主な違い–光学顕微鏡と電子顕微鏡

光学顕微鏡（光学顕微鏡）と電子顕微鏡はどちらも非常に小さな物体を観察するために使用されます。 NS 主な違い 光学顕微鏡と電子顕微鏡の間は 光学顕微鏡は、光線を使用して物体を照らします 審査中 電子顕微鏡は、電子ビームを使用して物体を照らします.

光学顕微鏡とは

光学顕微鏡は、可視光を使用して標本を照らし、レンズを使用して拡大画像を生成します。光学顕微鏡には2つの種類があります。 一眼レフ と 化合物。単一レンズ顕微鏡では、単一レンズを使用して対象物を拡大しますが、複合レンズは2つのレンズを使用します。を使用して 対物レンズ、顕微鏡内で標本の実際の反転および拡大画像が生成され、次に、と呼ばれる2番目のレンズが使用されます。 接眼レンズ、対物レンズによって形成された画像はさらに拡大されます。

光学顕微鏡（x400）でのコケの葉（Rhizomnium punctatum）の画像。これらの葉緑体（緑色の塊）のサイズを、下の電子顕微鏡から採取したより詳細なバージョン（別の標本から）と比較してください。

電子顕微鏡とは

電子顕微鏡は、電子ビームを使用して標本を照らします。光学レンズが光学顕微鏡で光線を曲げるために使用されるのとほとんど同じ方法で、磁場は電子のビームを曲げるために使用されます。 2種類の電子顕微鏡が広く使用されています。 透過型電子顕微鏡（TEM） と 走査型電子顕微鏡（SEM）。透過型電子顕微鏡では、電子ビームが試料を通過します。対物レンズ（実際には磁石）を使用して最初に画像を生成し、投影「レンズ」を使用して拡大画像を蛍光スクリーン上に生成できます。走査型電子顕微鏡では、電子ビームが試料に発射され、それによって二次電子が試料の表面から放出されます。アノードを使用すると、これらの表面電子を収集し、表面を「マッピング」することができます。

通常、SEM画像の解像度はTEMの解像度ほど高くありません。ただし、電子はSEMでサンプルを通過する必要がないため、より厚い試料の調査に使用できます。さらに、SEMによって生成された画像は、表面のより深い詳細を明らかにします。

葉緑体のTEM画像（x12000）

さまざまな植物の花粉のSEM画像（x500）。 深さの詳細に注意してください。

解像度

NS 解像度 画像のは、画像内の2つの異なるポイントを区別する機能を表します。解像度の高い画像は、より鮮明で詳細になります。光波は回折を受けるため、物体上の2点を区別する能力は、物体を見るのに使用される光の波長と密接に関係しています。これはで説明されています レイリー基準。波はまた、その波長よりも小さい空間的分離で詳細を明らかにすることはできません。これは、オブジェクトを表示するために使用される波長が短いほど、画像が鮮明になることを意味します。

電子顕微鏡は、電子の波動性を利用しています。 NS ドブロイ波長 TEMで使用される一般的な電圧に加速された電子の（つまり、電子に関連する波長）は約0.01 nmですが、可視光の波長は400〜700nmです。したがって、明らかに、電子ビームは可視光のビームよりもはるかに詳細を明らかにすることができます。実際には、TEMの分解能は磁場の影響により0.01nmではなく0.1nmのオーダーになる傾向がありますが、それでも分解能は光学顕微鏡の分解能の約100倍優れています。 SEMの分解能は少し低く、10nmのオーダーです。

光学顕微鏡と電子顕微鏡の違い

イルミネーションのソース

光学顕微鏡 可視光線（波長400-700 nm）を使用して標本を照らします。

電子顕微鏡 電子ビーム（波長〜0.01 nm）を使用して試料を照射します。

拡大技術

光学顕微鏡 光学レンズを使用して光線を曲げ、画像を拡大します。

電子顕微鏡 磁石を使用して電子線を曲げ、画像を拡大します。

解像度

光学顕微鏡 電子顕微鏡に比べて解像度が低く、約200nmです。

電子顕微鏡 0.1nmのオーダーの解像度を持つことができます。

倍率

光学顕微鏡 約×1000の倍率を持つことができます。

電子顕微鏡 最大〜×500000（SEM）の倍率を持つことができます。

手術

光学顕微鏡 動作するために必ずしも電源を必要としません。

電子顕微鏡 電子を加速するために電気が必要です。また、光学顕微鏡とは異なり、サンプルを真空に置く必要があります（そうしないと、電子が空気分子から散乱する可能性があります）。

価格

光学顕微鏡 電子顕微鏡に比べてはるかに安いです。

電子顕微鏡 比較的高価です。

サイズ

光学顕微鏡は 小さく、デスクトップで使用できます。

電子顕微鏡 かなり大きく、人と同じくらい背が高い可能性があります。

参考文献

Young、H。D.&Freedman、R。A.（2012）シアーズとゼマンスキーの大学の物理学：現代の物理学。アディソン-ウェスリー。

画像提供

「PunktiertesWurzelsternmoos（Rhizomnium punctatum）、Laminazellen、400xvergrößert」、Kristian Peters-Fabelfroh（Kristian Petersが撮影）[CC BY-SA 3.0]、ウィキメディアコモンズ経由

「透過型電子顕微鏡の断面の簡略図。」 GrahamColm（Wikipedia、GrahamColmから）[パブリックドメイン]、ウィキメディアコモンズ経由

ベラ・ハウスマンによる「葉緑体12000x」（自作）[CC BY-SA 2.0]、flickr経由

ウィキメディアコモンズ経由のダートマス大学電子顕微鏡施設による「さまざまな一般的な植物からの花粉…」（ダートマス大学電子顕微鏡施設での出典およびパブリックドメインの通知）[パブリックドメイン]