Чому роздільна здатність електронного мікроскопа вища, ніж оптичного?
Збільшення оптичного мікроскопа менше, ніж електронного мікроскопа. Оптичний мікроскоп може спостерігати лише мікроскопічні структури, такі як клітини та хлоропласти, тоді як електронний мікроскоп може спостерігати субмікроскопічні структури, тобто структуру органел, вірусів, бактерій тощо
Електронний мікроскоп проектує прискорений і агрегований електронний промінь на дуже тонкий зразок, де електрони стикаються з атомами зразка, щоб змінити напрямок, що призводить до тривимірного кутового розсіювання. Величина кута розсіювання пов'язана з щільністю і товщиною зразка, тому він може формувати зображення з різними відтінками. Зображення відображатимуться на пристроях обробки зображень (таких як флуоресцентні екрани, плівки та фоточутливі сполучні компоненти) після посилення та фокусування.
Через дуже коротку довжину хвилі електронів де Бройля роздільна здатність трансмісійного електронного мікроскопа набагато вища, ніж роздільна здатність оптичного мікроскопа, досягаючи 0.1-0,2 нм і збільшення від десятків тисяч до мільйонів разів. Таким чином, використання трансмісійної електронної мікроскопії може бути використано для спостереження тонкої структури зразків і навіть для спостереження структури лише одного ряду атомів, який у десятки тисяч разів менший за найменшу структуру, яку спостерігають за допомогою оптичної мікроскопії. ПЕМ є важливим аналітичним методом у багатьох галузях науки, пов’язаних із фізикою та біологією, наприклад дослідження раку, вірусологія, матеріалознавство, а також нанотехнології, дослідження напівпровідників тощо.
Найвища роздільна здатність оптичного мікроскопа
200 нанометрів. Роздільна здатність оптичного мікроскопа (з довжинами хвиль видимого світла в діапазоні від 770 до 390 нанометрів) тісно пов’язана з діапазоном фокусування освітлюючого променя. У 1870-х роках німецький фізик Ернст Аббе відкрив.
Видиме світло через свої хвильові характеристики зазнає дифракції, через що промінь не може нескінченно фокусуватися. Відповідно до цього закону Аббе, мінімальний діаметр для фокусування видимого світла становить одну третину довжини світлової хвилі.
Це 200 нанометрів. Понад століття «межа Аббе» в 200 нанометрів вважалася теоретичною межею роздільної здатності оптичних мікроскопів, і об’єкти, менші за цей розмір, необхідно спостерігати за допомогою електронного мікроскопа або тунельного скануючого мікроскопа.
Числова апертура, також відома як коефіцієнт апертури, скорочено NA або A, є основним параметром лінзи об’єктива та конденсора та прямо пропорційна роздільній здатності мікроскопа. Числова апертура сухого об’єктива становить 0.05-0.95, а числова апертура масляного об’єктива (кедрова олія) – 1,25.
Робоча відстань означає відстань від передньої лінзи лінзи об’єктива до покривного скла зразка, коли досліджуваний зразок є найчіткішим. Робоча відстань об'єктива пов'язана з його фокусною відстанню. Чим більше фокусна відстань лінзи об'єктива, тим менше збільшення і тим довша його робоча відстань.
Функція лінзи об’єктива полягає в тому, щоб вперше збільшити зразок, і це найважливіший компонент, який визначає продуктивність мікроскопа – рівень роздільної здатності. Роздільна здатність також відома як роздільна здатність або роздільна здатність. Величина роздільної здатності виражається числовим значенням відстані роздільної здатності (мінімальної відстані між двома точками об’єкта, які можна розрізнити).
На відстані 25 см звичайне людське око чітко бачить два об’єкти на відстані 0.073 мм. Це значення 0,073 мм є відстанню роздільної здатності нормального людського ока. Чим менша відстань роздільної здатності мікроскопа, тим вища його роздільна здатність і кращі характеристики.
Збільшення оптичного мікроскопа менше, ніж електронного мікроскопа. Оптичний мікроскоп може спостерігати лише мікроскопічні структури, такі як клітини та хлоропласти, тоді як електронний мікроскоп може спостерігати субмікроскопічні структури, тобто структуру органел, вірусів, бактерій тощо
Електронний мікроскоп проектує прискорений і агрегований електронний промінь на дуже тонкий зразок, де електрони стикаються з атомами зразка, щоб змінити напрямок, що призводить до тривимірного кутового розсіювання. Величина кута розсіювання пов'язана з щільністю і товщиною зразка, тому він може формувати зображення з різними відтінками. Зображення відображатимуться на пристроях обробки зображень (таких як флуоресцентні екрани, плівки та фоточутливі сполучні компоненти) після посилення та фокусування.
Через дуже коротку довжину хвилі електронів де Бройля роздільна здатність трансмісійного електронного мікроскопа набагато вища, ніж роздільна здатність оптичного мікроскопа, досягаючи 0.1-0,2 нм і збільшення від десятків тисяч до мільйонів разів. Таким чином, використання трансмісійної електронної мікроскопії може бути використано для спостереження тонкої структури зразків і навіть для спостереження структури лише одного ряду атомів, який у десятки тисяч разів менший за найменшу структуру, яку спостерігають за допомогою оптичної мікроскопії. ПЕМ є важливим аналітичним методом у багатьох галузях науки, пов’язаних із фізикою та біологією, наприклад дослідження раку, вірусологія, матеріалознавство, а також нанотехнології, дослідження напівпровідників тощо.
Найвища роздільна здатність оптичного мікроскопа
200 нанометрів. Роздільна здатність оптичного мікроскопа (з довжинами хвиль видимого світла в діапазоні від 770 до 390 нанометрів) тісно пов’язана з діапазоном фокусування освітлюючого променя. У 1870-х роках німецький фізик Ернст Аббе відкрив.
Видиме світло через свої хвильові характеристики зазнає дифракції, через що промінь не може нескінченно фокусуватися. Відповідно до цього закону Аббе, мінімальний діаметр для фокусування видимого світла становить одну третину довжини світлової хвилі.
Це 200 нанометрів. Понад століття «межа Аббе» в 200 нанометрів вважалася теоретичною межею роздільної здатності оптичних мікроскопів, і об’єкти, менші за цей розмір, необхідно спостерігати за допомогою електронного мікроскопа або тунельного скануючого мікроскопа.
Числова апертура, також відома як коефіцієнт апертури, скорочено NA або A, є основним параметром лінзи об’єктива та конденсора та прямо пропорційна роздільній здатності мікроскопа. Числова апертура сухого об’єктива становить 0.05-0.95, а числова апертура масляного об’єктива (кедрова олія) – 1,25.
Робоча відстань означає відстань від передньої лінзи лінзи об’єктива до покривного скла зразка, коли досліджуваний зразок є найчіткішим. Робоча відстань об'єктива пов'язана з його фокусною відстанню. Чим більше фокусна відстань лінзи об'єктива, тим менше збільшення і тим довша його робоча відстань.
Функція лінзи об’єктива полягає в тому, щоб вперше збільшити зразок, і це найважливіший компонент, який визначає продуктивність мікроскопа – рівень роздільної здатності. Роздільна здатність також відома як роздільна здатність або роздільна здатність. Величина роздільної здатності виражається числовим значенням відстані роздільної здатності (мінімальної відстані між двома точками об’єкта, які можна розрізнити).
На відстані 25 см звичайне людське око чітко бачить два об’єкти на відстані 0.073 мм. Це значення 0,073 мм є відстанню роздільної здатності нормального людського ока. Чим менша відстань роздільної здатності мікроскопа, тим вища його роздільна здатність і кращі характеристики.
