تفاوت میکروسکوپ نوری و الکترونی چیه؟

میکروسکوپ‌های تحقیقاتی نوری (میکروسکوپ نوری) و میکروسکوپ‌های الکترونی هر دو تا برای مشاهده کردن اجسام خیلی ریز استفاده میشن، درواقع برای دیدن ساختار اتمی و مولکولی اجسام به کار میره. تفاوت اصلی بین میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی اینه که میکروسکوپ نوری از پرتوهای نور برای روشن کردن و بررسی جسم استفاده میکنه، درحالیکه میکروسکوپ الکترونی از پرتوهای الکترونی برای روشن کردن و بررسی جسم استفاده میکنه.  یعنی اولی از پرتو نوری و دومی از پرتو الکترونی برای عکسبرداری استفاده میکنن. این مقاله از سایت دیفرتو رو تا آخر بخونین تا تفاوت میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی رو بهتر بشناسین.

میکروسکوپ نوری (Light Microscope) چیه؟

میکروسکوپ‌های نوری نمونه خودشون رو با استفاده از نور مرئی روشن میکنن و از عدسی‌ها برای تولید تصویر بزرگنمایی شده استفاده میکنن.

میکروسکوپ‌های نوری دو نوع تک عدسی و مرکب هستن. توی میکروسکوپ‌های تک عدسی، از یک عدسی برای بزرگنمایی کردن جسم استفاده میشه درحالیکه مدل ترکیبی (مرکب) از دو عدسی استفاده میکنه. توی این نمونه با استفاده از یک عدسی شیئی توی میکروسکوپ، یک تصویر واقعی، معکوس و بزرگ شده از نمونه تولید میشه و بعدش عدسی دوم که به عدسی چشمی معروفه، تصویر عدسی شیئی رو بیشتر بزرگ‌نمایی میکنه.

میکروسکوپ الکترونی (Electron Microscope) چیه؟

میکروسکوپ‌های الکترونی نمونه خودشون رو با استفاده از پرتوهای الکترون روشن میکنن. توی این مدل میکروسکوپ از میدان‌های مغناطیسی برای خم کردن پرتوهای الکترون استفاده میشه. در واقع میشه گفت تقریباً از همون روشی که توی میکروسکوپ نوری، لنزهای نوری پرتوهای نور رو خم میکردن، استفاده میشه. 

به طور گسترده دو نوع میکروسکوپ الکترونی یعنی میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) وجود داره. توی میکروسکوپ‌های الکترونی عبوری، پرتو الکترونی از نمونه عبور میکنه و یک عدسی شیئی (که در واقع یک آهنرباس) برای تولید تصویر استفاده میشه و یک عدسی آشکارگر تصویر بزرگنمایی شده رو روی یک صفحه فلورسنت تولید میکنه. 

میکروسکوپ‌های الکترونی روبشی، یک پرتو رو از الکترون به سمت نمونه شلیک میکنه که باعث آزاد شدن الکترون‌های ثانویه از سطح نمونه میشه. یک آند این الکترون‌های سطحی رو جمع آوری میکنه و با استفاده از این الکترون‌ها میشه سطح رو نقشه برداری کرد.

فرق بین میکروسکوپ نوری و الکترونی چیه؟

به طور معمول، وضوح تصاویر SEM به اندازه تصاویر TEM بالا نیست. ولی از اونجایی که توی SEM لازم نیست الکترون‌ها از نمونه عبور کنن، پس میشه از اون برای بررسی نمونه ضخیم‌تر استفاده کرد. علاوه بر این، تصاویر تولید شده توسط SEM جزئیات بیشتری از سطح رو نشون میده. ما در اینجا برای درک بهتر تفاوت بین میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی، اونها رو بر اساس پارامترهای زیر بررسی میکنیم:

تفاوت منبع روشنایی میکروسکوپ نوری با میکروسکوپ الکترونی 

• میکروسکوپ نوری از پرتوهای نور مرئی با طول موج ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر برای روشن کردن نمونه استفاده میکنه.
• میکروسکوپ الکترونی از پرتوهای الکترونی با طول موج ۰.۰۱ نانومتر برای روشن کردن نمونه استفاده میکنه.

فرق تکنیک بزرگنمایی میکروسکوپ نوری با میکروسکوپ الکترونی

• میکروسکوپ نوری از لنزهای نوری برای خم کردن پرتوهای نور و بزرگنمایی تصاویر استفاده میکنه.
• میکروسکوپ الکترونی از آهنربا برای خم کردن پرتوهای الکترونی و بزرگنمایی تصاویر استفاده میکنه.

تفاوت وضوح میکروسکوپ نوری با الکترونی

• رزولوشن میکروسکوپ نوری در مقایسه با میکروسکوپ‌های الکترونی کمتره و حدود ۲۰۰ نانومتره.
• میکروسکوپ الکترونی میتونه دارای وضوح ۰.۱ نانومتر باشه.

فرق قدرت بزرگنمایی میکروسکوپ نوری با میکروسکوپ الکترونی

• میکروسکوپ‌های نوری میتونن بزرگنمایی حدود ~ ۱۰۰۰ برابری داشته باشن.
• میکروسکوپ‌های الکترونی میتونن بزرگنمایی تا حدود ۵۰۰۰۰۰ برابر در نمونه SEM داشته باشن.

تفاوت نحوه عمل میکروسکوپ نوری با میکروسکوپ الکترونی

• میکروسکوپ نوری برای کار کردن لزوماً به منبع برق نیاز ندارن.
• میکروسکوپ الکترونی برای شتاب دادن به الکترون‌ها به برق نیاز داره. همچنین بر خلاف میکروسکوپ‌های نوری نیازه که نمونه‌ها رو توی خلاء قرار بده (در غیر این صورت ممکنه الکترون‌ها با برخورد به مولکول‌های هوا پراکنده بشن).

تفاوت قیمت میکروسکوپ نوری با میکروسکوپ الکترونی

• میکروسکوپ نوری در مقایسه با میکروسکوپ‌های الکترونی خیلی ارزان‌تره.
• میکروسکوپ الکترونی نسبتاً گرانتره.

فرق ابعاد میکروسکوپ نوری با میکروسکوپ الکترونی

• میکروسکوپ نوری کوچکه و میشه از اون روی یک میز هم استفاده کرد.
• میکروسکوپ الکترونی خیلی بزرگه و میتونه به اندازه یک فرد قد داشته باشه.

جمع‌بندی

وضوح تصویر توانایی تشخیص بین دو نقطه مختلف توی یک تصویر رو توصیف میکنه. تصویری با وضوح بالاتر دقت و جزئیات بیشتر داره. از اونجایی که امواج نور تحت پراش قرار میگیرن، توانایی تشخیص بین دو نقطه جسم ارتباط نزدیکی با طول موج نور استفاده شده برای مشاهده جسم داره. پس هر چه طول موجی که برای مشاهده یک شی استفاده میشه کمتر باشه، تصویر واضح‌تره.

میکروسکوپ‌های الکترونی از ماهیت موجی الکترون‌ها استفاده میکنن. طول موج deBroglie (یعنی طول موج مرتبط با یک الکترون) برای الکترون‌های شتاب‌گرفته به ولتاژهای معمولی مورد استفاده در TEM حدود ۰.۰۱ نانومتره، درحالیکه نور مرئی طول موج‌هایی بین ۴۰۰-۷۰۰ نانومتر داره. پس واضحه که پرتوهای الکترونی میتونن جزئیات خیلی بیشتری رو نسبت به پرتوهای نور مرئی آشکار کنن. در واقعیت، وضوح TEM به میزان ۰.۱ نانومتره یعنی وضوح اون حدود ۱۰۰ برابر بهتر از وضوح یک میکروسکوپ نوریه. وضوح SEM کمی پایین‌تره و در حد ۱۰ نانومتره.

منبع: pediaa.com