Was ist der Unterschied zwischen einem Elektronenmikroskop und einem optischen Mikroskop bei der Beobachtung von Objekten?
Optische Mikroskope unterscheiden sich stark von Elektronenmikroskopen: Sie verfügen über unterschiedliche Lichtquellen, unterschiedliche Linsen, unterschiedliche Abbildungsprinzipien, unterschiedliche Auflösungen, unterschiedliche Schärfentiefen und unterschiedliche Probenvorbereitungsmethoden. Das optische Mikroskop, allgemein bekannt als Lichtmikroskop, ist ein Mikroskop, das sichtbares Licht als Beleuchtungsquelle verwendet. Ein optisches Mikroskop ist ein optisches Instrument, das optische Prinzipien nutzt, um winzige Objekte, die für das menschliche Auge nicht erkennbar sind, zu vergrößern und abzubilden, sodass Menschen Mikrostrukturinformationen extrahieren können. Es wird häufig in der Zellbiologie verwendet. Ein optisches Mikroskop besteht im Allgemeinen aus einem Tisch, einem Scheinwerferbeleuchtungssystem, einer Objektivlinse, einem Okular und einem Fokussiermechanismus. Der Tisch dient zur Aufnahme des zu beobachtenden Objekts. Der Fokuseinstellmechanismus kann über den Fokuseinstellknopf gesteuert werden und der Tisch kann grob oder fein eingestellt werden, um eine klare Abbildung des beobachteten Objekts zu ermöglichen. Das vom optischen Mikroskop erzeugte Bild ist ein invertiertes Bild (auf dem Kopf stehend, links und rechts austauschbar). Das Elektronenmikroskop ist die Geburtsstunde von High-End-Technologieprodukten. Es ähnelt dem Lichtmikroskop, das wir normalerweise verwenden, unterscheidet sich jedoch stark vom Lichtmikroskop. Erstens nutzen optische Mikroskope Lichtquellen. Das Elektronenmikroskop verwendet Elektronenstrahlen und die Ergebnisse, die beide sehen, sind unterschiedlich. Sagen wir einfach, die Vergrößerung ist unterschiedlich. Bei der Beobachtung einer Zelle kann das Lichtmikroskop beispielsweise nur Zellen und einige Organellen wie Mitochondrien und Chloroplasten erkennen, aber nur die Existenz ihrer Zellen, nicht aber die spezifische Struktur der Organellen. Das Elektronenmikroskop kann die Feinstruktur von Organellen und sogar Makromolekülen wie Proteinen detaillierter erkennen. Zu den Elektronenmikroskopen zählen Transmissionselektronenmikroskope, Rasterelektronenmikroskope, Reflexionselektronenmikroskope und Emissionselektronenmikroskope. Unter ihnen ist das Rasterelektronenmikroskop am weitesten verbreitet. Rasterelektronenmikroskopie wird häufig in der Materialanalyse und -forschung eingesetzt. Es wird hauptsächlich in der Materialbruchanalyse, Mikrobereichskomponentenanalyse, Oberflächenmorphologieanalyse verschiedener Beschichtungen, Schichtdickenmessung, Mikrostrukturmorphologie und Nanomaterialanalyse eingesetzt. Die Kombination aus Röntgendiffraktometer und Elektronenenergiespektrometer stellt eine elektronische Mikrosonde für die Analyse der Materialzusammensetzung usw. dar. Das Rasterelektronenmikroskop (SEC), abgekürzt SEC, ist ein neuartiges elektronenoptisches Instrument. Es besteht aus drei Teilen: Vakuumsystem, Elektronenstrahlsystem und Bildgebungssystem. Es nutzt verschiedene physikalische Signale, die angeregt werden, wenn der fein fokussierte Elektronenstrahl die Oberfläche der Probe abtastet, um die Bildgebung zu modulieren. Durch die einfallenden Elektronen werden Sekundärelektronen von der Probenoberfläche angeregt. Was das Mikroskop beobachtet, sind die von jedem Punkt gestreuten Elektronen. Der neben der Probe platzierte Szintillationskristall empfängt diese Sekundärelektronen, moduliert nach der Verstärkung die Elektronenstrahlintensität der Bildröhre und verändert die Helligkeit auf dem Bildschirm der Bildröhre. Die Ablenkspule der Bildröhre scannt synchron mit dem Elektronenstrahl die Oberfläche der Probe, sodass der Fluoreszenzschirm der Bildröhre das topografische Bild der Probenoberfläche anzeigt. Es zeichnet sich durch einfache Probenvorbereitung, einstellbare Vergrößerung, große Reichweite, hohe Bildauflösung und große Schärfentiefe aus. Anwendungsleistung des Transmissionselektronenmikroskops: 1. Analyse von Kristalldefekten. Alle Strukturen, die die normale Gitterperiode zerstören, werden zusammenfassend als Kristalldefekte bezeichnet, beispielsweise Leerstellen, Versetzungen, Korngrenzen und Ausscheidungen. Diese Strukturen, die die Periodizität des Gitters zerstören, führen zu Änderungen in den Beugungsbedingungen des Bereichs, in dem sich der Defekt befindet, wodurch sich die Beugungsbedingungen des Bereichs, in dem sich der Defekt befindet, von denen des normalen Bereichs unterscheiden und somit ein entsprechendes Ergebnis zeigen Unterschied in Helligkeit und Dunkelheit auf dem Leuchtschirm. 2. Organisationsanalyse. Neben verschiedenen Defekten, die unterschiedliche Beugungsmuster erzeugen können, können sie zur Analyse der Struktur und Ausrichtung von Kristallen sowie zur Beobachtung der Morphologie der Struktur verwendet werden. 3. In-situ-Beobachtung. Mit dem entsprechenden Probentisch können In-situ-Experimente im TEM durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Verformungs- und Bruchvorgang beobachtet werden, indem die Probe unter Dehnung gedehnt wird. 4. Hochauflösende Mikroskopie-Technologie. Die Verbesserung der Auflösung, damit wir die Mikrostruktur der Materie genauer beobachten können, ist das Ziel, das die Menschen ständig verfolgen. Das hochauflösende Elektronenmikroskop nutzt die Phasenänderung des Elektronenstrahls und eine kohärente Abbildung wird durch mehr als zwei Elektronenstrahlen erzeugt. Unter der Voraussetzung, dass die Auflösung des Elektronenmikroskops hoch genug ist, ist die Auflösung des Bildes umso höher, je mehr Elektronenstrahlen verwendet werden. Es kann sogar zur Abbildung der Atomstruktur dünner Proben verwendet werden.
