Inhoud
Naarmate de objecten die ze bestudeerden kleiner en kleiner werden, moesten wetenschappers geavanceerdere hulpmiddelen ontwikkelen om ze te zien. Lichtmicroscopen kunnen geen objecten detecteren, zoals individuele virusdeeltjes, moleculen en atomen, die onder een bepaalde drempelwaarde liggen. Ze kunnen ook geen adequate driedimensionale afbeeldingen bieden. Elektronenmicroscopen werden ontwikkeld om deze beperkingen te overwinnen. Ze stellen wetenschappers in staat om objecten die veel kleiner zijn dan die welke met lichtmicroscopen kunnen worden bekeken, nauwkeurig te onderzoeken en scherpe driedimensionale afbeeldingen ervan te geven.
Grotere vergroting
De grootte van een object dat een wetenschapper door een lichtmicroscoop kan zien, is beperkt tot de kleinste golflengte van zichtbaar licht, die ongeveer 0,4 micrometer is. Elk object met een kleinere diameter dan dat zal geen licht reflecteren en daarom niet zichtbaar zijn voor een op licht gebaseerd instrument. Enkele voorbeelden van dergelijke kleine objecten zijn individuele atomen, moleculen en virusdeeltjes. Elektronenmicroscopen kunnen beelden van deze dingen genereren, omdat ze niet afhankelijk zijn van het licht van het zichtbare spectrum dat erdoor wordt gereflecteerd. In plaats daarvan worden elektronen met hoge energie op het te onderzoeken monster toegepast en wordt het gedrag van deze elektronen - hoe ze worden gereflecteerd en afgebogen door het object - gedetecteerd en gebruikt om een beeld te genereren.
Verbeterde scherptediepte
Het vermogen van een lichtmicroscoop om een driedimensionaal beeld van extreem kleine objecten te vormen, is beperkt. Dit komt omdat een lichtmicroscoop zich slechts op één niveau van ruimte tegelijk kan concentreren. Kijkend naar een relatief groot micro-organisme onder een dergelijke microscoop demonstreert dit effect: één laag van het organisme zal in focus zijn, maar zijn andere lagen zullen onscherp zijn en ze kunnen zelfs het gefocusseerde deel van het beeld verstoren. Elektronenmicroscopen bieden een grotere scherptediepte dan lichtmicroscopen, wat betekent dat meerdere tweedimensionale lagen van een object tegelijkertijd kunnen worden scherpgesteld, waardoor een algeheel beeld in driedimensionale kwaliteit wordt verkregen.
Fijnere vergrotingsregeling
De typische lichtmicroscoop kan op slechts enkele discrete niveaus inzoomen. Zo kunnen gewone microscopen op de middelbare school objecten vergroten op niveaus van 10x, 100x en 400x, met niets daartussenin. Het zal niet verbazen dat er microscopische objecten zijn die het best kunnen worden bekeken met een vergroting van 50x of 300x, maar dit zou met een dergelijke microscoop niet haalbaar zijn. Elektronenmicroscopen daarentegen bieden vloeiende vergrotingen. Ze zijn in staat dit te doen vanwege de aard van hun "lenzen", dit zijn elektromagneten waarvan de voedingen kunnen worden aangepast om de banen van de elektronen in de richting van de detector soepel te veranderen om een beeld te vormen.