מדוע מיקרוסקופים אלקטרונים חשובים?

לא כל המיקרוסקופים משתמשים בעדשות. אם אתה כמו רוב האנשים, המיקרוסקופ בו השתמשת בתיכון היה מיקרוסקופ מבוסס אור. מיקרוסקופי אלקטרונים עובדים תוך שימוש בעקרונות שונים לחלוטין. מיקרוסקופי אלקטרונים חשובים לעומק הפירוט שהם מראים, מה שהוביל למגוון תגליות חשובות. הבנת חשיבותם מחייבת הבנה של אופן פעולתם וכיצד הדבר הוביל לגילוי נוסף.

הסיבות שמיקרוסקופים אלה חשובים כל כך היא רמת הפרטים העצומה שניתן לראות איתם. מיקרוסקופים סטנדרטיים המבוססים על אור מוגבלים במגבלות האור הטבועות, וככאלה יכולים להגדיל רק פי 500 או 1000 פעמים. מיקרוסקופי אלקטרונים יכולים לעבור את זה בהרבה, ולהראות פרטים קטנים כמו הרמה המולקולרית. משמעות הדבר היא כי ניתן להשתמש במיקרוסקופי אלקטרונים לבחינת דברים הידועים תיאורטית רק לפני 1943, אז הומצא מיקרוסקופ האלקטרונים.

מיקרוסקופים אלה משמשים במגוון מחקרים, כולל פיזיקה, כימיה וביולוגיה. בגלל כמות הפרטים המדהימה שמאפשרים המיקרוסקופים הללו, הם הובילו להתקדמות בתחומי הרפואה ונמצאים בשימוש נרחב בתחום הפלילי.

מיקרוסקופ מסורתי משתמש באור ובעדשות כדי להגדיל דגימה נתונה; מיקרוסקופי אלקטרונים, כפי ששמם מרמז, משתמשים במקום זאת באלקטרונים. פוטנציאל חשמלי חיובי משמש לשליחת אלקטרונים לעבר הדגימה בוואקום, ואז ממוקדים באמצעות צמצמים ועדשות מגנטיות. ניתן לכוונן את העדשות המגנטיות, בדומה לזכוכית, כדי למקד את התמונה. קרן האלקטרונים מושפעת מהדגימה באופן שניתן לפרש, וכתוצאה מכך תמונה של פרטים עצומים.

מכיוון שהתמונה הנובעת ממיקרוסקופ האלקטרונים מבוססת על יחסי הגומלין של האלקטרונים עם החומר, ולא מאור, תמונות ממיקרוסקופ אלקטרונים אינן בצבע. כמו כן, בגלל רמת הפירוט העצומה, כל תנועה בדגימה תביא לתמונה מטושטשת לחלוטין. ככזה, יש להרוג כל דגימה ביולוגית לפני שהיא נבדקת במיקרוסקופ אלקטרונים. התהליך מחייב שדגימות שנבדקו יהיו בחלל ריק, כך שבכל מקרה שום דגימה ביולוגית לא תוכל לשרוד את תהליך הבדיקה.

מיקרוסקופ האלקטרונים הכניס עידן חדש של תגליות שנדפסו בכתבי עת אקדמיים. אטומים נראו על ידי העין האנושית, בניגוד להרהרה בלבד. הידע על מבני תאים בחיי הצומח ובעלי החיים גדל באופן דרמטי כאשר המדענים קיבלו מבט ממקור ראשון על המבנים עצמם. זה הוביל למגוון תגליות מדעיות נוספות במהלך המחצית השנייה של המאה ה -20, וממשיך להוביל לתגליות כאלה גם כיום.