Elektron mikroskobunun çözünürlüğü neden optik mikroskobun çözünürlüğünden daha yüksektir?
Optik mikroskobun büyütmesi elektron mikroskobunun büyütmesinden daha küçüktür. Optik mikroskop yalnızca hücreler ve kloroplastlar gibi mikroskobik yapıları gözlemleyebilirken, elektron mikroskobu mikroskobik yapıları, yani organellerin, virüslerin, bakterilerin vb. yapısını gözlemleyebilir.
Bir elektron mikroskobu, hızlandırılmış ve toplanmış bir elektron ışınını çok ince bir numune üzerine yansıtır; burada elektronlar numunedeki atomlarla çarpışarak yön değiştirir ve sonuçta üç boyutlu açısal saçılma meydana gelir. Saçılma açısının boyutu numunenin yoğunluğuna ve kalınlığına bağlı olduğundan farklı tonlarda görüntüler oluşturulabilir. Görüntüler, amplifikasyon ve odaklamanın ardından görüntüleme cihazlarında (floresan ekranlar, filmler ve ışığa duyarlı bağlantı bileşenleri gibi) görüntülenecektir.
Elektronların de Broglie dalga boyunun çok kısa olması nedeniyle, transmisyon elektron mikroskobunun çözünürlüğü, optik mikroskobunkinden çok daha yüksektir; 0.1-0.2nm'ye ulaşır ve büyütme onbinlerce ila milyonlarca arasında olur. defalarca. Bu nedenle, transmisyon elektron mikroskobunun kullanılması, numunelerin ince yapısını gözlemlemek ve hatta optik mikroskopla gözlemlenen en küçük yapıdan onbinlerce kat daha küçük olan yalnızca bir sıra atomun yapısını gözlemlemek için kullanılabilir. TEM, kanser araştırmaları, viroloji, malzeme bilimi, nanoteknoloji, yarı iletken araştırmaları vb. gibi fizik ve biyoloji ile ilgili birçok bilimsel alanda önemli bir analitik yöntemdir.
Optik mikroskobun en yüksek çözünürlüğü
200 nanometre. Optik mikroskobun çözünürlüğü (görünür ışık dalga boyları 770 ile 390 nanometre arasında değişir) aydınlatıcı ışının odaklanma aralığıyla yakından ilişkilidir. 1870'lerde Alman fizikçi Ernst Abbe keşfetti.
Görünür ışık, dalga özelliklerinden dolayı kırınıma uğrar ve ışının sonsuza kadar odaklanamamasına neden olur. Bu Abbe yasasına göre, görünür ışığı odaklamak için gereken minimum çap, ışık dalgasının dalga boyunun üçte biri kadardır.
Bu 200 nanometre. Bir yüzyılı aşkın süredir, 200 nanometrelik "Abbe sınırı", optik mikroskopların teorik çözünürlük sınırı olarak kabul ediliyor ve bu boyuttan daha küçük nesnelerin, bir elektron mikroskobu veya tünel tarama mikroskobu kullanılarak gözlemlenmesi gerekiyor.
NA veya A olarak kısaltılan, açıklık oranı olarak da bilinen sayısal açıklık, objektif merceğin ve yoğunlaştırıcının ana parametresidir ve mikroskobun çözünürlüğü ile doğru orantılıdır. Kuru objektifin sayısal açıklığı 0.05-0.95'tir ve yağa batırılmış objektifin (sedir yağı) sayısal açıklığı 1.25'tir.
Çalışma mesafesi, gözlemlenen numunenin en net olduğu durumda, objektif merceğin ön merceğinden numunenin kapak camına kadar olan mesafeyi ifade eder. Objektif merceğin çalışma mesafesi odak uzunluğuna bağlıdır. Objektif merceğin odak uzaklığı ne kadar uzun olursa, büyütme o kadar düşük ve çalışma mesafesi de o kadar uzun olur.
Objektif merceğin işlevi, numuneyi ilk kez büyütmektir ve mikroskobun performansını, yani çözünürlük seviyesini belirleyen en önemli bileşendir. Çözünürlük aynı zamanda çözünürlük veya çözme gücü olarak da bilinir. Çözünürlüğün büyüklüğü, çözünürlük mesafesinin (iki nesne noktası arasındaki ayırt edilebilen minimum mesafe) sayısal değeriyle ifade edilir.
25 cm'lik net bir mesafede, 0.073 mm uzaklıktaki iki nesne normal insan gözüyle net bir şekilde görülebilir. Bu 0,073mm değeri normal insan gözünün çözünürlük mesafesidir. Bir mikroskobun çözünürlük mesafesi ne kadar küçük olursa, çözünürlüğü o kadar yüksek olur ve performansı da o kadar iyi olur.
Optik mikroskobun büyütmesi elektron mikroskobunun büyütmesinden daha küçüktür. Optik mikroskop yalnızca hücreler ve kloroplastlar gibi mikroskobik yapıları gözlemleyebilirken, elektron mikroskobu mikroskobik yapıları, yani organellerin, virüslerin, bakterilerin vb. yapısını gözlemleyebilir.
Bir elektron mikroskobu, hızlandırılmış ve toplanmış bir elektron ışınını çok ince bir numune üzerine yansıtır; burada elektronlar numunedeki atomlarla çarpışarak yön değiştirir ve sonuçta üç boyutlu açısal saçılma meydana gelir. Saçılma açısının boyutu numunenin yoğunluğuna ve kalınlığına bağlı olduğundan farklı tonlarda görüntüler oluşturulabilir. Görüntüler, amplifikasyon ve odaklamanın ardından görüntüleme cihazlarında (floresan ekranlar, filmler ve ışığa duyarlı bağlantı bileşenleri gibi) görüntülenecektir.
Elektronların de Broglie dalga boyunun çok kısa olması nedeniyle, transmisyon elektron mikroskobunun çözünürlüğü, optik mikroskobunkinden çok daha yüksektir; 0.1-0.2nm'ye ulaşır ve büyütme onbinlerce ila milyonlarca arasında olur. defalarca. Bu nedenle, transmisyon elektron mikroskobunun kullanılması, numunelerin ince yapısını gözlemlemek ve hatta optik mikroskopla gözlemlenen en küçük yapıdan onbinlerce kat daha küçük olan yalnızca bir sıra atomun yapısını gözlemlemek için kullanılabilir. TEM, kanser araştırmaları, viroloji, malzeme bilimi, nanoteknoloji, yarı iletken araştırmaları vb. gibi fizik ve biyoloji ile ilgili birçok bilimsel alanda önemli bir analitik yöntemdir.
Optik mikroskobun en yüksek çözünürlüğü
200 nanometre. Optik mikroskobun çözünürlüğü (görünür ışık dalga boyları 770 ile 390 nanometre arasında değişir) aydınlatıcı ışının odaklanma aralığıyla yakından ilişkilidir. 1870'lerde Alman fizikçi Ernst Abbe keşfetti.
Görünür ışık, dalga özelliklerinden dolayı kırınıma uğrar ve ışının sonsuza kadar odaklanamamasına neden olur. Bu Abbe yasasına göre, görünür ışığı odaklamak için gereken minimum çap, ışık dalgasının dalga boyunun üçte biri kadardır.
Bu 200 nanometre. Bir yüzyılı aşkın süredir, 200 nanometrelik "Abbe sınırı", optik mikroskopların teorik çözünürlük sınırı olarak kabul ediliyor ve bu boyuttan daha küçük nesnelerin, bir elektron mikroskobu veya tünel tarama mikroskobu kullanılarak gözlemlenmesi gerekiyor.
NA veya A olarak kısaltılan, açıklık oranı olarak da bilinen sayısal açıklık, objektif merceğin ve yoğunlaştırıcının ana parametresidir ve mikroskobun çözünürlüğü ile doğru orantılıdır. Kuru objektifin sayısal açıklığı 0.05-0.95'tir ve yağa batırılmış objektifin (sedir yağı) sayısal açıklığı 1.25'tir.
Çalışma mesafesi, gözlemlenen numunenin en net olduğu durumda, objektif merceğin ön merceğinden numunenin kapak camına kadar olan mesafeyi ifade eder. Objektif merceğin çalışma mesafesi odak uzunluğuna bağlıdır. Objektif merceğin odak uzaklığı ne kadar uzun olursa, büyütme o kadar düşük ve çalışma mesafesi de o kadar uzun olur.
Objektif merceğin işlevi, numuneyi ilk kez büyütmektir ve mikroskobun performansını, yani çözünürlük seviyesini belirleyen en önemli bileşendir. Çözünürlük aynı zamanda çözünürlük veya çözme gücü olarak da bilinir. Çözünürlüğün büyüklüğü, çözünürlük mesafesinin (iki nesne noktası arasındaki ayırt edilebilen minimum mesafe) sayısal değeriyle ifade edilir.
25 cm'lik net bir mesafede, 0.073 mm uzaklıktaki iki nesne normal insan gözüyle net bir şekilde görülebilir. Bu 0,073mm değeri normal insan gözünün çözünürlük mesafesidir. Bir mikroskobun çözünürlük mesafesi ne kadar küçük olursa, çözünürlüğü o kadar yüksek olur ve performansı da o kadar iyi olur.
