電子顕微鏡の解像度が光学顕微鏡の解像度よりもはるかに高いのはなぜですか?

電子顕微鏡の解像度が光学顕微鏡の解像度よりもはるかに高いのはなぜですか?

電子顕微鏡は電子線を、光学顕微鏡は可視光を使いますが、電子線は可視光よりも波長が短いため、電子顕微鏡は光学顕微鏡よりもはるかに高い解像度を持っています。

顕微鏡の分解能は、サンプルを通過する電子ビームの円錐角と波長に関連しています。

可視光の波長は約 300 ～ 700 ナノメートルですが、電子ビームの波長は加速電圧に関連しています。 波動粒子双対性の原理によると、高速電子の波長は可視光よりも短く、顕微鏡の解像度は使用する波長によって制限されるため、電子顕微鏡の解像度 (0.2 ナノメートル) は光学顕微鏡よりはるかに高い。 (200 nm)。

電子顕微鏡技術の応用は、光学顕微鏡の基礎に基づいています。 光学顕微鏡の分解能は{{0}}.2μm、透過型電子顕微鏡の分解能は0.2nmです。 回。

電子顕微鏡の分解能は光学顕微鏡の分解能よりはるかに高いですが、いくつかの欠点があります。

1. 電子顕微鏡では、試料を真空中で観察する必要があるため、生きた試料を観察することはできません。 技術の進歩により、環境走査型電子顕微鏡は、生きたサンプルの直接観察を徐々に実現します。

2. サンプルを処理する際、サンプルにはない構造が生成される可能性があり、その後の画像解析が困難になります。

3. 電子散乱能が強いため、二次回折などを起こしやすい。

4. 3 次元オブジェクトの 2 次元平面投影画像であるため、画像が一意でない場合があります。

5.透過型電子顕微鏡は非常に薄いサンプルしか観察できないため、材料の表面の構造が材料の内部の構造と異なる可能性があります。

6. 極薄サンプル (100 ナノメートル未満) の場合、サンプル調製プロセスは複雑で困難であり、サンプル調製が損傷します。

7. 電子ビームは、衝突と加熱によってサンプルを破壊する可能性があります。

8. 電子顕微鏡の購入とメンテナンスの価格は比較的高いです。