Een microscoop is een apparaat waarmee mensen specimens in detail kunnen bekijken die te klein zijn om met het blote oog te zien. Dit doen ze door middel van vergroting en resolutie. Vergroting is hoe vaak het object binnen de kijklens wordt vergroot. Resolutie is hoe gedetailleerd het object wordt weergegeven wanneer het wordt bekeken. Microscopen zijn vooral nuttig in de biologie, waar veel biologen organismen bestuderen die te klein zijn om zonder hulp te zien. Ze kunnen stereoscopen, samengestelde microscopen, confocale microscopen, elektronenmicroscopen of een van de gespecialiseerde microscopen binnen elke categorie gebruiken. Het monster onder observatie bepaalt de benodigde microscoop.
Stereoscoop
De stereoscoop, ook wel de ontleedmicroscoop en stereomicroscoop genoemd, is een lichtverlichte microscoop die een driedimensionaal beeld van een monster mogelijk maakt. Het doet dit door twee oculairs onder verschillende hoeken te gebruiken, die eigenlijk slechts een paar samengestelde microscopen zijn. Het beeld van het monster is ook zijdelings en rechtop. Stereoscopen hebben echter een lager vermogen in vergelijking met samengestelde microscopen. Afbeeldingen worden slechts tot ongeveer 100x vergroot. Met stereoscopen kunnen studenten en wetenschappers specimens manipuleren terwijl ze worden geobserveerd.
verbinding
Net als stereoscopen worden samengestelde microscopen verlicht door licht. Ze geven een tweedimensionaal beeld van een te observeren specimen, maar kunnen vergrotingen hebben tussen 40x en 400x, met krachtigere versies tot 2000x. Hoewel de vergroting hoog kan zijn, wordt de resolutie beperkt door de golflengte van het licht. Samengestelde microscopen kunnen geen details zien die minder dan 200 nanometer uit elkaar liggen. Hoe dan ook, samengestelde microscopen zijn te vinden in veel biologieklaslokalen en onderzoekslaboratoria.
confocaal
Confocale microscopen zijn ook lichtmicroscopen, maar hebben de voordelen van zowel stereoscopen als samengestelde microscopen. Confocale microscopen maken sterke vergrotingen van specimens met driedimensionale beelden mogelijk. Ze hebben ook hogere resoluties en kunnen details tot 120 nanometer van elkaar onderscheiden. Het meest voorkomende type confocale microscoop is de fluorescentiemicroscoop. Deze microscoop gebruikt intens licht om de moleculen van een monster te prikkelen. Deze moleculen geven licht af, of fluorescentie die wordt waargenomen, waardoor een hogere vergroting en resolutie mogelijk is.
Transmissie elektronenmicroscoop
De eerste elektronenmicroscoop was een transmissie-elektronenmicroscoop (TEM) die in 1931 in Duitsland werd uitgevonden door Max Knoll en Ernst Ruska. Het is gemaakt als een manier om objecten meer te vergroten dan waartoe lichtmicroscopen in staat waren. Als lichtmicroscopen tot 1000x of 2000x zouden kunnen vergroten, dan zou de elektronenmicroscoop objecten tot 10.000x kunnen vergroten. Een TEM werkt door een bundel elektronen met enkele energie te focussen die sterk genoeg zijn om door een zeer dun monster te gaan. De resulterende beelden worden vervolgens bekeken door middel van elektronendiffractie of directe elektronenverbeelding.
Scanning elektronenmicroscoop
Er is discrepantie over hoe de SEM werd uitgevonden, maar deze werd begin jaren dertig gecreëerd. Het duurde echter tot 1965 voordat Cambridge Instrument Company de eerste SEM op de markt bracht. Dit was te wijten aan de complexiteit van de scantechnologie van de SEM, die ingewikkelder was om te gebruiken dan de TEM. De SEM werkt door het oppervlak van een monster te scannen met een elektronenstraal. Deze straal creëert verschillende signalen, secundaire elektronen, röntgenstralen, fotonen en andere, die allemaal helpen het monster te karakteriseren. De signalen worden weergegeven op een scherm dat de materiaaleigenschappen van het monster in kaart brengt.
