Warum Elektronenmikroskope Lichtmikroskope nicht ersetzen sollten
Elektronenmikroskope nutzen das Prinzip der Elektronenoptik und ersetzen Lichtstrahlen und optische Linsen durch Elektronenstrahlen und Elektronenlinsen, sodass feine Strukturen von Substanzen in sehr hohen Vergrößerungen abgebildet werden können. Obwohl sein Auflösungsvermögen weitaus besser ist als das von Lichtmikroskopen, sind Elektronenmikroskope für die Beobachtung lebender Organismen schwierig, da sie unter Vakuumbedingungen arbeiten müssen und die Bestrahlung mit Elektronenstrahlen auch biologische Proben schädigt, sodass sie Lichtmikroskope nicht vollständig ersetzen können. Darüber hinaus sind ihre Kosten unterschiedlich und auch der Umfang der Arbeiten, für die sie geeignet sind, ist unterschiedlich. Ich hoffe, meine Antwort kann Ihnen helfen.
Elektronenmikroskope können optische Mikroskope aus folgenden Gründen nicht vollständig ersetzen:
1. Elektronenmikroskope sind optische Mikroskope mit zusätzlichen CCDs, Bildschirmen oder Computerzubehör. Man kann es nur als Videomikroskop bezeichnen. Während des gesamten Bildgebungsprozesses ersetzen CCDs das menschliche Auge. Denn in der Videobildgebung ist die elektronische Vergrößerung eine virtuelle Vergrößerung und unterscheidet sich in Bezug auf Pixel, lichtempfindliche Effekte und andere Faktoren zu sehr vom menschlichen Auge, sodass sich der Effekt zu sehr von dem eines visuellen Mikroskops unterscheidet.
2. Es gibt noch einen weiteren wichtigen Grund: CCD gehört zur planaren Bildgebung und das menschliche Auge erzeugt, insbesondere bei binokularer Beobachtung, einen starken dreidimensionalen Effekt, weshalb der Kontrasteffekt der beiden zu groß ist ;
3. Elektronenmikroskope werden meist als Rasterelektronenmikroskope bezeichnet. Die Wirkung dieses Mikroskoptyps ist viel besser als die gewöhnlicher optischer Mikroskope, wird jedoch aufgrund seines hohen Preises in der Industrie selten eingesetzt.
Warum ist die Auflösung eines Elektronenmikroskops höher als die eines Lichtmikroskops?
Die Vergrößerung des optischen Mikroskops ist kleiner als die des Elektronenmikroskops. Das optische Mikroskop kann nur Mikrostrukturen wie Zellen und Chloroplasten beobachten, während das Elektronenmikroskop submikroskopische Strukturen beobachten kann, also die Struktur von Organellen, Viren, Bakterien usw.
Das Elektronenmikroskop projiziert einen beschleunigten und konzentrierten Elektronenstrahl auf eine sehr dünne Probe. Die Elektronen kollidieren mit den Atomen in der Probe, ändern ihre Richtung und erzeugen so eine Raumwinkelstreuung. Die Größe des Streuwinkels hängt von der Dichte und Dicke der Probe ab, sodass Bilder mit unterschiedlicher Helligkeit und Dunkelheit erzeugt werden können und die Bilder auf bildgebenden Geräten (wie Leuchtschirmen, Filmen und lichtempfindlichen Kopplungskomponenten) angezeigt werden. nach dem Vergrößern und Fokussieren.
Aufgrund der sehr kurzen De-Broglie-Wellenlänge des Elektrons ist die Auflösung des Transmissionselektronenmikroskops viel höher als die des Lichtmikroskops, das 0.1-0.2 nm erreichen kann, und die Vergrößerung beträgt Zehntausende bis Millionen Mal. Daher kann der Einsatz der Transmissionselektronenmikroskopie genutzt werden, um die Feinstruktur von Proben zu beobachten, sogar die Struktur nur einer einzelnen Atomsäule, die zehntausende Male kleiner ist als die kleinste Struktur, die mit optischer Mikroskopie beobachtet werden kann. TEM ist eine wichtige Analysemethode in vielen wissenschaftlichen Bereichen mit Bezug zur Physik und Biologie, wie z. B. Krebsforschung, Virologie, Materialwissenschaften, aber auch Nanotechnologie, Halbleiterforschung usw.
