Warum Elektronenmikroskope eine viel höhere Auflösung haben als optische Mikroskope
Da Elektronenmikroskope einen Elektronenstrahl verwenden und optische Mikroskope sichtbares Licht nutzen und die Wellenlänge des Elektronenstrahls kürzer ist als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts, ist die Auflösung eines Elektronenmikroskops viel höher als die eines optischen Mikroskops.
Die Auflösung eines Mikroskops hängt vom Einfallswinkel und der Wellenlänge des Elektronenstrahls ab, der durch die Probe hindurchtritt.
Die Wellenlänge des sichtbaren Lichts beträgt etwa {{0}} Nanometer, während die Wellenlänge des Elektronenstrahls von der Beschleunigungsspannung abhängt. Gemäß dem Prinzip der Welle-Teilchen-Dualität ist die Wellenlänge von Hochgeschwindigkeitselektronen kürzer als die des sichtbaren Lichts, und die Auflösung eines Mikroskops wird durch die verwendete Wellenlänge begrenzt, sodass die Auflösung eines Elektronenmikroskops (0,2 Nanometer) viel höher ist als die eines optischen Mikroskops (200 Nanometer).
Die Anwendung der Elektronenmikroskopie-Technologie basiert auf dem optischen Mikroskop, das eine Auflösung von {{0}},2 μm hat, und dem Transmissionselektronenmikroskop, das eine Auflösung von 0,2 nm hat, d. h. das Transmissionselektronenmikroskop ist auf der Grundlage des optischen Mikroskops um den Faktor 1,000 vergrößert.
Obwohl die Auflösung eines Elektronenmikroskops viel höher ist als die eines optischen Mikroskops, weist es einige Nachteile auf:
1. Im Elektronenmikroskop müssen Proben im Vakuum beobachtet werden, sodass es nicht möglich ist, lebende Proben zu beobachten. Mit dem Fortschritt der Technologie wird es mit dem Umweltrasterelektronenmikroskop allmählich möglich, lebende Proben direkt zu beobachten.
2. Bei der Verarbeitung der Probe kann eine Struktur entstehen, die ursprünglich in der Probe nicht vorhanden war, was die anschließende Bildanalyse erschwert.
3. Aufgrund der extrem starken Elektronenstreufähigkeit anfällig für sekundäre Beugung usw.;
4. Aufgrund der zweidimensionalen ebenen Projektion des Bildes eines dreidimensionalen Objekts ist das Bild manchmal nicht eindeutig.
5, weil das Transmissionselektronenmikroskop nur sehr dünne Proben beobachten kann und es möglich ist, dass die Struktur der Oberfläche des Materials von der inneren Struktur des Materials abweicht;
6. Bei ultradünnen Proben (unter 100 Nanometer) ist der Probenvorbereitungsprozess komplex und schwierig und es kommt zu Schäden bei der Probenvorbereitung.
7. Der Elektronenstrahl kann die Probe durch Kollision und Erhitzung beschädigen.
8. Der Anschaffungs- und Wartungspreis eines Elektronenmikroskops ist relativ hoch.
