Innehåll
När objekten de studerade blev mindre och mindre, måste forskare utveckla mer sofistikerade verktyg för att se dem. Ljusmikroskop kan inte upptäcka föremål, till exempel enskilda viruspartiklar, molekyler och atomer som ligger under en viss tröskel för storlek. De kan inte heller tillhandahålla tillräckliga tredimensionella bilder. Elektronmikroskop utvecklades för att övervinna dessa begränsningar. De tillåter forskare att granska föremål som är mycket mindre än de som är möjliga att se med ljusmikroskop och ger skarpa tredimensionella bilder av dem.
Större förstoring
Storleken på ett objekt som en forskare kan se genom ett ljusmikroskop är begränsat till den minsta våglängden för synligt ljus, vilket är ungefär 0,4 mikrometer. Alla objekt med en diameter mindre än det kommer inte att reflektera ljus och därför inte vara synliga för ett ljusbaserat instrument. Några exempel på sådana små föremål är enskilda atomer, molekyler och viruspartiklar. Elektronmikroskop kan generera bilder av dessa saker eftersom de inte är beroende av ljus från det synliga spektrumet som reflekteras av dem. Istället appliceras elektroner med hög energi på provet som ska studeras, och beteendet hos dessa elektroner - hur de reflekteras och avböjs av objektet - detekteras och används för att generera en bild.
Förbättrad skärpedjup
Förmågan hos ett ljusmikroskop att bilda en tredimensionell bild av extremt små föremål är begränsad. Detta beror på att ett ljusmikroskop bara kan fokusera på en rymdnivå åt gången. Att titta på en relativt stor mikroorganism under ett sådant mikroskop visar denna effekt: Ett lager av organismen kommer att vara i fokus, men dess andra lager kommer att suddas ur fokus, och de kan till och med störa den fokuserade delen av bilden. Elektronmikroskop erbjuder ett större fältdjup än ljusmikroskop, vilket innebär att flera tvådimensionella lager av ett objekt kan vara i fokus på en gång, vilket ger en övergripande bild i tredimensionell kvalitet.
Finare förstoringskontroll
Det typiska ljusmikroskopet kan zooma in på bara några få separata nivåer. Till exempel kan vanliga mikroskop i gymnasiet i klassrummet förstora objekt på nivåer av 10x, 100x och 400x, utan ingenting däremellan. Det borde inte vara förvånande att det kan finnas mikroskopiska objekt som bäst kan ses vid 50x eller 300x förstoring, men detta skulle vara ouppnåeligt med ett sådant mikroskop. Elektronmikroskop erbjuder å andra sidan ett smidigt förstoringsintervall. De kan göra detta på grund av arten av deras "linser", som är elektromagneter vars strömförsörjning kan justeras för att smidigt förändra banorna i elektronerna som går mot detektorn för att bilda en bild.