Apa perbedaan antara mikroskop cahaya dan mikroskop elektron?
Mikroskop optik tipikal menggunakan cahaya tampak untuk menerangi sampel dan serangkaian lensa kaca untuk memperbesar gambar sampel. Karena Anda menggunakan cahaya, Anda dapat menempatkan spesimen di bawah mikroskop di udara sekitar, atau untuk beberapa aplikasi, dalam sedikit air atau minyak. Untuk mikroskop cahaya majemuk, biasanya kita memerlukan spesimen yang tipis karena kita ingin cahaya melewatinya sehingga kita dapat melihat detail bagian dalamnya. Ini biasanya berarti memotong bagian sampel, namun tergantung pada sampelnya, ketebalan bagian tersebut mungkin sekitar 1 hingga 20 mikron. Dengan mikroskop stereo atau pembedahan cahaya, tidak ada persyaratan seperti itu karena Anda biasanya hanya melihat permukaan sampel. Amati bayangan yang diperbesar dalam mikroskop optik melalui lensa okuler,
Mikroskop elektron menggunakan berkas elektron yang dikontrol dengan cermat sebagai bentuk penerangan. Sinar tersebut dikendalikan dan difokuskan oleh serangkaian lensa elektromagnetik, yang pada dasarnya merupakan kumparan elektromagnetik kuat dengan lubang pusat yang dilalui elektron. Lensa mengontrol berkas cahaya yang mengenai sampel dan juga memperbesar gambar sampel. Karena Anda bekerja dengan berkas elektron, seluruh sistem optik elektron harus berada dalam ruang hampa tinggi, yang berarti sampel harus sesuai untuk lingkungan vakum. Dalam mikroskop elektron transmisi (TEM), elektron harus melewati sampel, sehingga sampel harus sangat tipis, kurang dari 0,1 mikron. Gambar yang diperbesar dilihat pada layar neon namun dapat direkam dengan kamera CCD yang dipasang di bawah atau di atas layar.
Mikroskop elektron pemindaian (SEM) sangat mirip dengan mikroskop bedah optik, yaitu Anda melihat permukaan spesimen dengan sangat cermat, sehingga tidak harus tipis. Dalam SEM, sampel dipindai dengan berkas elektron yang terfokus secara halus, sehingga sampel harus mampu menahan vakum tinggi dan harus cukup konduktif. (Ini karena Anda membuang aliran elektron ke dalam sampel, dan arusnya harus dihantarkan.) Sampel SEM sering kali dilapisi dengan lapisan karbon atau logam yang sangat tipis (seperti emas atau kromium) untuk menjadikannya konduktif.
Komentar di atas menjelaskan perbedaan instrumentasi fisik, dan saya bahkan tidak menyebutkan bahwa mikroskop elektron lebih besar dan lebih kompleks daripada mikroskop cahaya. Namun perbedaan utama antara mikroskop cahaya dan elektron adalah resolusi – kemampuan untuk menyelesaikan detail yang sangat kecil. Resolusi pada akhirnya dibatasi oleh panjang gelombang cahaya dalam mikroskop optik dan panjang gelombang efektif berkas elektron dalam mikroskop elektron. Karena panjang gelombang cahaya tampak kira-kira berada pada kisaran {{0}} nanometer, resolusi optimal mikroskop optik adalah sekitar 200 nanometer (0. 2 mikrometer). Untuk TEM yang beroperasi pada 200 kilovolt, panjang gelombang berkas elektron adalah 0,0025 nanometer, resolusi sebenarnya dari instrumen tersebut adalah sekitar 0,2 nanometer, atau seribu kali lebih baik daripada mikroskop optik. TEM tingkat lanjut mungkin memiliki resolusi mendekati 0,1 nanometer, dan Banyak TEM dapat menggambarkan atom dalam struktur biasa.
Karena perbesaran hanyalah rasio tampilan suatu objek di mata atau layar dibandingkan dengan ukuran sebenarnya, ini berarti mikroskop optik yang sangat baik memiliki perbesaran maksimum 1000-2000x dan perbesaran maksimum yang tersedia dengan kualitas tinggi TEM adalah 1-2 juta kali. Untuk SEM, ada banyak faktor lain yang memengaruhi resolusi, dan pembesaran maksimum yang tersedia mungkin sekitar 300,000x.
Seperti yang Anda lihat, memang ada banyak perbedaan antara mikroskop cahaya dan elektron, dengan masalah resolusi menjadi masalah utama. Untuk aplikasi praktis, pilihan jenis instrumen yang akan digunakan pada akhirnya akan bergantung pada resolusi dan pembesaran yang diperlukan serta kemudahan persiapan sampel.
