επιστημονικά πεδία που σχετίζονται με τη φυσική και τη βιολογία, όπως η έρευνα για τον καρκίνο, η ιολογία, η επιστήμη των υλικών, καθώς και η νανοτεχνολογία, η έρευνα ημιαγωγών κ.λπ.
