Når du har brug for at se de mindste emner i detaljer, bruger du mikroskopet. Men der findes flere typer mikroskoper, og de er hver især velegnede til forskellige formål. De to hovedkategorier er lysmikroskoper og elektronmikroskoper. Selv om de begge gør det muligt at se mikroskopiske emner, gør de det på helt forskellige måder.

Lad os se nærmere på hvert af disse effektive værktøjer og se, hvad forskellen er mellem dem, og derefter kan vi diskutere, hvornår de hver især er det mest anvendelige værktøj til opgaven.

I et overblik:

Hvordan fungerer et lysmikroskop?

Som navnet antyder, bruger lysmikroskoper lys til at se. Lyset passerer gennem det objekt, du ser, og linsen forstørrer det til en meget større størrelse, så du tydeligt kan se dit lille objekt i mange detaljer.

Hvis du tænker tilbage til naturvidenskabsundervisningen i gymnasiet, var de mikroskoper, du brugte, alle lysmikroskoper. Lysmikroskoper, der også kaldes optiske mikroskoper, omfatter en række forskellige mikroskoper, herunder det almindeligt anvendte sammensatte mikroskop og stereomikroskopet, der er bedre til at se lidt større emner.

Da lysmikroskoper kun bruger lys til at se dit objekt, kan de bruges til døde eller levende eksemplarer. De beskadiger ikke eksemplaret og dræber det ikke. Det gør dem perfekte til at undersøge levende celler, bakterier og andre levende organismer.

Det er også meget hurtigere at forberede objektglas til et lysmikroskop, og det tager normalt kun nogle få minutter til højst et par timer.

Oversigt over lysmikroskoper

Anvendelser

Lysmikroskoper bruges til en række hobbyer, erhverv og områder. De anvendes ofte inden for det medicinske område til at se blodprøver, celler m.m. De anvendes naturligvis også ofte inden for mange forskellige videnskabelige områder til en række forskellige mikroskopiske undersøgelser.

Børn og hobbyfolk bruger lysmikroskoper til at se på alt fra sten til insekter og levende celler. Botanikere bruger dem til at undersøge planternes indre struktur. Kriminalteknikere bruger dem endda til at hjælpe med at pågribe forbrydere! Som du kan se, er lysmikroskopets anvendelsesmuligheder mange og forskelligartede.

Se

Lysmikroskoper kan have en imponerende forstørrelse på op til 1000x. Det er forstørrelse nok til at du kan se celler reproducere sig eller undersøge blodpladerne i dit blod.

På den mindre side af spektret har stereomikroskoper, en anden type lysmikroskop, en forstørrelse på omkring 60x-70x, hvilket er perfekt til at se større eksemplarer.

Men lysmikroskoper er begrænset af den måde, de fungerer på. Da de er afhængige af, at lyset passerer gennem emnet, er de hæmmet af størrelsen af lyspartiklerne. Selv om du måske tror, at lyspartikler er små, og det er de også, er de ikke så små som nogle af de ting, som forskerne ønsker at se.

En lysfoton er ca. 400-700 nanometer stor. Sammenlignet med et menneskehår, som er 50.000-100.000 nanometer, virker en lysfoton lille. Men sammenlignet med et 10 nanometer stort protein virker lysfotonen nu enorm.

Lysfotonerne skal kunne passere gennem emnet, for at du kan se det, så emner, der er mindre end lysfotoner, kan ikke ses i et lysmikroskop. Det betyder, at de mindste eksemplarer er forbeholdt elektronmikroskoper.

Bærbarhed

Hvis du tænker tilbage på naturvidenskabsundervisningen i gymnasiet, kan du måske huske, at du tog dit mikroskop op fra en vogn og tog det med tilbage til dit skrivebord. Det skyldes, at lysmikroskoper er små og kompakte.

Nogle af de mest avancerede modeller med den største forstørrelse kan være lidt kraftige, men disse redskaber kan generelt flyttes af en enkelt person.

Pris

Selv om nogle high-end lysmikroskoper kan koste over 1.000 dollars, er der mange muligheder af høj kvalitet til langt mindre. Du kan nemt finde et godt lysmikroskop til under 100 dollars.

For et lysmikroskop af professionel kvalitet kan du forvente at skulle bruge 200-400 $. De bliver dyrere end dette, men der findes mange i denne prisklasse, som tilbyder utrolige funktioner og funktioner.

Fordele & amp; Ulemper ved lysmikroskoper

• Prisbillig for både hobbyfolk og professionelle
• Kompakt nok til, at en enkelt person kan flytte den
• Giver dig mulighed for at se objekter, der er for små til at blive set med det menneskelige øje
• Kan se levende eksemplarer

• Topper ud ved 1.000x forstørrelse
• Kan ikke se noget, der er mindre end 700 nanometer

Hvordan fungerer et elektronmikroskop?

Mens et lysmikroskop sender lysfotoner gennem en prøve, så du kan se den gennem linser, sender et elektronmikroskop elektroner gennem prøven. Det er her, det elektromagnetiske spektrum kommer ind i billedet. Elektronmikroskoper arbejder i den ultraviolette til gammastråle-enden af spektret.

For bedre at forstå dette begreb kan du se det næste diagram:

I et lysmikroskop fortsætter de fotoner, der passerer gennem prøven, direkte gennem linserne og ind i dit øje. Men i et elektronmikroskop fortsætter de elektroner, der passerer gennem prøven, gennem en række elektromagneter. Elektromagneterne bøjer og bryder elektronstrålen og forstørrer på samme måde som den optiske linse i et lysmikroskop. Men etelektronmikroskopet er mange gange kraftigere og tilbyder forstørrelser på op til 2.000.000.

Men disse elektroner når aldrig frem til dit øje, men billedet bliver i stedet projiceret på en skærm, som du kan se.

Problemet er, at elektronstråler - røntgenstråler og værre - der passerer gennem din prøve er meget ødelæggende. Derfor kan elektronmikroskoper kun bruges med døde prøver. Desuden skal prøven forberedes omhyggeligt i en proces, der tager flere dage, og den skal ses i et vakuum, da elektroner ikke bevæger sig langt i luften.

Ligesom lysmikroskoper findes der flere forskellige typer elektronmikroskoper. De tre hovedtyper er transmissionselektronmikroskoper (TEM), scanningelektronmikroskoper (SEM) og atomkraftmikroskoper (AFM).

• Se også: Transmissions- (TEM) vs. scanningselektronmikroskoper (SEM): Hvad er forskellen?

Oversigt over elektronmikroskoper

Anvendelser

Elektronmikroskoper anvendes, når der er behov for at se de mindste eksemplarer i stor detalje. Vi taler om eksemplarer så små som en nanometer, da det svarer til størrelsen af en elektron.

Hvis du vil se små bakterier eller proteiner, skal du normalt bruge et elektronmikroskop.

Elektronmikroskoper giver også et 3-dimensionelt billede, så når du har brug for at se strukturen af noget mikroskopisk, vil du sandsynligvis bruge et elektronmikroskop.

De bruges til biopsiundersøgelser, til undersøgelse af metaller, krystallers celler og endda til kvalitetskontrolfunktioner.

Se

Elektronmikroskoper er utroligt kraftfulde. De forstørrer dit objekt 100.000 gange, men det er kun begyndelsen. De fleste kan opnå forstørrelser på 1.000.000 gange, nogle endda 2.000.000 gange.

Desuden giver elektronmikroskoper et 3-dimensionelt billede af din prøve, så du kan se cellernes struktur på en mere komplet måde, end du kan med et lysmikroskop.

Billede: pxhere.com

Men der er en hage ved det: Elektronmikroskoper giver kun billeder i sort/hvid sammenlignet med de fuldfarvede billeder, du får med et lysmikroskop. Computerforbedring tager sig af resten. Kort sagt: Hvis du skal se noget, der er mindre end 700 nanometer, er et elektronmikroskop virkelig din eneste mulighed.

Bærbarhed

Elektronmikroskoper er store, voluminøse apparater. Når de først er placeret et bestemt sted, vil du gerne lade dem blive der, medmindre det er absolut nødvendigt at flytte dem. De er så store, at der findes specialiserede firmaer, der kun kan flytte dit elektronmikroskop.

Bord-SEM'er er på størrelse med en lille opvaskemaskine, men fuldstørrelse-SEM'er er på størrelse med et køleskab. Et TEM er en stor kasse, der spænder over to meter i bredden og fem meter i højden. De har også brug for et væld af andre værktøjer for at fungere korrekt, herunder vakuumudstyr til objektglasset og meget mere.

Pris

Her er forskellene mellem lysmikroskoper og elektronmikroskoper mest drastiske. Mens lysmikroskoper er inden for de fleste fagfolks og hobbyfolks budget, er der meget få mennesker, der har råd til et elektronmikroskop. Disse købes generelt af store virksomheder med enorme midler at trække på.

Et elektronmikroskop af høj kvalitet med alt det nødvendige tilbehør og udstyr koster tæt på en million dollars. Selv for et brugt elektronmikroskop, der er mange år gammelt og har været brugt i mange år, skal du stadig betale flere femcifrede beløb. Et brugt, men ikke alt for gammelt apparat af høj kvalitet koster stadig mellem 150.000 og 500.000 dollars.

Fordele & amp; Ulemper ved elektronmikroskoper

• Forstørrer op til 2.000.000x
• Giver et 3D-billede
• Det er det eneste værktøj til at se prøver, der er mindre end 700 nanometer

• Uden for de fleste menneskers budgetter
• Meget stor og svær at flytte
• Kan kun arbejde med døde eksemplarer
• Giver kun et sort-hvidt billede

Forståelse af mikroskoper, effekt og tingenes størrelse

Lysmikroskoper har en maksimal forstørrelse på 1.000x. Hvis et mikroskop hævder at have en forstørrelse på 2.000x, vil alt over 1.000x være sløret og ubrugeligt; det er en tom forstørrelse.

Disse mikroskoper er begrænset til 1.000x forstørrelse, fordi de er baseret på lys, og derfor er de begrænset af dets bølgelængde.

Men ikke alle lysmikroskoper har en forstørrelse på 1.000x. Nogle er beregnet til at se større emner, hvor en så stor forstørrelse ville være overkill. Stereomikroskoper er en type lysmikroskop med en forstørrelse på ca. 60x-70x, som er perfekt til at se sten, insekter og meget mere.

Da lysfotoner skal passere gennem emnet i et lysmikroskop, skal emnet være større end en lysfoton, for at du kan se det. 700 nanometer er således det mindste objekt, du kan se med et lysmikroskop.

Elektronmikroskoper har utrolige forstørrelsesgrader. I den yderste ende kan nogle endda klare en forstørrelse på 2 000 000x, selv om de fleste topper ved 1 000 000x. Nogle kan endda give et 3-dimensionelt billede.

Da elektroner kun er omkring én nanometer, kan du se små emner på kun få nanometer med et elektronmikroskop. Det er den eneste mulighed for at se så mikroskopisk, da lysmikroskoper ikke kan se emner, der er mindre end 700 nanometer.

Overvej din prøve

Nogle gange er du begrænset til en bestemt type mikroskop af din prøve. Da de elektroner, der sendes gennem prøven i et elektronmikroskop, kan være meget destruktive, fungerer processen kun med døde prøver. Det betyder, at lysmikroskoper er det eneste valg til levende prøver.

Hvis din prøve derimod er mindre end en foton lys, ca. 700 nanometer, kan du ikke se den med et lysmikroskop. I dette tilfælde har du brug for elektronmikroskopets små elektroner, som kan passere gennem din lille genstand.

Billede: Pixabay

Hvis du skal se et 3-dimensionelt billede, f.eks. når du studerer strukturen af en krystals celler, skal du bruge et elektronmikroskop. Men hvis du studerer noget og skal se farverne, skal du bruge et lysmikroskop, da elektronmikroskoper kun kan se sort/hvid.

Pris

For mange mennesker vil prisen være den afgørende faktor. Da lysmikroskoper er overkommelige for både hobbyfolk og professionelle, vil de være det oplagte valg for de fleste mennesker.

Elektronmikroskoper koster derimod et sekscifret beløb eller mere i den laveste ende af spektret, medmindre du vil have noget, der er forældet og slidt. Disse værktøjer kan koste tæt på 1.000.000 USD, når de er nye, så de er ikke mulige for de fleste mennesker eller virksomheder.

Lysmikroskop vs. elektronmikroskop - Hvad er det rigtige for dig?

Så hvilket af disse kraftfulde værktøjer er det rigtige valg til dine behov? Medmindre du er videnskabsmand eller medicinsk forsker på højeste niveau, vil du sandsynligvis være bedst egnet med et lysmikroskop. Det er højst sandsynligt det eneste værktøj, der alligevel vil være inden for dit budget, da de fleste mennesker ikke har råd til at bruge en halv million på et mikroskop.

Hvis du vil se blodprøver, levende prøver eller noget, der er større end lysfotoner, er det bedst med et lysmikroskop. Hvis du nogensinde vil flytte det, er et lysmikroskop også det bedste valg. Du bruger også mindre tid på at forberede prøverne og har ikke brug for så dyrt og specialiseret udstyr.

Men hvis du skal se de mindste prøver til medicinske og videnskabelige formål, har du måske brug for den utrolige forstørrelse, som kun et elektronmikroskop kan give. De kan se prøver så små som få nanometer, så de er perfekte til at undersøge bakterier, proteiner og andre uendeligt små prøver. Men de kan kun se døde prøver, og de kræver masser afspecialiseret udstyr for at fungere korrekt, da objektglassene skal være i vakuum.

• Se også: SkyLight Scope: Den mikroskopiske mobiltelefonadapter, der ikke er mere

Billedtekst: (L) Herney Gómez, Pixabay