ทำไมกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจึงมีความสำคัญ?

กล้องจุลทรรศน์บางตัวไม่ได้ใช้เลนส์ ถ้าคุณเป็นเหมือนคนส่วนใหญ่ กล้องจุลทรรศน์ที่คุณใช้ในโรงเรียนมัธยมศึกษาตอนปลายคือกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนทำงานโดยใช้หลักการที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนมีความสำคัญต่อความลึกของรายละเอียด ซึ่งนำไปสู่การค้นพบที่สำคัญหลายอย่าง การเข้าใจถึงความสำคัญจำเป็นต้องมีความเข้าใจเกี่ยวกับวิธีการทำงาน และสิ่งนี้นำไปสู่การค้นพบเพิ่มเติมได้อย่างไร

เหตุผลที่กล้องจุลทรรศน์เหล่านี้มีความสำคัญมากคือระดับรายละเอียดที่สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงแบบมาตรฐานถูกจำกัดด้วยข้อจำกัดของแสง ดังนั้นจึงสามารถขยายได้ถึง 500 หรือ 1000 เท่าเท่านั้น กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสามารถเกินนี้ได้ โดยแสดงรายละเอียดที่เล็กเท่าระดับโมเลกุล ซึ่งหมายความว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสามารถใช้เพื่อตรวจสอบสิ่งต่าง ๆ ที่รู้จักกันในทางทฤษฎีก่อนปี 1943 เมื่อกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนถูกประดิษฐ์ขึ้น

กล้องจุลทรรศน์เหล่านี้ใช้ในการศึกษาที่หลากหลาย รวมทั้งฟิสิกส์ เคมี และชีววิทยา เนื่องจากกล้องจุลทรรศน์เหล่านี้มีรายละเอียดจำนวนมากอย่างไม่น่าเชื่อ จึงนำไปสู่ความก้าวหน้าในด้านการแพทย์ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านนิติเวช

กล้องจุลทรรศน์แบบดั้งเดิมใช้แสงและเลนส์เพื่อขยายตัวอย่างที่กำหนด กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนตามชื่อของมันใช้อิเล็กตรอนแทน ศักย์ไฟฟ้าที่เป็นบวกใช้เพื่อส่งอิเล็กตรอนไปยังชิ้นงานทดสอบในสุญญากาศ จากนั้นจะทำการโฟกัสโดยใช้รูรับแสงและเลนส์แม่เหล็ก เลนส์แม่เหล็กสามารถปรับได้เหมือนกับเลนส์แก้วเพื่อโฟกัสภาพ ลำแสงอิเล็กตรอนได้รับผลกระทบจากตัวอย่างในลักษณะที่สามารถตีความได้ ส่งผลให้ได้ภาพที่มีรายละเอียดมากมาย

เนื่องจากภาพที่เป็นผลจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจะขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของอิเล็กตรอนกับสสาร ไม่ใช่จากแสง ภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจึงไม่มีสี นอกจากนี้ เนื่องจากรายละเอียดในระดับมหึมา การเคลื่อนไหวใดๆ ในตัวอย่างจะส่งผลให้ภาพเบลอโดยสิ้นเชิง ดังนั้น ตัวอย่างทางชีวภาพใดๆ จะต้องถูกฆ่าก่อนที่จะตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน กระบวนการนี้กำหนดให้ตัวอย่างที่ตรวจสอบแล้วต้องอยู่ในสุญญากาศ ดังนั้นจึงไม่มีตัวอย่างทางชีวภาพใดที่สามารถอยู่รอดในกระบวนการตรวจสอบได้

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนนำไปสู่ยุคใหม่ของการค้นพบที่ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ อะตอมมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างเซลล์ในชีวิตพืชและสัตว์เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อนักวิทยาศาสตร์ได้เห็นภาพโครงสร้างด้วยตนเองโดยตรง สิ่งนี้นำไปสู่การค้นพบทางวิทยาศาสตร์มากมายในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 และยังคงนำไปสู่การค้นพบดังกล่าวในปัจจุบัน