Perché i microscopi elettronici non dovrebbero sostituire i microscopi ottici
I microscopi elettronici utilizzano il principio dell'ottica elettronica, sostituendo i fasci luminosi e le lenti ottiche con fasci di elettroni e lenti elettroniche, in modo che le strutture fini delle sostanze possano essere riprese ad ingrandimenti molto elevati. Sebbene il loro potere risolutivo sia di gran lunga migliore di quello dei microscopi ottici, i microscopi elettronici sono difficili da osservare negli organismi viventi perché devono funzionare in condizioni di vuoto e l'irradiazione dei fasci di elettroni danneggerà anche i campioni biologici, quindi non possono sostituire completamente i microscopi ottici. Inoltre, il loro costo è diverso e anche l'ambito di lavoro per cui sono adatti è diverso. Spero che la mia risposta possa aiutarti.
I microscopi elettronici non possono sostituire completamente i microscopi ottici per i seguenti motivi:
1. I microscopi elettronici sono microscopi ottici a cui sono aggiunti CCD, schermi o accessori per computer. Questo può essere chiamato solo un videomicroscopio. Durante l'intero processo di imaging, i CCD sostituiscono l'occhio umano. Perché nell'imaging video, l'ingrandimento elettronico è un ingrandimento virtuale e, in termini di pixel, effetti fotosensibili e altri fattori, è troppo diverso dall'occhio umano, quindi l'effetto è troppo diverso da quello di un microscopio visivo;
2. C'è un'altra ragione molto importante, il CCD appartiene all'imaging planare e gli occhi umani, specialmente nel caso dell'osservazione binoculare, produrranno un forte effetto tridimensionale, motivo per cui l'effetto di contrasto dei due è troppo grande ;
3. I microscopi elettronici sono per lo più espressi come microscopi elettronici a scansione. L'effetto di questo tipo di microscopio è molto migliore di quello dei normali microscopi ottici, ma a causa del suo prezzo elevato viene utilizzato raramente nell'industria.
Perché la risoluzione di un microscopio elettronico è maggiore di quella di un microscopio ottico?
L'ingrandimento del microscopio ottico è inferiore a quello del microscopio elettronico. Il microscopio ottico può osservare solo microstrutture, come cellule e cloroplasti, mentre il microscopio elettronico può osservare strutture submicroscopiche, cioè la struttura di organelli, virus, batteri, ecc.
Il microscopio elettronico proietta un fascio di elettroni accelerato e concentrato su un campione molto sottile e gli elettroni si scontrano con gli atomi del campione per cambiare direzione, producendo così una diffusione ad angolo solido. La dimensione dell'angolo di diffusione è correlata alla densità e allo spessore del campione, quindi è possibile formare immagini con luminosità e oscurità diverse e le immagini verranno visualizzate su dispositivi di imaging (come schermi fluorescenti, pellicole e componenti di accoppiamento fotosensibili) dopo aver ingrandito e messo a fuoco.
A causa della brevissima lunghezza d'onda di De Broglie dell'elettrone, la risoluzione del microscopio elettronico a trasmissione è molto più elevata di quella del microscopio ottico, che può raggiungere 0.1-0.2nm, e l'ingrandimento è decine di migliaia o milioni di volte. Pertanto, l'uso della microscopia elettronica a trasmissione può essere utilizzato per osservare la struttura fine dei campioni, anche la struttura di una sola colonna di atomi, che è decine di migliaia di volte più piccola della struttura più piccola che può essere osservata mediante microscopia ottica. Il TEM è un importante metodo analitico in molti campi scientifici legati alla fisica e alla biologia, come la ricerca sul cancro, la virologia, la scienza dei materiali, nonché la nanotecnologia, la ricerca sui semiconduttori, ecc.
