Diferencia entre microscopio de luz y microscopio electrónico

Diferencia Principal - Microscopio Ligero vs. Microscopio Electrónico

Los microscopios de luz (microscopios ópticos) y los microscopios electrónicos se utilizan para observar objetos muy pequeños. La principal principal entre el microscopio óptico y el microscopio electrónico es que los microscopios de luz usan haces de luz para iluminar el objeto bajo examen mientras el microscopio electrónico utiliza haces de electrones para iluminar el objeto.

¿Qué es un microscopio de luz?

Los microscopios ópticos iluminan su muestra con luz visible y utilizan lentes para producir una imagen ampliada. Los microscopios de luz vienen en dos variedades: lente única y compuesto. En los microscopios de una sola lente, se usa una sola lente para ampliar el objeto, mientras que una lente compuesta usa dos lentes. Usando un lente objetivose produce una imagen real, invertida y ampliada del espécimen dentro del microscopio y luego usando una segunda lente llamada ocularla imagen formada por la lente del objetivo se amplía aún más.

Imagen de una hoja de musgo (Rhizomnium punctatum) bajo un microscopio de luz (x400). Compare el tamaño de estos cloroplastos (manchas verdes) con una versión más detallada (de una muestra diferente) tomada de un microscopio electrónico a continuación.

¿Qué es un microscopio electrónico?

Los microscopios electrónicos iluminan su muestra usando un haz de electrones. Los campos magnéticos se utilizan para desviar haces de electrones, de la misma manera que las lentes ópticas se utilizan para desviar haces de luz en los microscopios ópticos. Se utilizan ampliamente dos tipos de microscopios electrónicos: microscopio electrónico de transmisión (TEM) y microscópio electrónico escaneando (SEM). En los microscopios electrónicos de transmisión, el haz de electrones pasa mediante el especimen. Se utiliza una "lente" objetiva (que en realidad es un imán) para producir primero una imagen y, utilizando una "lente" de proyección, se puede producir una imagen ampliada en una pantalla fluorescente. En los microscopios electrónicos de barrido, se dispara un haz de electrones a la muestra, lo que hace que se liberen electrones secundarios de la superficie de la muestra. Usando un ánodo, estos electrones de la superficie se pueden recolectar y la superficie se puede "mapear".

Por lo general, la resolución de las imágenes SEM no es tan alta como las de TEM. Sin embargo, dado que no se requiere que los electrones pasen a través de la muestra en SEM, pueden usarse para investigar muestras más gruesas. Además, las imágenes producidas por SEM revelan detalles más profundos de la superficie.

Imagen TEM de un cloroplasto (x12000)

Una imagen SEM de polen de diferentes plantas (x500). Tenga en cuenta el detalle de la profundidad.

Resolución

los resolución de una imagen describe la capacidad de distinguir entre dos puntos diferentes en una imagen. Una imagen con una resolución más alta es más nítida y detallada. Dado que las ondas de luz se difractan, la capacidad de distinguir entre dos puntos de un objeto está íntimamente relacionada con la longitud de onda de la luz utilizada para ver el objeto. Esto se explica en el criterio de Rayleigh. Una onda tampoco puede revelar detalles con una separación espacial menor que su longitud de onda. Esto significa que cuanto menor sea la longitud de onda utilizada para ver un objeto, más nítida será la imagen.

Los microscopios electrónicos aprovechan la naturaleza ondulatoria de los electrones. los longitud de onda de Broglie (es decir, la longitud de onda asociada con un electrón) para electrones acelerados a voltajes típicos utilizados en TEM es de aproximadamente 0,01 nm, mientras que la luz visible tiene longitudes de onda entre 400 y 700 nm. Claramente, entonces, los haces de electrones pueden revelar muchos más detalles que los haces de luz visible. En realidad, las resoluciones de los TEM tienden a ser del orden de 0,1 nm en lugar de 0,01 nm debido a los efectos del campo magnético, pero la resolución sigue siendo unas 100 veces mejor que la resolución de un microscopio óptico. Las resoluciones de los SEM son un poco más bajas, del orden de los 10 nm.

Diferencia entre microscopio de luz y microscopio electrónico

Fuente de iluminación

microscopio de luz utiliza haces de luz visible (longitud de onda 400-700 nm) para iluminar la muestra.

Microscopio electrónico utiliza haces de electrones (longitud de onda ~0,01 nm) para iluminar la muestra.

Técnica de aumento

microscopio de luz utiliza lentes ópticos para desviar los rayos de luz y ampliar las imágenes.

Microscopio electrónico utiliza imanes para desviar los rayos de electrones y ampliar las imágenes.

Resolución

microscopio de luz tiene resoluciones más bajas en comparación con los microscopios electrónicos, alrededor de 200 nm.

Microscopio electrónico puede tener resoluciones del orden de 0,1 nm.

Aumento

microscopios de luz podría tener aumentos de alrededor de ~ × 1000.

Microscopios electrónicos puede tener ampliaciones de hasta ~ × 500000 (SEM).

Operación

microscopio de luz no necesita necesariamente una fuente de electricidad para funcionar.

Microscopio electrónico requiere electricidad para acelerar los electrones. También requiere que las muestras se coloquen en vacíos (de lo contrario, los electrones pueden dispersarse por las moléculas de aire), a diferencia de los microscopios ópticos.

Precio

microscopio de luz es mucho más barato en comparación con los microscopios electrónicos.

Microscopio electrónico es comparativamente más caro.

Tamaño

microscopio de luz es pequeño y podría usarse en un escritorio.

Microscopio electrónico es bastante grande, y podría ser tan alto como una persona.

Referencias

Young, HD y Freedman, RA (2012). La física universitaria de Sears y Zemansky: con la física moderna. Addison-Wesley.

Imagen de cortesía

Punktiertes Wurzelsternmoos (Rhizomnium punctatum), Laminazellen, 400x vergrößert” de Kristian Peters — Fabelfroh (fotografiado por Kristian Peters) [CC BY-SA 3.0]a través de Wikimedia Commons

"Un diagrama simplificado de la sección transversal de un microscopio electrónico de transmisión". por GrahamColm (Wikipedia, de GrahamColm) [Public Domain]a través de Wikimedia Commons

“Chloroplast 12000x” de Bela Hausmann (Trabajo propio) [CC BY-SA 2.0]a través de Flickr

"Polen de una variedad de plantas comunes..." por Dartmouth College Electron Microscope Facility (Fuente y aviso de dominio público en Instalación de microscopio electrónico de Dartmouth College) [Public Domain]a través de Wikimedia Commons

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