När du behöver se de minsta föremålen i detalj tar du till mikroskopet. Men det finns flera olika typer av mikroskop och de lämpar sig alla för olika syften. De två huvudkategorierna är ljusmikroskop och elektronmikroskop. Även om båda gör det möjligt att se mikroskopiska föremål, gör de det på helt olika sätt.

Låt oss ta en närmare titt på vart och ett av dessa kraftfulla verktyg och se vad som skiljer dem åt. Sedan kan vi diskutera när vart och ett av dem är det mest lämpliga verktyget för uppgiften.

En överblick:

Hur fungerar ett ljusmikroskop?

Som namnet antyder använder ljusmikroskop ljus för att se. Ljuset passerar genom objektet du tittar på och linsen förstorar det till en mycket större storlek så att du tydligt kan se ditt lilla objekt i detalj.

Om du tänker tillbaka på dina naturvetenskapliga lektioner i gymnasiet var alla mikroskop du använde ljusmikroskop. Ljusmikroskop kallas också optiska mikroskop och omfattar en rad olika mikroskop, inklusive det vanliga sammansatta mikroskopet och stereomikroskopet som är bättre för att titta på lite större objekt.

Eftersom ljusmikroskop endast använder ljus för att se ditt objekt kan de användas med döda eller levande exemplar. De skadar inte exemplaret och dödar det inte. Det gör dem perfekta för att undersöka levande celler, bakterier och andra levande organismer.

Det går också mycket snabbare att förbereda objektglas för ett ljusmikroskop, och det tar vanligtvis bara några minuter eller högst några timmar.

Översikt över ljusmikroskop

Tillämpningar

Ljusmikroskop används inom en mängd olika hobbies, yrken och områden. De används ofta inom det medicinska området för att titta på blodprover, celler med mera. De används naturligtvis också inom många olika vetenskapliga områden för en mängd olika mikroskopstudier.

Barn och hobbyister använder ljusmikroskop för att titta på allt från stenar till insekter och levande celler. Botaniker använder dem för att undersöka växters inre struktur. Brottsutredare använder dem till och med för att hjälpa till att gripa brottslingar! Som du kan se är ljusmikroskopets användningsområden många och varierande.

Visa

Ljusmikroskop kan ha imponerande förstoringsnivåer på upp till 1000x. Det är tillräckligt med förstoring för att du ska kunna se hur celler reproduceras eller undersöka blodplättar i ditt blod.

På den mindre sidan av spektrumet har stereomikroskop, en annan typ av ljusmikroskop, förstoringsnivåer på cirka 60x-70x, vilket är perfekt för att titta på större exemplar.

Men ljusmikroskop är begränsade på grund av hur de fungerar. Eftersom de är beroende av att ljuset passerar genom objektet begränsas de av ljuspartiklarnas storlek. Även om du kanske tror att ljuspartiklar är små, och det är de, är de inte lika små som vissa saker som forskare vill se.

En ljusfoton är cirka 400-700 nanometer stor. Jämfört med ett människohår, som är 50 000-100 000 nanometer stort, verkar en ljusfoton liten. Men jämfört med ett protein på 10 nanometer verkar ljusfotonen nu enorm.

Ljusfotoner måste kunna passera genom föremålet för att du ska kunna se det, så föremål som är mindre än ljusfotoner kan inte ses i ett ljusmikroskop. Detta innebär att de minsta exemplaren får användas i elektronmikroskop.

Bärbarhet

Om du tänker tillbaka på naturkunskapskursen i gymnasiet minns du kanske att du plockade upp ditt mikroskop från en vagn och tog med dig det tillbaka till skrivbordet. Det beror på att ljusmikroskop är små och kompakta.

Några av de mest avancerade modellerna med störst förstoring kan vara lite väl kraftiga, men dessa verktyg kan i allmänhet flyttas av en enda person.

Pris

Även om vissa avancerade ljusmikroskop kan kosta över 1 000 dollar finns det många högkvalitativa alternativ som är mycket billigare. Du kan lätt hitta ett bra ljusmikroskop för mindre än 100 dollar.

För ett ljusmikroskop av professionell kvalitet kan du räkna med att spendera 200-400 dollar. De blir dyrare än så, men det finns många i denna prisklass som erbjuder otroliga egenskaper och funktioner.

Fördelar och nackdelar med ljusmikroskop

• Prisvärd för både hobbyister och proffs
• Kompakt nog för att flyttas av en enda person
• Gör det möjligt att se objekt som är för små för att kunna ses med det mänskliga ögat.
• Kan se levande exemplar

• Toppar vid 1 000x förstoring
• Kan inte se något som är mindre än 700 nanometer

Hur fungerar ett elektronmikroskop?

Medan ett ljusmikroskop skickar ljusfotoner genom ett objekt så att du kan se det genom linser, skickar ett elektronmikroskop elektroner genom objektet. Det är där det elektromagnetiska spektrumet kommer in i bilden. Elektronmikroskop arbetar i den ultravioletta till gammastrålande delen av spektrumet.

För att bättre förstå detta begrepp, se nästa diagram:

I ett ljusmikroskop fortsätter fotonerna som passerar genom proverna rakt genom linserna och in i ögat. Men i ett elektronmikroskop fortsätter elektronerna som passerar genom proverna att passera genom en rad elektromagneter. Elektromagneterna böjer och bryter elektronstrålen och förstorar på samma sätt som den optiska linsen i ett ljusmikroskop. Men ettElektronmikroskopet är många gånger kraftfullare och erbjuder förstoringsnivåer på upp till 2 000 000.

Men elektronerna når aldrig ditt öga, utan bilden projiceras på en skärm som du kan se.

Problemet är att elektronstrålar - röntgenstrålar och värre - som passerar genom provet är mycket destruktiva. Därför kan elektronmikroskop endast användas med döda prover. Dessutom måste provet förberedas noggrant i en process som tar flera dagar och det måste betraktas i vakuum eftersom elektroner inte färdas långt i luften.

Precis som ljusmikroskop finns det flera olika typer av elektronmikroskop. De tre viktigaste typerna är transmissionselektronmikroskop (TEM), svepelektronmikroskop (SEM) och atomkraftmikroskop (AFM).

• Se även: Elektronmikroskop för överföring (TEM) och svepande elektronmikroskop (SEM): Vad är skillnaden?

Översikt över elektronmikroskop

Tillämpningar

Elektronmikroskop används när det finns ett behov av att se de allra minsta exemplar i detalj. Vi talar om exemplar som är så små som en nanometer, eftersom det är ungefär lika stort som en elektron.

Om du vill se små bakterier eller proteiner måste du i allmänhet använda ett elektronmikroskop.

Elektronmikroskop ger också en tredimensionell bild, så när du behöver se strukturen hos något mikroskopiskt kommer du sannolikt att använda ett elektronmikroskop.

De används för biopsiundersökningar, för att undersöka metaller, celler i kristaller och till och med för kvalitetskontroll.

Visa

Elektronmikroskop är otroligt kraftfulla. De förstorar ditt objekt med 100 000x, men det är bara början. De flesta når förstoringsnivåer på 1 000 000x och vissa klarar till och med förstoringsnivåer på 2 000 000x.

Elektronmikroskop ger dessutom en tredimensionell bild av provet, vilket gör att du kan se cellernas struktur på ett mer fullständigt sätt än vad du skulle kunna göra med ett ljusmikroskop.

Bild: pxhere.com

Men det finns en hake: Elektronmikroskop ger bara svartvita bilder jämfört med de färgbilder som du får med ett ljusmikroskop. Datorförbättring tar hand om resten. Slutsats: Om du ska titta på något som är mindre än 700 nanometer är ett elektronmikroskop verkligen ditt enda alternativ.

Bärbarhet

Elektronmikroskop är stora och skrymmande utrustningar. När de väl står på en viss plats vill du lämna dem där om det inte är absolut nödvändigt att flytta dem. De är så stora att det finns specialiserade företag bara för att flytta ditt elektronmikroskop.

Bordsseminarium är lika stort som en liten diskmaskin, men fullstora SEM är lika stora som ett kylskåp. Ett TEM är en stor låda med en bredd på två meter och en höjd på fem meter. De behöver också en mängd andra verktyg för att fungera korrekt, bland annat vakuumutrustning för diabilden.

Pris

Det är här som skillnaderna mellan ljusmikroskop och elektronmikroskop är mest drastiska. Medan ljusmikroskop ligger inom budgeten för de flesta yrkesverksamma och hobbyister är det mycket få som har råd med ett elektronmikroskop. Dessa köps i allmänhet in av stora företag som har enorma medel att tillgå.

Ett elektronmikroskop av hög kvalitet med alla nödvändiga tillbehör och all utrustning kostar närmare en miljon dollar. Även för ett begagnat elektronmikroskop som är många år gammalt och har använts i många år betalar du fortfarande flera femsiffriga belopp. En begagnad men högkvalitativ enhet som inte är för gammal kostar fortfarande mellan 150 000 och 500 000 dollar.

Fördelar och nackdelar med elektronmikroskop

• Förstorar upp till 2 000 000x
• Ger en 3D-bild
• Det är det enda verktyget för att titta på prover som är mindre än 700 nanometer.

• Utanför de flesta människors budgetar
• Mycket stor och svår att flytta
• Kan endast fungera med döda exemplar
• Ger endast en svartvit bild

Att förstå mikroskop, kraft och storleken på saker och ting

Ljusmikroskop har en maximal förstoring på 1 000x. Om ett mikroskop uppger att det har 2 000x förstoring kommer allt över 1 000x att vara suddigt och oanvändbart, dvs. tom förstoring.

Dessa mikroskop är begränsade till 1 000x förstoring eftersom de är beroende av ljus och begränsas av dess våglängd.

Men alla ljusmikroskop har inte 1 000x förstoring. Vissa är avsedda för att titta på större föremål där en sådan förstoring skulle vara överdriven. Stereomikroskop är en typ av ljusmikroskop med ungefär 60x-70x förstoring som är perfekt för att titta på stenar, insekter och mycket annat.

Eftersom ljusfotoner måste passera genom objektet i ett ljusmikroskop måste objektet vara större än en ljusfoton för att du ska kunna se det. 700 nanometer är ungefär det minsta objektet du kan se med ett ljusmikroskop.

Elektronmikroskop har otroliga förstoringsnivåer. I den extrema änden kan vissa till och med förstora 2 000 000 gånger, även om de flesta har en förstoring på 1 000 000 gånger. Vissa kan till och med ge en tredimensionell bild.

Eftersom elektroner bara är ungefär en nanometer stora kan du se små föremål på bara några få nanometer med ett elektronmikroskop. Det är det enda alternativet för sådan mikroskopisk visning eftersom ljusmikroskop inte kan se föremål som är mindre än 700 nanometer.

Överväga ditt exemplar

Ibland begränsas du till en viss typ av mikroskop av ditt prov. Eftersom de elektroner som passerar genom provet i ett elektronmikroskop kan vara mycket destruktiva, fungerar processen endast med döda prover. Detta innebär att ljusmikroskop är det enda valet för levande prover.

Om ditt objekt däremot är mindre än en ljusfoton, cirka 700 nanometer, kan du inte se det med ett ljusmikroskop. I det här fallet behöver du elektronmikroskopets små elektroner, som kan passera genom det lilla objektet.

Bild: Pixabay

Om du behöver se en tredimensionell bild, till exempel när du studerar strukturen i en kristallcells struktur, behöver du ett elektronmikroskop. Men om du studerar något och behöver se färgerna, behöver du ett ljusmikroskop eftersom elektronmikroskop endast kan se i svart och vitt.

Pris

För många människor är priset den avgörande faktorn. Eftersom ljusmikroskop är överkomliga för både hobbyister och proffs är de det självklara valet för de flesta.

Elektronmikroskop däremot kostar sexsiffriga belopp eller mer i den lägsta delen av spektrumet, om du inte vill ha något som är föråldrat och slitet. Dessa verktyg kan kosta nära 1 000 000 dollar när de är nya, så de är helt enkelt inte genomförbara för de flesta människor eller företag.

Ljusmikroskop och elektronmikroskop - vilket är rätt för dig?

Vilket av dessa kraftfulla verktyg är det rätta valet för dina behov? Om du inte är en forskare eller medicinsk forskare på toppnivå är du förmodligen bäst lämpad med ett ljusmikroskop. Troligtvis är detta de enda verktyg som finns i din budget, eftersom de flesta människor inte har råd att lägga en halv miljon på ett mikroskop.

Om du vill titta på blodprover, levande exemplar eller något som är större än ljusfotoner är ett ljusmikroskop det bästa valet. På samma sätt är ett ljusmikroskop det bästa valet om du någonsin vill flytta det. Du lägger också mindre tid på att förbereda proverna och behöver inte en så dyr och specialiserad utrustning.

Men om du vill titta på de minsta exemplaren i medicinska och vetenskapliga syften kan du behöva den otroliga förstoring som bara ett elektronmikroskop kan ge. De kan visa exemplar som är så små som några få nanometer, så de är perfekta för att undersöka bakterier, proteiner och andra oändligt små exemplar. Men de kan bara visa döda exemplar och de kräver massor avspecialutrustning för att fungera korrekt, eftersom diabilderna måste vara i vakuum.

• Se även: SkyLight Scope: Mikroskopets mobiltelefonadapter som inte längre finns kvar

Bild: (L) Herney Gómez, Pixabay