主要区别 - 光学显微镜与电子显微镜

光学显微镜（光学显微镜）和电子显微镜都用于观察非常小的物体。这 主要区别 光学显微镜和电子显微镜的区别在于 光学显微镜使用光束照亮物体 正在接受审查的同时 电子显微镜使用电子束照亮物体.

什么是光学显微镜

光学显微镜使用可见光照亮他们的标本，并利用镜头产生放大的图像。光学显微镜有两种： 单镜头 和 化合物.在单镜头显微镜中，单个镜头用于放大物体，而复合镜头则使用两个镜头。使用 物镜，在显微镜内产生一个真实的、倒置的和放大的样本图像，然后使用第二个称为 目镜，物镜形成的图像被进一步放大。

在光学显微镜 (x400) 下的苔藓叶 (Rhizomnium punctatum) 图像.将这些叶绿体（绿色斑点）的大小与从下面的电子显微镜中获取的更详细的版本（来自不同的样本）进行比较。

什么是电子显微镜

电子显微镜使用电子束照亮他们的样本。磁场用于弯​​曲电子束，这与在光学显微镜中使用光学透镜弯曲光束的方式大致相同。两种类型的电子显微镜被广泛使用： 透射电子显微镜 (TEM) 和 扫描电子显微镜（SEM）.在透射电子显微镜中，电子束穿过样品。物镜“透镜”（实际上是磁铁）用于首先产生图像，然后使用投影“透镜”可以在荧光屏上产生放大的图像。在扫描电子显微镜中，一束电子射向样品，导致二次电子从样品表面释放。使用阳极，可以收集这些表面电子，并可以“​​绘制”表面。

通常，SEM 图像的分辨率不如 TEM 的分辨率高。然而，由于电子不需要通过 SEM 中的样品，它们可用于研究较厚的样品。此外，SEM 产生的图像揭示了表面的更多深度细节。

叶绿体的 TEM 图像 (x12000)

来自不同植物的花粉的 SEM 图像 (x500)。 注意深度细节。

解析度

这 解析度 图像描述了区分图像中两个不同点的能力。具有更高分辨率的图像更清晰、更详细。由于光波会发生衍射，因此区分物体上两点的能力与用于观察物体的光的波长密切相关。这在 瑞利准则.波也不能揭示空间间隔小于其波长的细节。这意味着用于观察物体的波长越小，图像就越清晰。

电子显微镜利用电子的波动性。这 德布罗意波长 加速到 TEM 中使用的典型电压的电子（即与电子相关的波长）约为 0.01 nm，而可见光的波长在 400-700 nm 之间。很明显，电子束比可见光束能够揭示更多的细节。实际上，由于磁场的影响，TEM 的分辨率往往在 0.1 nm 左右，而不是 0.01 nm，但分辨率仍然比光学显微镜的分辨率高 100 倍左右。 SEM 的分辨率稍低，约为 10 nm。

光学显微镜与电子显微镜的区别

照明源

光学显微镜 使用可见光光束（波长 400-700 nm）照亮样品。

电子显微镜 使用电子束（波长 ~0.01 nm）照亮样品。

放大技术

光学显微镜 使用光学透镜弯曲光线并放大图像。

电子显微镜 使用磁铁弯曲电子射线并放大图像。

解析度

光学显微镜 与电子显微镜相比，分辨率较低，约为 200 nm。

电子显微镜 分辨率可达 0.1 nm。

放大

光学显微镜 可以有大约 ~×1000 的放大倍数。

电子显微镜 放大倍数可达~×500000 (SEM)。

手术

光学显微镜 不一定需要电源才能运行。

电子显微镜 需要电力来加速电子。与光学显微镜不同，它还需要将样品置于真空中（否则电子可能会从空气分子中散射出来）。

价钱

光学显微镜 比电子显微镜便宜得多。

电子显微镜 相对来说比较贵。

尺寸

光学显微镜是 小，可以在桌面上使用。

电子显微镜 相当大，可以和人一样高。

参考

Young, H. D. 和 Freedman, R. A. (2012)。西尔斯和泽曼斯基的大学物理学：现代物理学。艾迪生-卫斯理。

图片提供

“Punktiertes Wurzelsternmoos (Rhizomnium punctatum), Laminazellen, 400x vergrößert” by Kristian Peters - Fabelfroh（由 Kristian Peters 拍摄）[CC BY-SA 3.0]，来自维基共享资源

“透射电子显微镜的横截面简化图。”作者 GrahamColm（维基百科，来自 GrahamColm）[公共领域]，来自维基共享资源

Bela Hausmann 的“叶绿体 12000x”（自己的作品）[CC BY-SA 2.0]，来自 flickr

“来自各种常见植物的花粉……”达特茅斯学院电子显微镜设施（达特茅斯学院电子显微镜设施的来源和公共领域通知）[公共领域]，来自维基共享资源