Wanneer je het kleinste onderwerp tot in detail moet bekijken, grijp je naar de microscoop. Maar er zijn verschillende soorten microscopen en ze zijn elk geschikt voor verschillende kijkdoeleinden. De twee belangrijkste categorieën zijn lichtmicroscopen en elektronenmicroscopen. Hoewel beide het mogelijk maken om microscopische onderwerpen te bekijken, doen ze dat op totaal verschillende manieren.

Laten we elk van deze krachtige instrumenten eens nader bekijken en zien wat de verschillen zijn tussen deze instrumenten. Dan kunnen we bespreken wanneer elk instrument het meest geschikte is voor de taak.

In één oogopslag:

Hoe werkt een lichtmicroscoop?

Zoals de naam al zegt, gebruiken lichtmicroscopen licht om te zien. Het licht gaat door het object dat u bekijkt en de lens vergroot het tot een veel groter formaat, zodat u uw kleine onderwerp duidelijk en gedetailleerd kunt zien.

Als je terugdenkt aan wetenschapslessen op de middelbare school, waren de microscopen die je gebruikte allemaal lichtmicroscopen. Lichtmicroscopen, ook wel optische microscopen genoemd, omvatten een verscheidenheid aan verschillende microscopen, waaronder de algemeen gebruikte samengestelde microscoop en de stereomicroscoop die beter geschikt is om iets grotere onderwerpen te bekijken.

Omdat lichtmicroscopen alleen licht gebruiken om uw onderwerp te bekijken, kunnen ze worden gebruikt met dode of levende preparaten. Ze veroorzaken geen schade aan het preparaat en doden het niet. Dit maakt ze perfect voor het onderzoeken van levende cellen, bacteriën en andere levende organismen.

Dia's zijn ook veel sneller te prepareren voor een lichtmicroscoop, meestal in enkele minuten tot maximaal enkele uren.

Lichtmicroscoop Overzicht

Toepassingen

Lichtmicroscopen worden gebruikt in een verscheidenheid van hobby's, beroepen en gebieden. Ze worden vaak gebruikt op medisch gebied voor het bekijken van bloedmonsters, cellen en meer. Uiteraard worden ze vaak gebruikt op veel verschillende wetenschappelijke gebieden voor een uiteenlopende reeks microscoopstudies.

Kinderen en hobbyisten gebruiken lichtmicroscopen om alles te bekijken, van stenen en insecten tot levende cellen. Botanici gebruiken ze om de interne structuur van planten te onderzoeken. Rechercheurs op de plaats delict gebruiken ze zelfs om criminelen te helpen arresteren! Zoals je ziet, zijn de toepassingen van de lichtmicroscoop talrijk en divers.

Bekijk

Lichtmicroscopen kunnen een indrukwekkende vergroting hebben tot 1000x. Dat is voldoende vergroting om cellen te zien reproduceren of de bloedplaatjes in het bloed te onderzoeken.

Aan de kleinere kant van het spectrum hebben stereomicroscopen, een ander type lichtmicroscoop, vergrotingsniveaus van ongeveer 60x-70x, perfect voor het bekijken van grotere preparaten.

Maar lichtmicroscopen zijn beperkt door de manier waarop ze werken. Omdat ze afhankelijk zijn van licht om door het onderwerp te gaan, worden ze beperkt door de grootte van de lichtdeeltjes. Je zou kunnen denken dat lichtdeeltjes klein zijn, en dat zijn ze ook, maar ze zijn niet zo klein als sommige dingen die wetenschappers willen bekijken.

Een foton licht is ongeveer 400-700 nanometer groot. Vergeleken met een menselijke haar, die 50.000 tot 100.000 nanometer groot is, lijkt een foton licht heel klein. Maar vergeleken met een eiwit van 10 nanometer lijkt het lichtfoton nu enorm.

De lichtfotonen moeten door het onderwerp kunnen gaan om het te kunnen bekijken, dus onderwerpen die kleiner zijn dan lichtfotonen kunnen niet door een lichtmicroscoop worden bekeken. Dit betekent dat de kleinste preparaten overblijven voor elektronenmicroscopen.

Draagbaarheid

Als je nog eens terugdenkt aan de wetenschapsles op de middelbare school, weet je misschien nog dat je je microscoop van een karretje opraapte en naar je bureau bracht. Dat komt omdat lichtmicroscopen klein en compact zijn.

Sommige van de duurste modellen met de meeste vergroting kunnen een beetje stevig zijn, maar deze gereedschappen kunnen over het algemeen door één persoon worden verplaatst.

Prijs

Hoewel sommige hoogwaardige lichtmicroscopen meer dan 1000 dollar kunnen kosten, zijn er veel hoogwaardige opties beschikbaar voor veel minder. Je kunt gemakkelijk een fatsoenlijke lichtmicroscoop vinden voor minder dan 100 dollar.

Voor een lichtmicroscoop van professionele kwaliteit kunt u 200 tot 400 dollar verwachten. Ze worden wel duurder, maar er zijn er genoeg in deze prijsklasse die ongelooflijke mogelijkheden en functionaliteit bieden.

Voordelen en nadelen van lichtmicroscopen

• Betaalbaar voor zowel hobbyisten als professionals
• Compact genoeg om door één persoon te worden verplaatst
• Hiermee kunt u objecten zien die te klein zijn om met het menselijk oog te bekijken.
• Kan levende exemplaren bekijken

• Topt op 1.000x vergroting
• Kan niets zien dat kleiner is dan 700 nanometer.

Hoe werkt een elektronenmicroscoop?

Terwijl een lichtmicroscoop lichtfotonen door een preparaat stuurt om het door lenzen te kunnen bekijken, stuurt een elektronenmicroscoop elektronen door het preparaat. Daar komt het elektromagnetische spectrum om de hoek kijken. Elektronenmicroscopen werken in het ultraviolette tot gammastralen eind van het spectrum.

Om dit concept beter te begrijpen, zie het volgende diagram:

In een lichtmicroscoop gaan de fotonen die door de preparaten gaan, rechtstreeks door de lenzen en in uw oog. Maar in een elektronenmicroscoop gaan de elektronen die door uw preparaat gaan, verder door een reeks elektromagneten. De elektromagneten buigen en breken de elektronenbundel af, en vergroten op ongeveer dezelfde manier als de optische lens van een lichtmicroscoop. Maar eenDe elektronenmicroscoop is vele malen krachtiger en biedt vergrotingen tot 2.000.000.

Maar die elektronen bereiken nooit uw oog. In plaats daarvan wordt het beeld geprojecteerd op een scherm dat u kunt bekijken.

Het probleem is dat elektronenbundels - röntgenstralen en erger - die door uw preparaat gaan zeer destructief zijn. Daarom kunnen elektronenmicroscopen alleen worden gebruikt met dode preparaten. Bovendien moet het preparaat zorgvuldig worden geprepareerd in een proces dat meerdere dagen in beslag neemt en moet het in een vacuüm worden bekeken omdat elektronen niet ver reizen in de lucht.

Net als lichtmicroscopen zijn er verschillende soorten elektronenmicroscopen. De drie belangrijkste zijn transmissie-elektronenmicroscopen (TEM), scanelektronenmicroscopen (SEM) en atoomkrachtmicroscopen (AFM).

• Zie ook: Transmissie- (TEM) vs. scan- (SEM) elektronenmicroscopen: wat is het verschil?

Overzicht elektronenmicroscoop

Toepassingen

Elektronenmicroscopen worden gebruikt wanneer het nodig is om de kleinste preparaten in detail te bekijken. We hebben het dan over preparaten tot een nanometer, want dat is ongeveer de grootte van een elektron.

Als u kleine bacteriën of eiwitten wilt bekijken, moet u meestal een elektronenmicroscoop gebruiken.

Elektronenmicroscopen geven ook een 3-dimensionaal beeld, dus wanneer u de structuur van iets microscopisch moet bekijken, zult u waarschijnlijk een elektronenmicroscoop gebruiken.

Ze worden gebruikt voor biopsie-onderzoeken, het onderzoeken van metalen, de cellen van kristallen en zelfs kwaliteitscontrolefuncties.

Bekijk

Elektronenmicroscopen zijn ongelooflijk krachtig. Ze vergroten uw onderwerp met 100.000x, maar dat is nog maar het begin. De meeste bereiken vergrotingsniveaus van 1.000.000x. Sommige halen zelfs vergrotingsniveaus van 2.000.000x.

Bovendien geven elektronenmicroscopen een driedimensionaal beeld van uw preparaat, waardoor u de structuur van cellen vollediger kunt zien dan met een lichtmicroscoop.

Beeld krediet: pxhere.com

Maar er zit een addertje onder het gras: elektronenmicroscopen leveren alleen zwart-witbeelden, terwijl lichtmicroscopen full-colorbeelden leveren. Computerverbetering zorgt voor de rest. Kortom: als u iets wilt bekijken dat kleiner is dan 700 nanometer, is een elektronenmicroscoop uw enige optie.

Draagbaarheid

Elektronenmicroscopen zijn grote, omvangrijke apparaten. Als ze eenmaal op een bepaalde plaats staan, wilt u ze daar laten staan, tenzij het absoluut noodzakelijk is ze te verplaatsen. Ze zijn zo groot dat er gespecialiseerde bedrijven bestaan om uw elektronenmicroscoop te verplaatsen.

Tafelmodel SEM's hebben het formaat van een kleine vaatwasser, maar full-size SEM's het formaat van een koelkast. Een TEM is een grote doos van twee meter breed en vijf meter hoog. Ze hebben ook een groot aantal andere gereedschappen nodig voor een goede werking, waaronder vacuümapparatuur voor de dia en meer.

Prijs

Hier zijn de verschillen tussen lichtmicroscopen en elektronenmicroscopen het grootst. Terwijl lichtmicroscopen binnen het budget van de meeste professionals en hobbyisten vallen, kunnen maar heel weinig mensen zich een elektronenmicroscoop veroorloven. Deze worden over het algemeen gekocht door grote bedrijven met enorme fondsen.

Een high-end elektronenmicroscoop met alle benodigde accessoires en apparatuur kost bijna een miljoen dollar. Zelfs voor een gebruikte elektronenmicroscoop die al vele jaren oud is en veel gebruikt is, betaalt u nog steeds meerdere bedragen. Een tweedehands apparaat van hoge kwaliteit dat niet te oud is, kost nog steeds tussen de 150.000 en 500.000 dollar.

Voordelen en nadelen van elektronenmicroscopen

• Vergroot tot 2.000.000x
• Geeft een 3-D beeld
• Het is het enige instrument om monsters kleiner dan 700 nanometer te bekijken.

• Buiten het budget van de meeste mensen
• Zeer groot en moeilijk te verplaatsen
• Kan alleen werken met dode exemplaren
• Geeft alleen een zwart-wit beeld

Microscopen, vermogen en de grootte van dingen begrijpen

Lichtmicroscopen hebben een maximale vergroting van 1.000x. Als een microscoop beweert een vergroting van 2.000x te hebben, zal alles boven de 1.000x wazig en onbruikbaar zijn; loze vergroting.

Deze microscopen zijn beperkt tot 1.000x vergroting omdat ze op licht vertrouwen, dus zijn ze beperkt door de golflengte ervan.

Maar niet alle lichtmicroscopen hebben een vergroting van 1000x. Sommige zijn bedoeld voor het bekijken van grotere onderwerpen waarbij een dergelijke vergroting te ver gaat. Stereomicroscopen zijn een type lichtmicroscoop met een vergroting van ongeveer 60x-70x, perfect voor het bekijken van stenen, insecten en meer.

Omdat lichtfotonen in een lichtmicroscoop door je onderwerp moeten gaan, moet je onderwerp groter zijn dan een lichtfoton om het te kunnen bekijken. Dit betekent dat 700 nanometer ongeveer het kleinste onderwerp is dat je met een lichtmicroscoop kunt bekijken.

Elektronenmicroscopen bieden ongelooflijke vergrotingsniveaus. In het uiterste geval kunnen sommige zelfs 2.000.000x vergroten, hoewel de meeste stoppen bij 1.000.000x. Sommige kunnen zelfs een 3-dimensionaal beeld produceren.

Omdat elektronen slechts ongeveer één nanometer groot zijn, kunt u met een elektronenmicroscoop minuscule onderwerpen van slechts enkele nanometers bekijken. Zij zijn de enige optie voor dergelijke microscopische weergave, aangezien lichtmicroscopen geen onderwerpen kleiner dan 700 nanometer kunnen bekijken.

Denk aan uw exemplaar

Soms wordt u door uw preparaat beperkt tot een bepaald type microscoop. Omdat de elektronen die in een elektronenmicroscoop door het preparaat gaan zeer destructief kunnen zijn, werkt het proces alleen met dode preparaten. Dit betekent dat lichtmicroscopen de enige keuze zijn voor levende preparaten.

Aan de andere kant, als je preparaat kleiner is dan een foton licht, ongeveer 700 nanometer, dan kun je het niet bekijken met een lichtmicroscoop. In dat geval heb je de minuscule elektronen van de elektronenmicroscoop nodig, die door je kleine onderwerp heen kunnen.

Afbeelding: Pixabay

Als je een 3-dimensionaal beeld moet zien, zoals bij het bestuderen van de structuur van de cellen van een kristal, heb je een elektronenmicroscoop nodig. Maar als je iets bestudeert en de kleuren moet zien, heb je een lichtmicroscoop nodig, omdat elektronenmicroscopen alleen in zwart-wit kijken.

Prijs

Voor veel mensen zal de prijs de doorslag geven. Aangezien lichtmicroscopen betaalbaar zijn voor zowel hobbyisten als professionals, zullen ze voor de meeste mensen de voor de hand liggende keuze zijn.

Elektronenmicroscopen daarentegen kosten zes cijfers of meer aan de onderkant van het spectrum, tenzij u iets wilt dat verouderd en versleten is. Deze instrumenten kunnen nieuw bijna 1 000 000 dollar kosten, dus ze zijn gewoon niet haalbaar voor de meeste mensen of bedrijven.

Lichtmicroscoop vs Elektronenmicroscoop - Wat is de juiste voor u?

Dus, welk van deze krachtige instrumenten is de juiste keuze voor uw behoeften? Tenzij u een topwetenschapper of medisch onderzoeker bent, zult u waarschijnlijk het beste af zijn met een lichtmicroscoop. Waarschijnlijk zijn dit de enige instrumenten die in uw budget passen, aangezien de meeste mensen het zich niet kunnen veroorloven een half miljoen uit te geven aan een microscoop.

Als u bloedmonsters, levende specimens of iets dat groter is dan lichtfotonen wilt bekijken, kunt u het beste een lichtmicroscoop gebruiken. Ook als u het ooit wilt verplaatsen, is een lichtmicroscoop de beste keuze. U bent ook minder tijd kwijt aan het prepareren van monsters en hebt niet zulke dure en gespecialiseerde apparatuur nodig.

Maar als u voor medische en wetenschappelijke doeleinden de kleinste specimens wilt bekijken, dan hebt u wellicht de ongelooflijke vergroting nodig die alleen een elektronenmicroscoop kan bieden. Deze kan specimens bekijken die slechts enkele nanometers klein zijn, en is dus perfect voor het onderzoeken van bacteriën, proteïnen en andere oneindig kleine specimens. Maar ze kunnen alleen dode specimens bekijken en ze vereisen heel veelgespecialiseerde apparatuur om goed te kunnen werken, omdat de dia's in een vacuüm moeten zijn.

• Zie ook: SkyLight Scope: De mobiele telefoonadapter voor microscopen die niet meer bestaat.

Uitgelichte afbeelding: (L) Herney Gómez, Pixabay