Tại sao kính hiển vi điện tử không nên thay thế kính hiển vi ánh sáng
Kính hiển vi điện tử sử dụng nguyên lý quang học điện tử, thay thế chùm ánh sáng và thấu kính quang học bằng chùm tia điện tử và thấu kính điện tử, nhờ đó có thể chụp được cấu trúc tinh tế của các chất ở độ phóng đại rất cao. Mặc dù khả năng phân giải của nó tốt hơn nhiều so với kính hiển vi quang học, nhưng kính hiển vi điện tử rất khó quan sát các sinh vật sống vì chúng cần hoạt động trong điều kiện chân không, đồng thời sự chiếu xạ của chùm tia điện tử cũng sẽ làm hỏng các mẫu sinh học nên không thể thay thế hoàn toàn kính hiển vi quang học. Hơn nữa, chi phí của chúng khác nhau và phạm vi công việc phù hợp cũng khác nhau. Hy vọng câu trả lời của tôi có thể giúp bạn.
Kính hiển vi điện tử không thể thay thế hoàn toàn kính hiển vi quang học vì những lý do sau:
1. Kính hiển vi điện tử là kính hiển vi quang học có gắn thêm CCD, màn hình hiển thị hoặc phụ kiện máy tính. Đây chỉ có thể được gọi là kính hiển vi video. Trong toàn bộ quá trình chụp ảnh, CCD thay thế mắt người. Bởi vì trong hình ảnh video, độ phóng đại điện tử là độ phóng đại ảo và xét về điểm ảnh, hiệu ứng cảm quang và các yếu tố khác, nó quá khác so với mắt người nên hiệu ứng quá khác so với hiệu ứng của kính hiển vi thị giác;
2. Có một lý do quan trọng nhất khác, CCD thuộc về hình ảnh phẳng và mắt người, đặc biệt là trong trường hợp quan sát bằng hai mắt, sẽ tạo ra hiệu ứng ba chiều mạnh mẽ, đó là lý do tại sao hiệu ứng tương phản của cả hai quá lớn ;
3. Kính hiển vi điện tử hầu hết được thể hiện dưới dạng kính hiển vi điện tử quét. Hiệu quả của loại kính hiển vi này tốt hơn nhiều so với kính hiển vi quang học thông thường, nhưng do giá thành cao nên hiếm khi được sử dụng trong công nghiệp.
Tại sao độ phân giải của kính hiển vi điện tử cao hơn kính hiển vi quang học?
Độ phóng đại của kính hiển vi quang học nhỏ hơn độ phóng đại của kính hiển vi điện tử. Kính hiển vi quang học chỉ có thể quan sát các cấu trúc vi mô, chẳng hạn như tế bào và lục lạp, trong khi kính hiển vi điện tử có thể quan sát các cấu trúc dưới kính hiển vi, nghĩa là cấu trúc của bào quan, vi rút, vi khuẩn, v.v..
Kính hiển vi điện tử chiếu một chùm electron tập trung và gia tốc lên một mẫu rất mỏng và các electron va chạm với các nguyên tử trong mẫu để thay đổi hướng của chúng, do đó tạo ra sự tán xạ góc rắn. Kích thước của góc tán xạ có liên quan đến mật độ và độ dày của mẫu, do đó có thể hình thành các hình ảnh có độ sáng và độ tối khác nhau và hình ảnh sẽ được hiển thị trên các thiết bị hình ảnh (như màn hình huỳnh quang, phim và các bộ phận ghép cảm quang) sau khi phóng to và lấy nét.
Do bước sóng de Broglie của electron rất ngắn nên độ phân giải của kính hiển vi điện tử truyền qua cao hơn nhiều so với kính hiển vi quang học, có thể đạt tới 0.1-0.2nm và độ phóng đại là hàng chục nghìn đến hàng triệu lần. Do đó, việc sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua có thể được sử dụng để quan sát cấu trúc tinh tế của mẫu, thậm chí là cấu trúc của chỉ một cột nguyên tử, nhỏ hơn hàng chục nghìn lần so với cấu trúc nhỏ nhất có thể quan sát được bằng kính hiển vi quang học. TEM là phương pháp phân tích quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học liên quan đến vật lý và sinh học như nghiên cứu ung thư, virus học, khoa học vật liệu cũng như công nghệ nano, nghiên cứu chất bán dẫn…
