اگر می خواهید نمونه خون، نمونه های زنده یا هر چیز دیگری را مشاهده کنید. بزرگتر از فوتون های نوری، بهترین کار را با میکروسکوپ نوری خواهید داشت. به همین ترتیب، اگر زمانی می خواهید آن را حرکت دهید، میکروسکوپ نوری بهترین انتخاب است. شما همچنین زمان کمتری را برای تهیه نمونه ها صرف خواهید کرد و به چنین تجهیزات گران قیمت و تخصصی نیاز ندارید.

اما اگر کوچکترین نمونه ها را برای اهداف پزشکی و علمی مشاهده می کنید، ممکن است به بزرگنمایی باورنکردنی نیاز داشته باشید. یک میکروسکوپ الکترونی می تواند فراهم کند. آن‌ها می‌توانند نمونه‌هایی را به اندازه چند نانومتر مشاهده کنند، بنابراین برای بررسی باکتری‌ها، پروتئین‌ها و دیگر نمونه‌های بی‌نهایت کوچک عالی هستند. اما آن‌ها فقط می‌توانند نمونه‌های مرده را مشاهده کنند و برای درست کار کردن به تجهیزات تخصصی زیادی نیاز دارند، زیرا اسلایدها باید در خلاء باشند.

• همچنین ببینید: SkyLight Scope: Microscope Cell Phone Adapter That Is No More

اعتبار تصویر ویژه: (L) هرنی گومز، Pixabay

وقتی لازم است کوچکترین سوژه ها را با جزئیات زیاد ببینید، به میکروسکوپ روی می آورید. اما انواع مختلفی از میکروسکوپ ها وجود دارد و هر کدام برای اهداف مشاهده متفاوتی مناسب هستند. دو دسته اصلی که باید در نظر گرفته شوند، میکروسکوپ های نوری و میکروسکوپ های الکترونی هستند. اگرچه هر دوی آنها دیدن سوژه های میکروسکوپی را ممکن می کنند، اما این کار را به روش های کاملا متفاوت انجام می دهند.

بیایید نگاهی دقیق تر به هر یک از این ابزارهای قدرتمند بیندازیم و تفاوت بین آنها را ببینیم. سپس می‌توانیم در مورد اینکه چه زمانی هر یک ابزار کاربردی‌تر برای کار هستند، بحث کنیم.

در یک نگاه:

چگونه یک میکروسکوپ نوری کار می‌کند؟

همانطور که از نام آن پیداست، میکروسکوپ های نوری از نور برای دیدن استفاده می کنند. نور از شیئی که در حال مشاهده آن هستید عبور می کند و لنز آن را به اندازه بسیار بزرگتری بزرگ می کند تا بتوانید سوژه کوچک خود را به وضوح با جزئیات زیاد ببینید.

اگر به کلاس های علوم در دبیرستان فکر کنید. ، میکروسکوپ هایی که استفاده کردید همه میکروسکوپ های نوری بودند. میکروسکوپ های نوری که میکروسکوپ های نوری نیز نامیده می شوند، انواع مختلفی از میکروسکوپ های مختلف را در بر می گیرند، از جمله میکروسکوپ مرکب معمولی و میکروسکوپ استریو که برای مشاهده سوژه های کمی بزرگتر بهتر است.

زیرا میکروسکوپ های نوری فقط از نور برای مشاهده سوژه خود استفاده کنید، آنها را می توان با نمونه های مرده یا زنده استفاده کرد. آنها به نمونه آسیب نمی رسانند یا آن را می کشند. این باعث می شود آنهابرای بررسی سلول‌های زنده، باکتری‌ها و سایر موجودات زنده عالی است.

اسلایدها برای میکروسکوپ نوری بسیار سریع‌تر آماده می‌شوند و معمولاً حداکثر چند دقیقه تا چند ساعت طول می‌کشد.

مرور کلی میکروسکوپ نوری

کاربردها

می‌بینید که میکروسکوپ‌های نوری در انواع سرگرمی‌ها، حرفه‌ها و زمینه‌ها استفاده می‌شوند. آنها معمولاً در زمینه پزشکی برای مشاهده نمونه های خون، سلول ها و موارد دیگر استفاده می شوند. بدیهی است که آنها معمولاً در بسیاری از زمینه‌های علمی مختلف برای مجموعه‌ای از مطالعات میکروسکوپی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کودکان و علاقه‌مندان از میکروسکوپ‌های نوری برای مشاهده همه چیز از سنگ‌ها گرفته تا حشرات و سلول‌های زنده استفاده می‌کنند. گیاه شناسان از آنها برای بررسی ساختار داخلی گیاهان استفاده می کنند. بازرسان صحنه جرم حتی از آنها برای کمک به دستگیری مجرمان استفاده می کنند! همانطور که می بینید، کاربردهای میکروسکوپ نوری متعدد و متنوع است.

نمایش

میکروسکوپ های نوری می توانند سطوح بزرگنمایی چشمگیری تا 1000x داشته باشند. این بزرگ‌نمایی به اندازه‌ای است که به شما امکان می‌دهد تکثیر سلول‌ها یا بررسی پلاکت‌ها را در خون خود مشاهده کنید.

در سمت کوچک‌تر طیف، میکروسکوپ‌های استریو، نوع دیگری از میکروسکوپ‌های نوری، دارای سطوح بزرگ‌نمایی حدود 60x70x هستند، که عالی است. برای مشاهده نمونه‌های بزرگ‌تر.

اما میکروسکوپ‌های نوری با نحوه عملکردشان محدود می‌شوند. از آنجایی که آنها برای عبور از سوژه به نور متکی هستند، به اندازه ی آن مانع می شوندذرات نور در حالی که ممکن است فکر کنید ذرات نور بسیار کوچک هستند، اما آنها به اندازه برخی چیزهایی که دانشمندان می خواهند مشاهده کنند کوچک نیستند.

اندازه یک فوتون نور در حدود 400-700 نانومتر است. در مقایسه با موی انسان که 50000 تا 100000 نانومتر است، یک فوتون نور بسیار کوچک به نظر می رسد. اما در مقایسه با یک پروتئین 10 نانومتری، فوتون نور اکنون بزرگ به نظر می رسد.

فوتن های نور باید بتوانند از درون سوژه عبور کنند تا بتوانید آن را مشاهده کنید، بنابراین سوژه های کوچکتر از فوتون های نور قابل مشاهده نیستند. از طریق میکروسکوپ نوری این بدان معناست که کوچک‌ترین نمونه‌ها برای میکروسکوپ‌های الکترونی باقی می‌مانند.

قابلیت حمل

اگر دوباره به کلاس علوم دبیرستان فکر کنید، ممکن است به یاد داشته باشید که میکروسکوپ خود را از آن جدا کرده‌اید. یک گاری و آن را به پشت میز خود ببرید. این به این دلیل است که میکروسکوپ های نوری کوچک و فشرده هستند.

برخی از مدل های پیشرفته با بیشترین بزرگنمایی می توانند کمی قوی باشند، اما این ابزارها عموماً می توانند جابجا شوند. توسط یک فرد مجرد.

قیمت

اگرچه برخی از میکروسکوپ‌های نوری سطح بالا می‌توانند بیش از 1000 دلار قیمت داشته باشند، گزینه‌های باکیفیت زیادی با قیمت بسیار کمتر در دسترس هستند. شما به راحتی می توانید یک میکروسکوپ نوری مناسب با قیمت کمتر از 100 دلار پیدا کنید.

برای یک میکروسکوپ نوری با کیفیت حرفه ای، می توانید انتظار داشته باشید که 200 تا 400 دلار هزینه کنید. آنها گران تر از این می شوند، اما در این محدوده قیمت، مقدار زیادی وجود داردویژگی ها و عملکردهای باورنکردنی را ارائه می دهد.

مزایا و amp; معایب میکروسکوپ های نوری

• مقرون به صرفه برای علاقه مندان و حرفه ای ها به طور یکسان
• به اندازه کافی جمع و جور برای حرکت یک فرد مجرد
• به شما امکان می دهد اجسام بسیار کوچک را ببینید که با چشم انسان قابل مشاهده نیست
• می توانید نمونه های زنده را مشاهده کنید

• با بزرگنمایی 1000 برابر می شود
• نمی توان چیزی کوچکتر از 700 نانومتر را مشاهده کرد

میکروسکوپ الکترونی چگونه کار می کند؟

در حالی که یک میکروسکوپ نوری فوتون های نور را از یک نمونه عبور می دهد تا به شما امکان مشاهده آن از طریق عدسی ها را بدهد، یک میکروسکوپ الکترونی الکترون ها را از نمونه عبور می دهد. اینجاست که طیف الکترومغناطیسی درگیر می شود. میکروسکوپ های الکترونی در انتهای طیف ماوراء بنفش تا پرتو گاما عمل می کنند.

برای درک بهتر این مفهوم، به نمودار بعدی مراجعه کنید:

در یک نور میکروسکوپ، آن فوتون هایی که از نمونه ها عبور می کنند مستقیماً از طریق عدسی ها و داخل چشم شما ادامه می دهند. اما در یک میکروسکوپ الکترونی، الکترون‌هایی که از نمونه شما عبور می‌کنند همچنان از یک سری آهن‌رباهای الکترونی عبور می‌کنند. الکترومغناطیس‌ها پرتو الکترونی را خم می‌کنند و می‌شکنند و به همان روشی که عدسی‌های نوری میکروسکوپ نوری بزرگ‌نمایی می‌کنند. اما یک میکروسکوپ الکترونی چندین برابر قدرتمندتر است و سطوح بزرگنمایی را تا حداکثر ارائه می دهد2,000,000.

اما این الکترون ها هرگز به چشم شما نمی رسند. درعوض، تصویر روی صفحه نمایش داده می شود تا شما آن را ببینید.

مشکل این است که پرتوهای الکترونی – اشعه ایکس و بدتر از آن – که از نمونه شما عبور می کنند بسیار مخرب هستند. به همین دلیل است که میکروسکوپ های الکترونی را فقط می توان با نمونه های مرده استفاده کرد. بعلاوه، نمونه باید در فرآیندی که چندین روز طول می کشد با دقت آماده شود و باید در خلاء مشاهده شود زیرا الکترون ها در هوا به دوردست سفر نمی کنند.

مانند میکروسکوپ های نوری، انواع مختلفی از میکروسکوپ های الکترونی وجود دارد. سه نوع اصلی عبارتند از: میکروسکوپ های الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپ های الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ های نیروی اتمی (AFM).

• همچنین ببینید: Transmission (TEM) در مقابل میکروسکوپ های الکترونی روبشی (SEM): چه تفاوتی دارند؟

بررسی اجمالی میکروسکوپ الکترونی

برنامه ها

میکروسکوپ های الکترونی هر زمان که نیاز باشد استفاده می شود برای دیدن ریزترین نمونه ها با جزئیات زیاد. ما در مورد نمونه هایی به کوچکی یک نانومتر صحبت می کنیم، زیرا اندازه آنها تقریباً یک الکترون است.

اگر می خواهید باکتری ها یا پروتئین های ریز را مشاهده کنید، معمولاً باید از میکروسکوپ الکترونی استفاده کنید.

میکروسکوپ‌های الکترونی همچنین یک تصویر 3 بعدی ارائه می‌کنند، بنابراین هر زمان که نیاز به دیدن ساختار چیزی میکروسکوپی داشتید، احتمالاً از یک میکروسکوپ الکترونی استفاده می‌کنید.

آنها برای بررسی بیوپسی استفاده می‌شوند.بررسی فلزات، سلول‌های کریستال‌ها و حتی عملکردهای کنترل کیفیت.

نمایش

میکروسکوپ‌های الکترونی فوق‌العاده قدرتمند هستند. آنها سوژه شما را 100000 برابر بزرگ می کنند، اما این تازه شروع است. بیشتر آنها به سطوح بزرگنمایی 1,000,000x می رسند. برخی حتی سطوح بزرگنمایی 2,000,000 برابر را مدیریت می کنند.

علاوه بر این، میکروسکوپ های الکترونی یک نمای 3 بعدی از نمونه شما ارائه می دهند و به شما این امکان را می دهند که ساختار سلول ها را به روشی کاملتر از آنچه با یک میکروسکوپ نوری می توانید ببینید.

اعتبار تصویر: pxhere.com

اما یک نکته وجود دارد. میکروسکوپ های الکترونی فقط تصاویر سیاه و سفید را در مقایسه با نمایش های تمام رنگی که با میکروسکوپ نوری دریافت می کنید ارائه می دهند. ارتقاء رایانه بقیه موارد را بر عهده می گیرد. خط آخر: اگر چیزی کوچکتر از 700 نانومتر را مشاهده می کنید، میکروسکوپ الکترونی واقعاً تنها گزینه شماست.

قابلیت حمل

میکروسکوپ های الکترونی قطعات بزرگ و حجیمی هستند. تجهیزات. هنگامی که آنها در یک نقطه خاص قرار گرفتند، می خواهید آنها را در آنجا رها کنید، مگر اینکه کاملاً لازم باشد آنها را منتقل کنید. آنها آنقدر بزرگ هستند که شرکت های تخصصی فقط برای جابجایی میکروسکوپ الکترونی شما وجود دارند.

SEM های رومیزی به اندازه یک ماشین ظرفشویی کوچک هستند اما SEM های سایز کامل به اندازه یک یخچال هستند. TEM جعبه بزرگی است که دو متر عرض و پنج متر ارتفاع دارد. آنها همچنین به مجموعه ای از ابزارهای دیگر برای عملکرد مناسب نیاز دارنداز جمله تجهیزات خلاء برای اسلاید و موارد دیگر.

قیمت

در اینجاست که تفاوت بین میکروسکوپ های نوری و میکروسکوپ های الکترونی بسیار زیاد است. در حالی که میکروسکوپ های نوری در حد بودجه اکثر متخصصان و علاقمندان هستند، تعداد کمی از مردم می توانند میکروسکوپ الکترونی را بخرند. اینها معمولاً توسط شرکت‌های عظیم با سرمایه‌های هنگفت خریداری می‌شوند.

برای یک میکروسکوپ الکترونی پیشرفته با تمام لوازم جانبی و تجهیزات لازم، هزینه آن نزدیک به یک میلیون دلار خواهد بود. حتی برای یک میکروسکوپ الکترونی مستعمل که چندین سال از عمر آن می گذرد و هزاران تن از آن استفاده می کنند، همچنان پنج رقم متعدد پرداخت خواهید کرد. یک دستگاه از پیش مالکیت شده اما با کیفیت بالا که خیلی قدیمی نیست همچنان بین 150,000 تا 500,000 دلار برای شما هزینه خواهد داشت.

مزایا & معایب میکروسکوپ های الکترونی

• بزرگنمایی تا 2,000,000x
• تصویری سه بعدی ارائه می دهد
• این تنها ابزار برای مشاهده نمونه های کوچکتر از 700 نانومتر است

• خارج از بودجه اکثر افراد
• بسیار بزرگ و به سختی جابجا می شود
• فقط می تواند با نمونه های مرده کار کند
• فقط یک تصویر سیاه و سفید ارائه می دهد

درک میکروسکوپ، قدرت و تقویت اندازه اشیا

میکروسکوپ های نوری حداکثر بزرگنمایی 1000 برابر دارند. اگر یک میکروسکوپ ادعا کند که بزرگنمایی 2000 برابر دارد،هر چیزی بیش از 1000 برابر تار و غیرقابل استفاده خواهد بود. بزرگنمایی خالی.

این میکروسکوپ ها به بزرگنمایی 1000 برابری محدود می شوند زیرا به نور متکی هستند، بنابراین با طول موج آن محدود می شوند.

اما همه میکروسکوپ های نوری دارای بزرگنمایی 1000 برابر نیستند. برخی برای مشاهده سوژه‌های بزرگ‌تر که در آن بزرگ‌نمایی بسیار زیاد است، طراحی شده‌اند. میکروسکوپ‌های استریو نوعی میکروسکوپ نوری با بزرگ‌نمایی 60x70x هستند که برای مشاهده سنگ‌ها، حشرات و موارد دیگر مناسب است.

از آنجایی که فوتون‌های نوری باید در یک میکروسکوپ نوری از سوژه شما عبور کنند، سوژه شما باید بزرگ‌تر از یک فوتون نور برای شما برای مشاهده آن. این بدان معناست که 700 نانومتر در مورد کوچکترین سوژه ای است که می توانید با میکروسکوپ نوری مشاهده کنید.

میکروسکوپ های الکترونی سطوح فوق العاده ای از بزرگنمایی را ارائه می دهند. در نهایت، برخی حتی می توانند بزرگنمایی 2,000,000 برابری را مدیریت کنند، اگرچه بیشتر آنها 1,000,000 برابر هستند. برخی حتی می توانند یک تصویر 3 بعدی تولید کنند.

از آنجایی که الکترون ها فقط حدود یک نانومتر هستند، می توانید سوژه های کوچک چند نانومتری را با میکروسکوپ الکترونی مشاهده کنید. آنها تنها گزینه برای چنین مشاهده میکروسکوپی هستند زیرا میکروسکوپ های نوری نمی توانند سوژه های کوچکتر از 700 نانومتر را مشاهده کنند.

نمونه خود را در نظر بگیرید

گاهی اوقات، شما توسط نمونه خود به نوع خاصی از میکروسکوپ محدود می شوید. زیرا الکترون ها از نمونه عبور کردنددر یک میکروسکوپ الکترونی می تواند بسیار مخرب باشد، این فرآیند فقط با نمونه های مرده کار می کند. این بدان معنی است که میکروسکوپ های نوری تنها انتخاب برای نمونه های زنده هستند.

از طرف دیگر، اگر نمونه شما کوچکتر از یک فوتون نور باشد، حدود 700 نانومتر، آنگاه نمی توانید آن را با استفاده از آن مشاهده کنید. یک میکروسکوپ نوری در این مثال، شما به الکترون های کوچک میکروسکوپ الکترونی نیاز دارید که می توانند از سوژه کوچک شما عبور کنند.

اعتبار تصویر: Pixabay

اگر نیاز به دیدن 3 دارید. تصویر بعدی مانند هنگام مطالعه ساختار سلول های کریستال، به یک میکروسکوپ الکترونی نیاز دارید. اما اگر در حال مطالعه چیزی هستید و نیاز به دیدن رنگ‌ها دارید، یک میکروسکوپ نوری می‌خواهید زیرا میکروسکوپ‌های الکترونی فقط سیاه و سفید مشاهده می‌کنند.

قیمت

برای بسیاری از افراد، قیمت عامل تعیین کننده خواهد بود. از آنجایی که میکروسکوپ های نوری هم برای علاقه مندان و هم برای حرفه ای ها مقرون به صرفه هستند، برای اکثر افراد انتخاب واضحی خواهند بود.

از طرف دیگر، میکروسکوپ های الکترونی در پایین ترین انتها طیف قیمتی شش رقمی یا بیشتر برای شما خواهند داشت. ، مگر اینکه چیزی کهنه و فرسوده بخواهید. این ابزارها در صورت نو می‌توانند نزدیک به 1,000,000 دلار قیمت داشته باشند، بنابراین برای اکثر افراد یا مشاغل قابل اجرا نیستند.

میکروسکوپ نور در مقابل میکروسکوپ الکترونی – کدام یک برای شما مناسب است؟

بنابراین، کدام یک از این ابزارهای قدرتمند برای نیازهای شما انتخاب مناسبی است؟ مگر اینکه