Чем электронный микроскоп отличается от светового кратко

Обновлено: 28.06.2024

Электронный микроскоп использует пучок электронов в своей микроскопической процедуре, в то время как световой микроскоп использует свет.

Сравнительная таблица

Электронный микроскоп	Оптический микроскоп
Размер	большой	Маленький и легкий
Расходы	Более дорогой	Дешевле
Тип излучения	Луч электронов	Свет
разрешение	Больше возможностей разрешения	Меньшая мощность разрешения
Увеличение	Более высокое увеличение	Меньшее увеличение
Риск	Риск утечки радиации	Нет риска утечки радиации
Формирование имиджа	Из-за рассеяния электронов	Из-за поглощения световых волн
Цвет изображения	Черное и белое	Красочный
Типы	Просвечивающий электронный микроскоп, растровый электронный микроскоп	Составной микроскоп и стереомикроскоп
Использовать	Исследования и исследования	Исследования и исследования

Что такое электронный микроскоп?

Макс Кнолль и Эрнст Руска использовали и изобрели электронный микроскоп в 1931 году. Электронный микроскоп — это очень сложный микроскоп, для работы которого требуется высокий уровень технических навыков. Электронный микроскоп использует пучок электронов, который приблизительно эквивалентен длине волны 1 нм. Формированием изображения можно управлять, сфокусировавшись на электромагнитах из-за отрицательного заряда электронов. Подготовка образцов обычно связана с более жесткими процедурами с использованием коррозионных химикатов, поэтому для подготовки образцов требуется больше навыков. Существует два наиболее распространенных типа электронных микроскопов: сканирующий электронный микроскоп (SEM) и просвечивающий электронный микроскоп (TEM). В просвечивающем электронном микроскопе электронный луч пропускается через очень тонкий срез образца, и получается двумерное поперечное сечение образца, в то время как в случае сканирующего электронного микроскопа визуализируется структура поверхности образца, что дает трехмерный оттиск. Электронный микроскоп формирует изображения в оттенках серого. Однако электронные микрофотографии в искусственных цветах обычны и красивы. Этот микроскоп не может рассматривать живые образцы, потому что электронный микроскоп использует вакуум в трубке, чтобы электроны не поглощались молекулами воздуха.

Что такое световой микроскоп?

Голландский производитель очков Ханс Янсон и его сын Захариас изобрели первый световой микроскоп в конце 16- го века. век. Световой микроскоп также называют оптическим микроскопом. Световой микроскоп использует свет почти от 400 до 700 нм. Для работы с оптическим микроскопом используются простые методы, и готовятся только простые слайды образцов. Для световой микроскопии подготовка образца обычно занимает от нескольких минут до нескольких часов, но вид поверхности в световой микроскоп оставляет желать лучшего. Формированием изображения можно управлять, пропуская свет через стеклянные линзы. Этот микроскоп делает изображение, включающее диапазон длин волн, который обеспечивает источник света, и цвета часто обусловлены пятнами, а не фактическими цветами, присутствующими в природе. Есть два распространенных типа световых микроскопов, составных микроскопов и стереомикроскопов. Стереомикроскоп также известен как рассекающий микроскоп. Стереомикроскоп часто используется для визуализации больших, непрозрачные образцы и предметы. Обычно они не увеличивают так сильно, как составной микроскоп (40–70 раз), но дают действительно стереоскопическое изображение. Это потому, что изображение, формируемое для каждого глаза, немного отличается. Стереомикроскоп не требует сложной пробоподготовки. Составной микроскоп увеличивает примерно до 1000X. Образец должен быть достаточно ярким и тонким, чтобы сквозь него мог проходить свет микроскопа. Образец фиксируется на предметном стекле. Составной микроскоп не может создать трехмерное изображение, даже если у него два окуляра. Это потому, что каждый глаз получает одно и то же изображение от объектива. Луч света делится на две части. Это связано с тем, что изображение, формируемое для каждого глаза, немного отличается. Стереомикроскоп не требует сложной пробоподготовки. Составной микроскоп увеличивает примерно до 1000X. Образец должен быть достаточно ярким и тонким, чтобы сквозь него мог проходить свет микроскопа. Образец закрепляют на предметном стекле. Составной микроскоп не может создать трехмерное изображение, даже если у него два окуляра. Это потому, что каждый глаз получает одно и то же изображение от объектива. Луч света делится на две части. Это связано с тем, что изображение, формируемое для каждого глаза, немного отличается. Стереомикроскоп не требует сложной пробоподготовки. Составной микроскоп увеличивает примерно до 1000 раз. Образец должен быть достаточно ярким и тонким, чтобы сквозь него мог проходить свет микроскопа. Образец закрепляют на предметном стекле. Составной микроскоп не может создать трехмерное изображение, даже если у него два окуляра. Это потому, что каждый глаз получает одно и то же изображение от объектива. Луч света делится на две части. Составной микроскоп не может создать трехмерное изображение, даже если у него два окуляра. Это потому, что каждый глаз получает одно и то же изображение от объектива. Луч света делится на две части. Составной микроскоп не может создать трехмерное изображение, даже если у него два окуляра. Это потому, что каждый глаз получает одно и то же изображение от объектива. Луч света делится на две части.

1. Электронный микроскоп работает на принципе рассеивания потока электронов, световой - преломления и рассеивания света.
2. Электронный микроскоп работает только в вакууме, световой как в воздухе, так и в жидкости и в вакууме.
3. Так как размер электрона намного меньше длины волны света, то разрешающая способность электронного микроскопа на несколько порядков больше чем у светового.
4. Электронный микроскоп значительно больше по размерам, сложнее и дороже светового.

"Рабочим телом", тысызыть.
Световой микроскоп строит изображение объекта с помощью световых волн. Электронный - тоже с помощью волн, но не световых, а электронных. Ведь электрон, согшасно квантовой механике, тоже обладает волновыми свойствами. Причём эквивалентная длина волны электрона (напрямую связанная с его энергией - чем больше энергия, тем короче длина волны) намного меньше, чем длина волны света, а значит, дифракционные эффекты, которые принципиально ограничивают разрешающую способность любого микроскопа, для электронного начинают сказываться при намного меньших размерах наблюдаемого объекта. Поэтому на электронном микроскопе и можно разглядеть детали, обычному световому микроскопу недоступные.
Есть и ещё один прикольный эффект, присущий электронному микроскопу. Он связан уже с тем, что у электронов есть электрический заряд. Поэтому картинка, которая строится электронным микроскопом, зависит от распределения потенциалов на объекте. А значит, изображение, скажем, pn-перехода или вообще некоторой электрической структуры, в таком микроскопе будет зависеть от того, какие напряжения поданы на неё. Более того, существуют стробоскопические электронные микроскопы. То есть если на структуру подано переменное напряжение, а поток электронов модулирован синхронно с этим напряжением (короткие импульсы, длительностью только в небольшую часть периода этого переменного напряжения) , то, изменяя фазу этих импульсов относительно опорного сигнала, можно увидеть, каково состояние исследуемой структуры в различные моменты сигнала.

Сравнение светового и электронного микроскопов. Трансмиссионный электронный микроскоп/Световой
Источник излучения: электронысвет
Длина волны: 0,005 нм при 50 кВ/400 - 700 нм
Максимальное полезное увеличение: х2500 (на экране) /х1500
Максимальное разрешение:
на практике 0,5 нм/200 - 500 нм
в теории 0,2 нм/200 нм
Линзы: электромагниты/стеклянные
Объект: не живой, обезвоженный, относительно маленький или тонкий/живой или неживой
Распространённые красители: содержат цветные металлы, которые отражают электроны/цветные красители
Изображение: чёрно-белое/цветное

Микроскопы бывают разных размеров, каждый со своими особенностями. Самые распространенные категории - это световой микроскоп и электронный микроскоп. Каждый из этих микроскопов имеет различные особенности и подходит для разных целей - от увеличения простых объектов, таких как живые клетки, до сложных объектов, таких как детали ядра клетки.

Определения

Световой микроскоп (также, оптический микроскоп) - это оптический инструмент, используемый для увеличения объектов, чтобы рассмотреть их детали. Он использует свет для освещения видимых объектов.

Электронный микроскоп представляет собой оптический инструмент, который использует пучок электронов для увеличения размеров объектов для более детального просмотра.

Сравнительная таблица

Оптический микроскоп	Электронный микроскоп
Простой в использовании	Пользователям требуются технические навыки
Может просматривать как живые, так и мертвые образцы	Просмотр только мертвых экземпляров
Плохой вид поверхности	Хороший вид поверхности и внутренние детали
Использует световые лучи для освещения образцов	Использует пучок электронов для просмотра образцов
Линзы из стекла	Линзы сделаны из электромагнитов
Низкая разрешающая способность, обычно менее 0,30 мкм.	Высокая разрешающая способность до 0,0001 мкм.
Малое увеличение до 1500x	Большое увеличение до 1000000x
Изображение просматривается глазами через окуляр	Изображения просматриваются на фотопластинке или флуоресцентном экране из сульфата цинка.
Не используется под вакуумом	Работает в высоком вакууме
Дешево купить и имеет низкие затраты на обслуживание	Очень дорого покупать и поддерживать

Световой микроскоп против электронного микроскопа

В чем разница между световым микроскопом и электронным микроскопом? Эти два типа микроскопов отличаются друг от друга рядом различий, таких как источник света, который они используют, уровень увеличения, стоимость, разрешающая способность и другие факторы.

Электронный микроскоп стоит очень дорого и требует особых условий окружающей среды. Это делает его обслуживание дорогим. Кроме того, для его использования требуются высокие технические навыки, и поэтому он ограничен специализированным использованием, таким как исследования. С другой стороны, световой микроскоп дешево покупать и обслуживать. Для использования не требуется специальных навыков. В результате он подходит для большинства основных функций и очень распространен в школах и других учебных заведениях.
В то время как световой микроскоп использует свет для освещения образцов и стеклянные линзы для увеличения изображений, электронный микроскоп использует пучок электронов для освещения образцов и магнитные линзы для увеличения изображений.
Разрешение (уровень детализации изображения) - главное отличие этих двух микроскопов. Световой микроскоп имеет разрешение до 0,3 мкм, то есть 3 мкм. Это ограничивает его, поскольку два близких объекта нельзя рассматривать как отдельные. В электронном микроскопе разрешение составляет около 0,0001 мкм, то есть 0,01 нм. Это разрешение можно использовать в ситуациях, требующих более подробной информации, например при изучении ядер клеток.
Световой микроскоп можно использовать для просмотра мертвых и живых образцов. Это делает его важным при изучении живых. Напротив, электронный микроскоп нельзя использовать для просмотра живых образцов, поскольку он использует электроны, разрушающие жизнь.

видео

Вот полезное видео, в котором рассказывается, как работают разные микроскопы, их различия и разные изображения, получаемые каждым из них:

Оптический микроскоп, который также называют световой микроскоп, является устройством использующим видимый свет и систему линз для увеличения изображения образцов. Оптические микроскопы являются самым старейшим видом оптических приборов для получения увеличенных изображений объектов, возможно, первые из них были разработаны в 17 веке . Изображение полученное с помощью оптического микроскопа может быть захвачено обычной светочувствительной фотокамерой для создания микрофотографий. Фотокамера может монтироваться вместо штатных окуляров или в отдельный оптический порт. Такие микроскопы именуются тринокулярными.

Цифровой микроскоп

Цифровой микроскоп – это микроскоп оснащенный цифровой камерой позволяющей исследовать образцы через компьютер. Такие микроскопы могут обладать частичным или полным компьютерным управлением с различным уровнем автоматизации. Цифровая микроскопия позволяет выполнять более глубокий анализ увеличенного изображения, например, измерение расстояний и площадей.

Цифровые USB микроскопы малой мощности, в упрощении представляют собой web камеры, подключаемые к компьютеру через USB порт. В таких микроскопах не используется поток проходящего света, а применяются встроенные светодиоды и падающий от них свет. Лучи света отражаются от образца и попадают в фотообъектив, через USB порт увеличенное изображение отображается на мониторе компьютера. Увеличенное таким образом видео и фотоизображение может быть сохранено на компьютере либо обработано в реальном режиме времени. Цифровые USB микроскопы малой мощности с увеличением 200x широко доступны потребителю из-за своей низкой стоимости, от 1190 рублей (Supereyes B005). Кроме микроскопов малой мощности, существуют и более мощные устройства: с возможностью увеличения 300x (Supereyes B010), 500x (Supereyes B008), 1000x (Supereyes T001 2M).

Цифровой USB микроскоп является универсальным инструментом, который поможет при изучении и исследовании плоских объектов, таких как монеты, печатные платы, документы, кожа, разнообразные растения и многое другое.

Преимущества цифровых микроскопов перед оптическими

Цифровые USB микроскопы обладают рядом преимуществ перед оптическими, такими как размер самого микроскопа, возможность проведения фото и видео записи, обработка изображения в реальном времени, выполнение различных измерении и многое другое.

Читайте также: