Lichtmicroscopen hadden verschillende nadelen, wat leidde tot de uitvinding van de elektronenmicroscoop. Fotondiffractie was de basis van lichtmicroscopen.
Het concept van de elektronenmicroscoop ontstond toen ontdekt werd dat diffractie ook mogelijk is met behulp van elektronen.
De golflengte van elektronen is aanzienlijk kleiner dan die van fotonen, omdat elektronen een aanzienlijk grotere massa hebben dan protonen.
Hierdoor buigen elektronen minder af dan fotonen. Een elektronen microscoop gebruikt dit principe om scherpere beelden te produceren die veel meer kunnen worden vergroot dan een lichtmicroscoop.
Twee soorten elektronenmicroscopen worden het meest gebruikt: scanning elektronenmicroscopen (SEM) en transmissie-elektronenmicroscopen (TEM).
Key Takeaways
- Scanning-elektronenmicroscopen creëren beelden door een gefocusseerde elektronenstraal op het oppervlak van het monster te scannen, waardoor een gedetailleerde oppervlaktetopografie wordt verkregen.
- Elektronenmicroscopen zenden elektronen door een dun monster en genereren beelden met een hoge resolutie van interne structuren.
- Scanning-elektronenmicroscopen bieden een grotere scherptediepte dan transmissie-elektronenmicroscopen, waardoor driedimensionale beeldvorming mogelijk is.
Scanning-elektronenmicroscoop versus transmissie-elektronenmicroscoop
Het verschil tussen scanning-elektronenmicroscoop en transmissie-elektronenmicroscoop is dat scanning-elektronenmicroscopen oppervlaktebeelden produceren door elektronen vanaf het oppervlak van het monster te reflecteren. Daarentegen produceren transmissie-elektronenmicroscopen een interne foto van het model door elektronen uit te zenden die er doorheen gaan.
Een SEM werpt een verfijnd en gericht uit straal van elektronen naar een monster. Deze elektronen worden opgevangen na weerkaatsing van het oppervlak van het monster.
Een vergroot beeld ontstaat wanneer elektronen interageren met het oppervlak van het monster. Een vergrote versie van het oppervlak van het monster kan tot 2,000,000 keer worden geproduceerd.
Een TEM is een elektronenmicroscoop die een brede bundel elektronen uitzendt. Elektronen worden opgevangen nadat ze door deze straal zijn gegaan en het hele monster doordringen.
Zo worden afbeeldingen van het exemplaar verkregen, die de gedetailleerde interne structuur laten zien. Dit beeld kan tot 50,000,000 keer worden vergroot.
Vergelijkingstabel
| Parameters van vergelijking: | Scanning elektronenmicroscoop | Transmissie elektronenmicroscoop |
|---|---|---|
| Definitie | Elektronen die door TEM's worden uitgeworpen, gaan door het hele monster; dat wil zeggen, ze dringen er wel door. | Verfijnde en gefocuste elektronenbundels worden uitgezonden door SEM's. |
| Afbeelding geproduceerd | SEM's produceren topografische of oppervlaktebeelden van exemplaren. | TEM's bieden gedetailleerde interne afbeeldingen van het monster. |
| TEM's kunnen 3D-beelden produceren. | SEM's produceren topografische of oppervlaktebeelden van exemplaren. | Elektronen worden uitgezonden door TEM's in een brede bundel. |
| Resolutie | De geproduceerde afbeeldingen hebben een lage resolutie. | De geproduceerde beelden hebben een hoge resolutie. |
| Afbeeldingsafmetingen | Alleen 2D-afbeeldingen kunnen worden geproduceerd door SEM's. | 3D-beelden kunnen worden geproduceerd door TEM's. |
| Speed | SEM's zijn sneller in het verwerken van afbeeldingen. | TEM's verwerken afbeeldingen langzamer. |
| Vergroting | SEM's hebben een vergrotingsfactor tot 2,000,000. | De vergrotingskracht van TEM's kan 50,000,000 keer bedragen. |
| Monster voorbereiding | Voor vergroting hebben SEM's niet veel monstervoorbereiding nodig. | Het is noodzakelijk om het monster voor te bereiden op vergroting in TEM's. |
| Kosten | De exploitatiekosten van SEM's zijn laag. | TEM's hebben hoge bedrijfskosten. |
| Vaardigheden die nodig zijn | SEM's zijn gemakkelijk te gebruiken en vereisen geen gespecialiseerde vaardigheden om te worden uitgevoerd. | TEM's zijn gecompliceerde apparaten die enige training vereisen om te kunnen werken. |
Wat is een scanning-elektronenmicroscoop?
Een scanning elektronenmicroscoop (SEM) maakt gebruik van elektronen om een preparaat te verlichten en een vergroot beeld te produceren. Het gebruikt een elektronenkanon om elektronen uit het model te werpen.
Uit het pistool wordt een elektronenbundel uitgezonden. SEM zendt elektronen uit in een verfijnde en gefocuste straal.
In vergelijking met een lichtmicroscoop, die ook aanzienlijk kan vergroten, kan SEM een beeld met een hogere resolutie creëren.
De elektronen die door SEM's worden uitgeworpen, worden vanaf het oppervlak gereflecteerd, zodat ze het monster niet binnendringen. Met behulp van een SEM kunnen monsters topografisch of oppervlaktegewijs worden afgebeeld.
SEM's zenden verfijnde en gefocuste elektronenbundels uit. De afbeeldingen die ze produceren hebben een lage resolutie.
SEM's kunnen alleen tweedimensionale afbeeldingen produceren. Deze apparaten verwerken beelden sneller.
De vergroting bevoegdheden van SEM's kunnen oplopen tot 2,000,000. SEM's vereisen niet veel monstervoorbereiding vóór vergroting.
Ze zijn relatief goedkoop in gebruik. Zoekmachinemarketing is eenvoudig te gebruiken en vereist geen gespecialiseerde vaardigheden om te werken.
Wat is een transmissie-elektronenmicroscoop?
Een ander type elektronenmicroscoop is de transmissie-elektronenmicroscoop.
Het resolutievermogen is veel groter dan dat van een fotonenprojector, omdat het beelden creëert door elektronen te projecteren in plaats van fotonen.
TEM's zenden elektronenstralen uit in de vorm van brede elektronenbundels. De elektronen die door TEM's worden uitgeworpen, gaan door het hele monster, dus ze dringen er wel door.
Deze afbeeldingen geven een gedetailleerd beeld van de interne structuur van het monster.
De geproduceerde beelden hebben een hoge resolutie. Het is mogelijk om 3D-beelden te maken met TEM's.
De vergrotingskracht van TEM's bereikt 50,000,000 keer. TEM's verwerken afbeeldingen langzamer.
In TEM's moet het monster worden voorbereid voor vergroting. De operationele kosten van TEM's zijn hoog.
Er is enige training vereist om TEM's te bedienen, aangezien het gecompliceerde apparaten zijn.
Belangrijkste verschillen tussen scanning-elektronenmicroscoop en transmissie-elektronenmicroscoop
- SEM's zenden verfijnde en gefocuste elektronenstralen uit die worden gereflecteerd door het oppervlak van het monster. TEM's daarentegen zenden elektronen uit in een brede straal die door het hele monster gaat en het zo doordringt.
- SEM's produceren topografische of oppervlaktebeelden met een lage resolutie van specimens, terwijl TEM's gedetailleerde afbeeldingen met een hoge resolutie van het interieur van het specimen produceren.
- De SEM verwerkt beelden sneller en heeft een vergrotingsvermogen tot 2,000,000, terwijl de TEM beelden langzamer verwerkt en een vergrotingsvermogen heeft tot 50,000,000.
- SEM's hebben lage bedrijfskosten, terwijl TEM's hoge bedrijfskosten hebben.
- Een SEM is gemakkelijk te gebruiken en vereist geen specifieke vaardigheden om te werken, terwijl een TEM een complex apparaat is dat enige training vereist om te werken.
- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0508-3443/6/11/304/meta
- https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4757-2519-3_1
Laatst bijgewerkt: 04 juli 2023
Ik heb zoveel moeite gestoken in het schrijven van deze blogpost om jou van waarde te kunnen zijn. Het zal erg nuttig voor mij zijn, als je overweegt het te delen op sociale media of met je vrienden/familie. DELEN IS ️
Piyush Yadav heeft de afgelopen 25 jaar als natuurkundige in de lokale gemeenschap gewerkt. Hij is een natuurkundige die gepassioneerd is om wetenschap toegankelijker te maken voor onze lezers. Hij heeft een BSc in natuurwetenschappen en een postdoctoraal diploma in milieuwetenschappen. Je kunt meer over hem lezen op zijn bio pagina.
Dit artikel is een beetje moeilijk te volgen en sommige delen lijken overdreven ingewikkeld. Een eenvoudiger aanpak zou toegankelijker zijn geweest.
De gegeven uitleg is zeer informatief en technisch accuraat. Het voegt veel toe aan het begrip van het onderwerp.
Ik vind de uitleg van het artikel nogal pedant. Voor een breder publiek had het wat simpeler gekund.
Een geweldig, uitgebreid artikel dat een gedetailleerd overzicht geeft van het onderwerp. Ik zou zeggen dat het diepgaand genoeg is om waarschijnlijk een behoorlijk goed begrip te geven van SEM's en TEM's.
Dit artikel biedt een fascinerend inzicht in de wereld van elektronenmicroscopie. De grondigheid en diepgang van de uitleg zijn werkelijk lovenswaardig.
Het artikel biedt een zeer gedetailleerde uitleg van de verschillen tussen SEM's en TEM's. Het is een geweldig naslagwerk voor wetenschappers.
Ik ben het helemaal met je eens. De schrijver heeft uitstekend werk geleverd door dit complexe onderwerp op een zeer duidelijke manier uit te leggen.