Koja je razlika između svjetlosne mikroskopije i elektronske mikroskopije?
Tipični optički mikroskop koristi vidljivu svjetlost za osvjetljavanje uzorka i niz staklenih leća za povećanje slike uzorka. Budući da koristite svjetlo, možete staviti uzorak pod mikroskop na okolni zrak, ili za neke primjene, u malu količinu vode ili ulja. Za složenu svjetlosnu mikroskopiju obično trebamo da uzorak bude tanak jer želimo da svjetlost prođe kroz njega kako bismo mogli vidjeti unutarnje detalje. To obično znači rezanje dijelova uzorka, ali ovisno o uzorku, debljina dijelova može biti oko 1 do 20 mikrona. Kod stereo ili disekcijske svjetlosne mikroskopije nema takvog zahtjeva jer obično gledate samo površinu uzorka. Uvećanu sliku promatrajte optičkim mikroskopom kroz okulare,
Elektronski mikroskopi koriste pažljivo kontrolirani snop elektrona kao oblik osvjetljenja. Zraku kontrolira i fokusira niz elektromagnetskih leća, koje su u biti moćne elektromagnetske zavojnice sa središnjom rupom kroz koju prolaze elektroni. Leća kontrolira svjetlosni snop koji pogađa uzorak i također povećava sliku uzorka. Budući da radite s elektronskim snopom, cijeli elektronski optički sustav mora biti u visokom vakuumu, što znači da uzorak mora biti prikladan za vakuumsko okruženje. U prijenosnom elektronskom mikroskopu (TEM), elektroni moraju proći kroz uzorak, stoga uzorak mora biti vrlo tanak, manji od 0,1 mikrona. Uvećane slike gledaju se na fluorescentnom ekranu, ali se mogu snimati CCD kamerom postavljenom ispod ili iznad ekrana.
Pretražna elektronska mikroskopija (SEM) na neki je način vrlo slična optičkom disekcijskom mikroskopu, jer vrlo pažljivo promatrate površinu uzorka, tako da ne mora biti tanak. U SEM-u uzorak se skenira fino fokusiranim elektronskim snopom, tako da uzorak mora moći izdržati visoki vakuum i mora biti razumno vodljiv. (To je zato što ispuštate struju elektrona u uzorak, a struja mora biti odvedena.) SEM uzorci često su obloženi vrlo tankim slojem ugljika ili metala (kao što je zlato ili krom) kako bi bili vodljivi.
Gore navedeni komentari opisuju razlike u fizičkim instrumentima, a nisam ni spomenuo da su elektronski mikroskopi veći i složeniji od svjetlosnih mikroskopa. Ali glavna razlika između svjetlosne i elektronske mikroskopije je razlučivost – sposobnost razlučivanja vrlo malih detalja. Razlučivost je u konačnici ograničena valnom duljinom svjetlosti u optičkoj mikroskopiji i efektivnom valnom duljinom elektronskog snopa u elektronskoj mikroskopiji. Budući da je valna duljina vidljive svjetlosti približno u rasponu od {{0}} nanometara, optimalna rezolucija optičke mikroskopije je približno 200 nanometara (0. 2 mikrometra). Za TEM koji radi na 200 kilovolti, valna duljina elektronske zrake je 0,0025 nanometara, stvarna rezolucija takvog instrumenta je oko 0,2 nanometra, ili tisuću puta bolja od optičkog mikroskopa. Napredni TEM-ovi mogu imati rezoluciju blizu 0,1 nanometra, a mnogi TEM-ovi mogu prikazati atome u pravilnim strukturama.
Budući da je povećanje jednostavno omjer načina na koji objekt izgleda oku ili zaslonu u usporedbi s njegovom stvarnom veličinom, to znači da vrlo dobar optički mikroskop ima maksimalno povećanje od 1000-2000x i maksimalno dostupno povećanje visoke kvalitete TEM je 1-2 milijun puta. Za SEM postoje mnogi drugi čimbenici koji utječu na rezoluciju, a maksimalno dostupno povećanje je vjerojatno oko 300,000x.
Kao što možete vidjeti, doista postoje mnoge razlike između svjetlosne i elektronske mikroskopije, pri čemu je problem razlučivosti glavni. Za praktične primjene, odabir vrste instrumenta koji će se koristiti u konačnici će ovisiti o potrebnoj razlučivosti i povećanju te o jednostavnosti pripreme uzorka.
