Principal diferença - Microscópio de luz vs. microscópio eletrônico

Microscópios de luz (microscópios ópticos) e microscópios eletrônicos são usados ​​para observar objetos muito pequenos. o principal diferença entre o microscópio de luz e o microscópio eletrônico é que microscópios de luz usam feixes de luz para iluminar o objeto sob exame enquanto o microscópio eletrônico usa feixes de elétrons para iluminar o objeto.

O que é um microscópio de luz

Microscópios de luz iluminam seus espécimes usando luz visível e utilizam lentes para produzir uma imagem ampliada. Os microscópios de luz vêm em duas variedades: lente única e composto. Em microscópios de lente única, uma única lente é usada para ampliar o objeto, enquanto uma lente composta usa duas lentes. Usando um lentes objetivas, uma imagem real, invertida e uma imagem ampliada do espécime é produzida dentro do microscópio e, em seguida, usando uma segunda lente chamada de ocular, a imagem formada pela lente objetiva é ampliada ainda mais.

Imagem de uma folha de musgo (Rhizomnium punctatum) sob um microscópio de luz (x400). Compare o tamanho desses cloroplastos (bolhas verdes) com uma versão mais detalhada (de uma amostra diferente) tirada de um microscópio eletrônico abaixo.

O que é um microscópio eletrônico

Os microscópios eletrônicos iluminam seu espécime usando um feixe de elétrons. Os campos magnéticos são usados ​​para dobrar feixes de elétrons, da mesma forma que as lentes ópticas são usadas para dobrar feixes de luz em microscópios de luz. Dois tipos de microscópios eletrônicos são amplamente usados: microscópio eletrônico de transmissão (TEM) e microscópio eletrônico de varredura (SEM). Em microscópios eletrônicos de transmissão, o feixe de elétrons passa pelo espécime. Uma “lente” objetiva (que na verdade é um ímã) é usada para produzir primeiro uma imagem e usando uma “lente” de projeção uma imagem ampliada pode ser produzida em uma tela fluorescente. Em microscópios eletrônicos de varredura, um feixe de elétrons é disparado contra a amostra, o que faz com que elétrons secundários sejam liberados da superfície da amostra. Usando um ânodo, esses elétrons de superfície podem ser coletados e a superfície pode ser "mapeada".

Normalmente, a resolução das imagens SEM não são tão altas quanto as do TEM. No entanto, uma vez que os elétrons não precisam passar pela amostra no SEM, eles podem ser usados ​​para investigar amostras mais espessas. Além disso, as imagens produzidas por SEM revelam mais detalhes de profundidade da superfície.

Imagem TEM de um cloroplasto (x12000)

Uma imagem SEM de pólen de diferentes plantas (x500). Observe o detalhe de profundidade.

Resolução

o resolução de uma imagem descreve a capacidade de distinguir entre dois pontos diferentes em uma imagem. Uma imagem com uma resolução mais alta é mais nítida e detalhada. Como as ondas de luz sofrem difração, a capacidade de distinguir entre dois pontos em um objeto está intimamente relacionada ao comprimento de onda da luz usada para visualizar o objeto. Isso é explicado no Critério de Rayleigh. Uma onda também não pode revelar detalhes com uma separação espacial menor que seu comprimento de onda. Isso significa que quanto menor o comprimento de onda usado para visualizar um objeto, mais nítida é a imagem.

Os microscópios eletrônicos fazem uso da natureza ondulatória dos elétrons. o comprimento de onda deBroglie (isto é, o comprimento de onda associado a um elétron) para elétrons acelerados para voltagens típicas usadas em TEMs é de cerca de 0,01 nm, enquanto a luz visível tem comprimentos de onda entre 400-700 nm. Claramente, então, os feixes de elétrons são capazes de revelar muito mais detalhes do que os feixes de luz visível. Na realidade, as resoluções dos TEMs tendem a ser da ordem de 0,1 nm, em vez de 0,01 nm, devido aos efeitos do campo magnético, mas a resolução ainda é cerca de 100 vezes melhor do que a resolução de um microscópio óptico. As resoluções dos SEMs são um pouco menores, da ordem de 10 nm.

Diferença entre microscópio de luz e microscópio eletrônico

Fonte de Iluminação

Microscópio óptico usa feixes de luz visível (comprimento de onda 400-700 nm) para iluminar o espécime.

Microscópio eletrônico usa feixes de elétrons (comprimento de onda ~ 0,01 nm) para iluminar a amostra.

Técnica de Ampliação

Microscópio óptico usa lentes ópticas para dobrar os raios de luz e ampliar as imagens.

Microscópio eletrônico usa ímãs para dobrar raios de elétrons e ampliar imagens.

Resolução

Microscópio óptico tem resoluções mais baixas em comparação com microscópios eletrônicos, cerca de 200 nm.

Microscópio eletrônico pode ter resoluções da ordem de 0,1 nm.

Ampliação

Microscópios de luz pode ter ampliações de cerca de ~ × 1000.

Microscópios eletrônicos pode ter ampliações de até ~ × 500000 (SEM).

Operação

Microscópio óptico não precisa necessariamente de uma fonte de eletricidade para funcionar.

Microscópio eletrônico requer eletricidade para acelerar os elétrons. Também requer que as amostras sejam colocadas em vácuos (caso contrário, os elétrons podem espalhar as moléculas de ar), ao contrário dos microscópios de luz.

Preço

Microscópio óptico é muito mais barato em comparação com os microscópios eletrônicos.

Microscópio eletrônico é comparativamente mais caro.

Tamanho

Microscópio de luz é pequeno e pode ser usado em um desktop.

Microscópio eletrônico é bastante grande e pode ser tão alto quanto uma pessoa.

Referências

Young, H. D., & Freedman, R. A. (2012). A física universitária de Sears e Zemansky: com a física moderna. Addison-Wesley.

Imagem Cortesia

“Punktiertes Wurzelsternmoos (Rhizomnium punctatum), Laminazellen, 400x vergrößert” por Kristian Peters - Fabelfroh (fotografado por Kristian Peters) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

“Um diagrama simplificado em corte transversal de um microscópio eletrônico de transmissão.” por GrahamColm (Wikipedia, de GrahamColm) [Domínio Público], via Wikimedia Commons

“Cloroplasto 12000x” de Bela Hausmann (Obra própria) [CC BY-SA 2.0], via flickr

“Pólen de uma variedade de plantas comuns…” por Dartmouth College Electron Microscope Facility (Fonte e aviso de domínio público em Dartmouth College Electron Microscope Facility) [Domínio público], via Wikimedia Commons