Qual é a diferença entre microscopia óptica e microscopia eletrônica?
Um microscópio óptico típico usa luz visível para iluminar uma amostra e uma série de lentes de vidro para ampliar a imagem da amostra. Como você está usando luz, você pode colocar a amostra sob o microscópio no ar ambiente ou, para algumas aplicações, em uma pequena quantidade de água ou óleo. Para microscopia óptica composta, geralmente precisamos que a amostra seja fina porque queremos que a luz passe através dela para que possamos ver os detalhes internos. Isto geralmente significa cortar seções da amostra, mas dependendo da amostra, a espessura das seções pode ser de cerca de 1 a 20 mícrons. Com a microscopia estéreo ou de luz de dissecação, não existe tal exigência porque normalmente você está apenas olhando para a superfície da amostra. Observe a imagem ampliada em um microscópio óptico através das oculares,
Os microscópios eletrônicos usam um feixe de elétrons cuidadosamente controlado como forma de iluminação. O feixe é controlado e focado por uma série de lentes eletromagnéticas, que são essencialmente poderosas bobinas eletromagnéticas com um orifício central através do qual passam os elétrons. A lente controla o feixe de luz que atinge a amostra e também amplia a imagem da amostra. Como você está trabalhando com um feixe de elétrons, todo o sistema óptico de elétrons precisa estar em alto vácuo, o que significa que a amostra deve ser adequada para o ambiente de vácuo. Em um microscópio eletrônico de transmissão (TEM), os elétrons devem passar através da amostra, portanto a amostra deve ser muito fina, menos de 0,1 mícron. As imagens ampliadas são visualizadas em uma tela fluorescente, mas podem ser gravadas com uma câmera CCD montada abaixo ou acima da tela.
A microscopia eletrônica de varredura (MEV) é muito semelhante a um microscópio óptico de dissecação, pois você olha com muito cuidado para a superfície da amostra, para que ela não precise ser fina. No SEM, a amostra é escaneada com um feixe de elétrons finamente focado, de modo que a amostra deve ser capaz de suportar alto vácuo e ser razoavelmente condutiva. (Isso ocorre porque você está despejando um fluxo de elétrons na amostra, e a corrente deve ser conduzida para longe.) As amostras SEM são frequentemente revestidas com uma camada muito fina de carbono ou metal (como ouro ou cromo) para torná-las condutoras.
Os comentários acima descrevem as diferenças na instrumentação física, e eu nem mencionei que os microscópios eletrônicos são maiores e mais complexos que os microscópios ópticos. Mas a principal diferença entre a microscopia óptica e a eletrônica é a resolução – a capacidade de resolver detalhes muito pequenos. A resolução é, em última análise, limitada pelo comprimento de onda da luz na microscopia óptica e pelo comprimento de onda efetivo do feixe de elétrons na microscopia eletrônica. Como o comprimento de onda da luz visível está aproximadamente na faixa de {{0}} nanômetros, a resolução ideal da microscopia óptica é de aproximadamente 200 nanômetros (0. 2 micrômetros). Para um TEM operando a 200 quilovolts, o comprimento de onda do feixe de elétrons é de 0,0025 nanômetros, a resolução real de tal instrumento é de cerca de 0,2 nanômetros, ou mil vezes melhor que um microscópio óptico. TEMs avançados podem ter resoluções próximas de 0,1 nanômetros, e muitos TEMs podem gerar imagens de átomos em estruturas regulares.
Como a ampliação é simplesmente a proporção de como um objeto aparece ao olho ou à tela em comparação com seu tamanho real, isso significa que um microscópio óptico muito bom tem uma ampliação máxima de 1000-2000x e a ampliação máxima disponível de um microscópio óptico de alta qualidade. TEM é 1-2 milhões de vezes. Para SEM, há muitos outros fatores que afetam a resolução, e a ampliação máxima disponível é provavelmente em torno de 300,{3}}x.
Como você pode ver, existem de fato muitas diferenças entre a microscopia óptica e a eletrônica, sendo os problemas de resolução os principais. Para aplicações práticas, a escolha do tipo de instrumento a utilizar dependerá, em última análise, da resolução e ampliação necessárias e da facilidade de preparação da amostra.
