Защо разделителната способност на електронния микроскоп е по-висока от тази на оптичния микроскоп
Увеличението на оптичния микроскоп е по-малко от това на електронния микроскоп. Оптичният микроскоп може да наблюдава само микроскопични структури като клетки и хлоропласти, докато електронният микроскоп може да наблюдава субмикроскопични структури, тоест структурата на органели, вируси, бактерии и др.
Електронен микроскоп проектира ускорен и агрегиран електронен лъч върху много тънка проба, където електроните се сблъскват с атоми в пробата, за да променят посоката, което води до триизмерно ъглово разсейване. Големината на ъгъла на разсейване е свързана с плътността и дебелината на пробата, така че тя може да формира изображения с различни нюанси. Изображенията ще бъдат показани на устройства за изображения (като флуоресцентни екрани, филми и фоточувствителни компоненти за свързване) след усилване и фокусиране.
Поради много късата дължина на вълната на де Бройл на електроните разделителната способност на трансмисионния електронен микроскоп е много по-висока от тази на оптичния микроскоп, достигайки 0.1-0.2nm и увеличение от десетки хиляди до милиони на пъти. Следователно използването на трансмисионна електронна микроскопия може да се използва за наблюдение на фината структура на пробите и дори за наблюдение на структурата само на един ред атоми, който е десетки хиляди пъти по-малък от най-малката структура, наблюдавана с оптична микроскопия. ТЕМ е важен аналитичен метод в много научни области, свързани с физиката и биологията, като изследване на рака, вирусология, наука за материалите, както и нанотехнологии, изследвания на полупроводници и т.н.
Най-високата резолюция на оптичен микроскоп
200 нанометра. Разделителната способност на оптичния микроскоп (с дължина на вълната на видимата светлина, варираща от 770 до 390 нанометра) е тясно свързана с обхвата на фокусиране на осветяващия лъч. През 1870 г. немският физик Ернст Абе открива.
Видимата светлина, поради вълновите си характеристики, претърпява дифракция, което прави лъча неспособен да се фокусира безкрайно. Според този закон на Абе минималният диаметър за фокусиране на видимата светлина е една трета от дължината на вълната на светлината.
Това са 200 нанометра. Повече от век "границата на Абе" от 200 нанометра се счита за теоретична граница на разделителна способност на оптичните микроскопи и обекти, по-малки от този размер, трябва да се наблюдават с помощта на електронен микроскоп или тунелен сканиращ микроскоп.
Числовата апертура, известна също като съотношение на апертурата, съкратено като NA или A, е основният параметър на лещата на обектива и кондензатора и е право пропорционална на разделителната способност на микроскопа. Числовата апертура на сухия обектив е 0.05-0.95, а числовата апертура на потопения в масло обектив (кедрово масло) е 1,25.
Работното разстояние се отнася до разстоянието от предната леща на лещата на обектива до покривното стъкло на образеца, когато наблюдаваният образец е най-ясен. Работното разстояние на обектива е свързано с неговото фокусно разстояние. Колкото по-голямо е фокусното разстояние на лещата на обектива, толкова по-малко е увеличението и толкова по-дълго е работното му разстояние.
Функцията на обектива е да увеличи образеца за първи път и това е най-важният компонент, който определя работата на микроскопа - нивото на разделителна способност. Разделителната способност е известна също като резолюция или разделителна способност. Големината на разделителната способност се изразява чрез числената стойност на разделителното разстояние (минималното разстояние между две точки на обекта, които могат да бъдат разграничени).
На ясно разстояние от 25 см два обекта с разстояние 0.073 мм могат да се видят ясно от нормалното човешко око. Тази стойност от 0,073 mm е разделителната способност на нормалното човешко око. Колкото по-малко е разстоянието на разделителна способност на микроскопа, толкова по-висока е неговата разделителна способност и по-добра производителност.
Увеличението на оптичния микроскоп е по-малко от това на електронния микроскоп. Оптичният микроскоп може да наблюдава само микроскопични структури като клетки и хлоропласти, докато електронният микроскоп може да наблюдава субмикроскопични структури, тоест структурата на органели, вируси, бактерии и др.
Електронен микроскоп проектира ускорен и агрегиран електронен лъч върху много тънка проба, където електроните се сблъскват с атоми в пробата, за да променят посоката, което води до триизмерно ъглово разсейване. Големината на ъгъла на разсейване е свързана с плътността и дебелината на пробата, така че тя може да формира изображения с различни нюанси. Изображенията ще бъдат показани на устройства за изображения (като флуоресцентни екрани, филми и фоточувствителни компоненти за свързване) след усилване и фокусиране.
Поради много късата дължина на вълната на де Бройл на електроните разделителната способност на трансмисионния електронен микроскоп е много по-висока от тази на оптичния микроскоп, достигайки 0.1-0.2nm и увеличение от десетки хиляди до милиони на пъти. Следователно използването на трансмисионна електронна микроскопия може да се използва за наблюдение на фината структура на пробите и дори за наблюдение на структурата само на един ред атоми, който е десетки хиляди пъти по-малък от най-малката структура, наблюдавана с оптична микроскопия. ТЕМ е важен аналитичен метод в много научни области, свързани с физиката и биологията, като изследване на рака, вирусология, наука за материалите, както и нанотехнологии, изследвания на полупроводници и т.н.
Най-високата резолюция на оптичен микроскоп
200 нанометра. Разделителната способност на оптичния микроскоп (с дължина на вълната на видимата светлина, варираща от 770 до 390 нанометра) е тясно свързана с обхвата на фокусиране на осветяващия лъч. През 1870 г. немският физик Ернст Абе открива.
Видимата светлина, поради вълновите си характеристики, претърпява дифракция, което прави лъча неспособен да се фокусира безкрайно. Според този закон на Абе минималният диаметър за фокусиране на видимата светлина е една трета от дължината на вълната на светлината.
Това са 200 нанометра. Повече от век "границата на Абе" от 200 нанометра се счита за теоретична граница на разделителна способност на оптичните микроскопи и обекти, по-малки от този размер, трябва да се наблюдават с помощта на електронен микроскоп или тунелен сканиращ микроскоп.
Числовата апертура, известна също като съотношение на апертурата, съкратено като NA или A, е основният параметър на лещата на обектива и кондензатора и е право пропорционална на разделителната способност на микроскопа. Числовата апертура на сухия обектив е 0.05-0.95, а числовата апертура на потопения в масло обектив (кедрово масло) е 1,25.
Работното разстояние се отнася до разстоянието от предната леща на лещата на обектива до покривното стъкло на образеца, когато наблюдаваният образец е най-ясен. Работното разстояние на обектива е свързано с неговото фокусно разстояние. Колкото по-голямо е фокусното разстояние на лещата на обектива, толкова по-малко е увеличението и толкова по-дълго е работното му разстояние.
Функцията на обектива е да увеличи образеца за първи път и това е най-важният компонент, който определя работата на микроскопа - нивото на разделителна способност. Разделителната способност е известна също като резолюция или разделителна способност. Големината на разделителната способност се изразява чрез числената стойност на разделителното разстояние (минималното разстояние между две точки на обекта, които могат да бъдат разграничени).
На ясно разстояние от 25 см два обекта с разстояние 0.073 мм могат да се видят ясно от нормалното човешко око. Тази стойност от 0,073 mm е разделителната способност на нормалното човешко око. Колкото по-малко е разстоянието на разделителна способност на микроскопа, толкова по-висока е неговата разделителна способност и по-добра производителност.
