Miért nagyobb az elektronmikroszkóp felbontása, mint az optikai mikroszkópé?
Az optikai mikroszkóp nagyítása kisebb, mint az elektronmikroszkópé. Az optikai mikroszkóp csak mikroszkopikus szerkezeteket, például sejteket és kloroplasztokat, míg az elektronmikroszkóp szubmikroszkópos szerkezeteket, azaz organellumok, vírusok, baktériumok stb.
Egy elektronmikroszkóp egy felgyorsított és aggregált elektronsugarat vetít egy nagyon vékony mintára, ahol az elektronok ütköznek a mintában lévő atomokkal, hogy irányt változtassanak, ami háromdimenziós szögszórást eredményez. A szórási szög nagysága összefügg a minta sűrűségével és vastagságával, így különböző árnyalatú képeket tud alkotni. A képek a képalkotó eszközökön (például fluoreszkáló képernyőkön, filmeken és fényérzékeny csatolóelemeken) jelennek meg az erősítés és a fókuszálás után.
Az elektronok nagyon rövid de Broglie-hullámhossza miatt a transzmissziós elektronmikroszkóp felbontása sokkal nagyobb, mint az optikai mikroszkópoké, eléri a 0.1-0,2 nm-t, a nagyítás pedig több tízezertől millióig terjed. időkből. Ezért a transzmissziós elektronmikroszkópia segítségével megfigyelhető a minták finomszerkezete, sőt, akár csak egy atomsor szerkezete is megfigyelhető, amely több tízezerszer kisebb, mint az optikai mikroszkóppal megfigyelhető legkisebb szerkezet. A TEM fontos analitikai módszer számos fizikával és biológiával kapcsolatos tudományterületen, így a rákkutatásban, virológiában, anyagtudományban, valamint nanotechnológiában, félvezetőkutatásban stb.
Az optikai mikroszkóp legnagyobb felbontása
200 nanométer. Az optikai mikroszkóp felbontása (a látható fény hullámhossza 770-390 nanométer között van) szorosan összefügg a megvilágító sugár fókusztartományával. Az 1870-es években Ernst Abbe német fizikus felfedezte.
A látható fény hullámjellemzői miatt diffrakción megy keresztül, így a sugár nem tud a végtelenségig fókuszálni. Ezen Abbe-törvény szerint a látható fény fókuszálásának minimális átmérője a fényhullám hullámhosszának egyharmada.
Ez 200 nanométer. Több mint egy évszázada a 200 nanométeres "Abbe-határ" az optikai mikroszkópok elméleti felbontási határa, és az ennél kisebb tárgyakat elektronmikroszkóp vagy alagút pásztázó mikroszkóp segítségével kell megfigyelni.
A numerikus rekesznyílás, más néven rekeszarány, rövidítve NA vagy A, az objektívlencse és a kondenzátor fő paramétere, és egyenesen arányos a mikroszkóp felbontásával. A száraz objektív numerikus apertúrája 0.05-0,95, az olajba merülő objektív (cédrusolaj) numerikus apertúrája pedig 1,25.
A munkatávolság az objektívlencse elülső lencséje és a minta fedőüvege közötti távolságra vonatkozik, amikor a megfigyelt minta a legtisztább. Az objektívlencse működési távolsága a fókusztávolsághoz kapcsolódik. Minél hosszabb az objektív gyújtótávolsága, annál kisebb a nagyítás, és annál nagyobb a munkatávolsága.
Az objektív funkciója a minta első nagyítása, és ez a mikroszkóp teljesítményét meghatározó legfontosabb komponens - a felbontás szintje. A felbontást felbontásnak vagy feloldóképességnek is nevezik. A felbontás nagyságát a felbontási távolság számértéke fejezi ki (két megkülönböztethető tárgypont közötti minimális távolság).
25 cm-es szabad távolságból két, 0.073 mm távolságú tárgy jól látható normál emberi szemmel. Ez a 0,073 mm-es érték a normál emberi szem felbontási távolsága. Minél kisebb a mikroszkóp felbontási távolsága, annál nagyobb a felbontása és annál jobb a teljesítménye.
Az optikai mikroszkóp nagyítása kisebb, mint az elektronmikroszkópé. Az optikai mikroszkóp csak mikroszkopikus szerkezeteket, például sejteket és kloroplasztokat, míg az elektronmikroszkóp szubmikroszkópos szerkezeteket, azaz organellumok, vírusok, baktériumok stb.
Egy elektronmikroszkóp egy felgyorsított és aggregált elektronsugarat vetít egy nagyon vékony mintára, ahol az elektronok ütköznek a mintában lévő atomokkal, hogy irányt változtassanak, ami háromdimenziós szögszórást eredményez. A szórási szög nagysága összefügg a minta sűrűségével és vastagságával, így különböző árnyalatú képeket tud alkotni. A képek a képalkotó eszközökön (például fluoreszkáló képernyőkön, filmeken és fényérzékeny csatolóelemeken) jelennek meg az erősítés és a fókuszálás után.
Az elektronok nagyon rövid de Broglie-hullámhossza miatt a transzmissziós elektronmikroszkóp felbontása sokkal nagyobb, mint az optikai mikroszkópoké, eléri a 0.1-0,2 nm-t, a nagyítás pedig több tízezertől millióig terjed. időkből. Ezért a transzmissziós elektronmikroszkópia segítségével megfigyelhető a minták finomszerkezete, sőt, akár csak egy atomsor szerkezete is megfigyelhető, amely több tízezerszer kisebb, mint az optikai mikroszkóppal megfigyelhető legkisebb szerkezet. A TEM fontos analitikai módszer számos fizikával és biológiával kapcsolatos tudományterületen, így a rákkutatásban, virológiában, anyagtudományban, valamint nanotechnológiában, félvezetőkutatásban stb.
Az optikai mikroszkóp legnagyobb felbontása
200 nanométer. Az optikai mikroszkóp felbontása (a látható fény hullámhossza 770-390 nanométer között van) szorosan összefügg a megvilágító sugár fókusztartományával. Az 1870-es években Ernst Abbe német fizikus felfedezte.
A látható fény hullámjellemzői miatt diffrakción megy keresztül, így a sugár nem tud a végtelenségig fókuszálni. Ezen Abbe-törvény szerint a látható fény fókuszálásának minimális átmérője a fényhullám hullámhosszának egyharmada.
Ez 200 nanométer. Több mint egy évszázada a 200 nanométeres "Abbe-határ" az optikai mikroszkópok elméleti felbontási határa, és az ennél kisebb tárgyakat elektronmikroszkóp vagy alagút pásztázó mikroszkóp segítségével kell megfigyelni.
A numerikus rekesznyílás, más néven rekeszarány, rövidítve NA vagy A, az objektívlencse és a kondenzátor fő paramétere, és egyenesen arányos a mikroszkóp felbontásával. A száraz objektív numerikus apertúrája 0.05-0,95, az olajba merülő objektív (cédrusolaj) numerikus apertúrája pedig 1,25.
A munkatávolság az objektívlencse elülső lencséje és a minta fedőüvege közötti távolságra vonatkozik, amikor a megfigyelt minta a legtisztább. Az objektívlencse működési távolsága a fókusztávolsághoz kapcsolódik. Minél hosszabb az objektív gyújtótávolsága, annál kisebb a nagyítás, és annál nagyobb a munkatávolsága.
Az objektív funkciója a minta első nagyítása, és ez a mikroszkóp teljesítményét meghatározó legfontosabb komponens - a felbontás szintje. A felbontást felbontásnak vagy feloldóképességnek is nevezik. A felbontás nagyságát a felbontási távolság számértéke fejezi ki (két megkülönböztethető tárgypont közötti minimális távolság).
25 cm-es szabad távolságból két, 0.073 mm távolságú tárgy jól látható normál emberi szemmel. Ez a 0,073 mm-es érték a normál emberi szem felbontási távolsága. Minél kisebb a mikroszkóp felbontási távolsága, annál nagyobb a felbontása és annál jobb a teljesítménye.
