Kodėl elektroninio mikroskopo skiriamoji geba yra didesnė nei optinio mikroskopo
Optinio mikroskopo padidinimas yra mažesnis nei elektroninio mikroskopo. Optinis mikroskopas gali stebėti tik mikroskopines struktūras, tokias kaip ląstelės ir chloroplastai, o elektroninis mikroskopas gali stebėti submikroskopines struktūras, tai yra organelių, virusų, bakterijų ir kt.
Elektronų mikroskopas projektuoja pagreitintą ir agreguotą elektronų pluoštą ant labai plono mėginio, kur elektronai susiduria su mėginyje esančiais atomais, kad pakeistų kryptį, todėl susidaro trimatis kampinis sklaida. Sklaidos kampo dydis yra susijęs su mėginio tankiu ir storiu, todėl jis gali sudaryti skirtingų atspalvių vaizdus. Vaizdai bus rodomi vaizdo gavimo įrenginiuose (pvz., fluorescenciniuose ekranuose, plėvelėse ir šviesai jautriuose sujungimo komponentuose) po sustiprinimo ir fokusavimo.
Dėl labai trumpo elektronų bangos ilgio de Broglie, transmisinio elektroninio mikroskopo skiriamoji geba yra daug didesnė nei optinio mikroskopo, pasiekianti 0.1-0,2 nm, o padidinimas nuo dešimčių tūkstančių iki milijonų kartų. Todėl naudojant perdavimo elektroninę mikroskopiją galima stebėti smulkią mėginių struktūrą ir net stebėti tik vienos atomų eilės struktūrą, kuri yra dešimtis tūkstančių kartų mažesnė už mažiausią optiniu mikroskopu stebimą struktūrą. TEM yra svarbus analitinis metodas daugelyje su fizika ir biologija susijusių mokslo sričių, tokių kaip vėžio tyrimai, virusologija, medžiagų mokslas, taip pat nanotechnologijos, puslaidininkių tyrimai ir kt.
Didžiausia optinio mikroskopo skiriamoji geba
200 nanometrų. Optinio mikroskopo skiriamoji geba (kai matomos šviesos bangos ilgis svyruoja nuo 770 iki 390 nanometrų) yra glaudžiai susijusi su apšvietimo pluošto fokusavimo diapazonu. 1870-aisiais vokiečių fizikas Ernstas Abbe atrado.
Matoma šviesa dėl savo bangų charakteristikų patiria difrakciją, todėl spindulys negali sufokusuoti be galo. Pagal šį Abbe dėsnį mažiausias matomos šviesos fokusavimo skersmuo yra trečdalis šviesos bangos ilgio.
Tai yra 200 nanometrų. Jau daugiau nei šimtmetį 200 nanometrų „Abbe riba“ buvo laikoma teorine optinių mikroskopų skiriamosios gebos riba, o mažesnius nei šio dydžio objektus reikia stebėti naudojant elektroninį mikroskopą arba tunelinį skenuojantį mikroskopą.
Skaitmeninė diafragma, taip pat žinoma kaip diafragmos santykis, sutrumpintai NA arba A, yra pagrindinis objektyvo lęšio ir kondensatoriaus parametras ir yra tiesiogiai proporcingas mikroskopo raiškai. Sauso objektyvo skaitmeninė diafragma yra 0.05-0.95, o panardinto į aliejų objektyvo (kedro aliejaus) skaitmeninė diafragma yra 1,25.
Darbinis atstumas reiškia atstumą nuo priekinio objektyvo lęšio iki bandinio dengiamojo stiklo, kai stebimas mėginys yra aiškiausias. Objektyvo lęšio veikimo atstumas yra susijęs su jo židinio nuotoliu. Kuo ilgesnis objektyvo židinio nuotolis, tuo mažesnis padidinimas ir didesnis jo veikimo atstumas.
Objektyvo lęšio funkcija – pirmą kartą padidinti bandinį, o tai yra svarbiausias komponentas, lemiantis mikroskopo veikimą – raiškos lygį. Rezoliucija taip pat žinoma kaip skiriamoji geba arba skiriamoji geba. Rezoliucijos dydis išreiškiamas skaitine skiriamosios gebos atstumo reikšme (minimalus atstumas tarp dviejų objekto taškų, kurį galima atskirti).
25 cm atstumu du objektai, kurių atstumas yra 0.073 mm, gali būti aiškiai matomi normalia žmogaus akimi. Ši 0,073 mm vertė yra normalios žmogaus akies skiriamosios gebos atstumas. Kuo mažesnis mikroskopo skiriamosios gebos atstumas, tuo didesnė jo skiriamoji geba ir geresnis veikimas.
Optinio mikroskopo padidinimas yra mažesnis nei elektroninio mikroskopo. Optinis mikroskopas gali stebėti tik mikroskopines struktūras, tokias kaip ląstelės ir chloroplastai, o elektroninis mikroskopas gali stebėti submikroskopines struktūras, tai yra organelių, virusų, bakterijų ir kt.
Elektronų mikroskopas projektuoja pagreitintą ir agreguotą elektronų pluoštą ant labai plono mėginio, kur elektronai susiduria su mėginyje esančiais atomais, kad pakeistų kryptį, todėl susidaro trimatis kampinis sklaida. Sklaidos kampo dydis yra susijęs su mėginio tankiu ir storiu, todėl jis gali sudaryti skirtingų atspalvių vaizdus. Vaizdai bus rodomi vaizdo gavimo įrenginiuose (pvz., fluorescenciniuose ekranuose, plėvelėse ir šviesai jautriuose sujungimo komponentuose) po sustiprinimo ir fokusavimo.
Dėl labai trumpo elektronų bangos ilgio de Broglie, transmisinio elektroninio mikroskopo skiriamoji geba yra daug didesnė nei optinio mikroskopo, pasiekianti 0.1-0,2 nm, o padidinimas nuo dešimčių tūkstančių iki milijonų kartų. Todėl naudojant perdavimo elektroninę mikroskopiją galima stebėti smulkią mėginių struktūrą ir net stebėti tik vienos atomų eilės struktūrą, kuri yra dešimtis tūkstančių kartų mažesnė už mažiausią optiniu mikroskopu stebimą struktūrą. TEM yra svarbus analitinis metodas daugelyje su fizika ir biologija susijusių mokslo sričių, tokių kaip vėžio tyrimai, virusologija, medžiagų mokslas, taip pat nanotechnologijos, puslaidininkių tyrimai ir kt.
Didžiausia optinio mikroskopo skiriamoji geba
200 nanometrų. Optinio mikroskopo skiriamoji geba (kai matomos šviesos bangos ilgis svyruoja nuo 770 iki 390 nanometrų) yra glaudžiai susijusi su apšvietimo pluošto fokusavimo diapazonu. 1870-aisiais vokiečių fizikas Ernstas Abbe atrado.
Matoma šviesa dėl savo bangų charakteristikų patiria difrakciją, todėl spindulys negali sufokusuoti be galo. Pagal šį Abbe dėsnį mažiausias matomos šviesos fokusavimo skersmuo yra trečdalis šviesos bangos ilgio.
Tai yra 200 nanometrų. Jau daugiau nei šimtmetį 200 nanometrų „Abbe riba“ buvo laikoma teorine optinių mikroskopų skiriamosios gebos riba, o mažesnius nei šio dydžio objektus reikia stebėti naudojant elektroninį mikroskopą arba tunelinį skenuojantį mikroskopą.
Skaitmeninė diafragma, taip pat žinoma kaip diafragmos santykis, sutrumpintai NA arba A, yra pagrindinis objektyvo lęšio ir kondensatoriaus parametras ir yra tiesiogiai proporcingas mikroskopo raiškai. Sauso objektyvo skaitmeninė diafragma yra 0.05-0.95, o panardinto į aliejų objektyvo (kedro aliejaus) skaitmeninė diafragma yra 1,25.
Darbinis atstumas reiškia atstumą nuo priekinio objektyvo lęšio iki bandinio dengiamojo stiklo, kai stebimas mėginys yra aiškiausias. Objektyvo lęšio veikimo atstumas yra susijęs su jo židinio nuotoliu. Kuo ilgesnis objektyvo židinio nuotolis, tuo mažesnis padidinimas ir didesnis jo veikimo atstumas.
Objektyvo lęšio funkcija – pirmą kartą padidinti bandinį, o tai yra svarbiausias komponentas, lemiantis mikroskopo veikimą – raiškos lygį. Rezoliucija taip pat žinoma kaip skiriamoji geba arba skiriamoji geba. Rezoliucijos dydis išreiškiamas skaitine skiriamosios gebos atstumo reikšme (minimalus atstumas tarp dviejų objekto taškų, kurį galima atskirti).
25 cm atstumu du objektai, kurių atstumas yra 0.073 mm, gali būti aiškiai matomi normalia žmogaus akimi. Ši 0,073 mm vertė yra normalios žmogaus akies skiriamosios gebos atstumas. Kuo mažesnis mikroskopo skiriamosios gebos atstumas, tuo didesnė jo skiriamoji geba ir geresnis veikimas.
