Como é construído um microscópio eletrônico e como ele realmente funciona? Aqui você encontra as respostas para essas perguntas.
Microscópio eletrônico simplesmente explicado
Um microscópio eletrônico permite examinar coisas extremamente pequenas. Por exemplo, você pode olhar para um cloroplasto em grande detalhe e até ver suas invaginações de membrana. O microscópio eletrônico tem uma ampliação de 1.000.000 . Para comparação: um microscópio de luz aumenta apenas cerca de 1.500 a 2.000 vezes. Uma moeda de 1 centavo teria um diâmetro de cerca de 1,6 km nessa ampliação.
Como o nome sugere, o microscópio eletrônico dispara elétrons no objeto. Estes são absorvidos pelo objeto ou refletidos de volta. A partir disso, o microscópio cria uma imagem em si. Você provavelmente não usará esse tipo de microscópio em aula. São caros e demoram bastante. Em vez disso, você provavelmente já viu as imagens geradas com ele. Estes são muito detalhados e apenas em preto e branco .
Construção de microscópio eletrônico
A estrutura do microscópio eletrônico é um pouco complicada, mas aqui explicamos de uma forma muito simples.
No topo do microscópio eletrônico está a fonte de elétrons. Isso produz elétrons. São partículas carregadas negativamente. Os eletrodos que podem doar elétrons são chamados de cátodos. Portanto, a fonte de elétrons é o cátodo ,
de onde os elétrons migram para o ânodo. É o pólo positivo e tem muitas partículas carregadas positivamente. Portanto, os elétrons carregados negativamente são atraídos porque cargas opostas se aproximam como ímãs.
A ampliação no microscópio é causada pelas bobinas. Existem três delas: a bobina do condensador , a bobina do objeto e a bobina de projeção. Uma bobina cria um campo magnético.
Se você quiser saber exatamente como isso funciona, assista ao nosso vídeo sobre a bobina e a indução .
Essas bobinas estão espalhadas pelo microscópio eletrônico, mas estão em uma linha. Você pode conhecer essas bobinas do microscópio eletrônico de classe, mas sob o nome de lente. Estas são então chamadas de lentes condensadoras, lentes de objetos e lentes de projeção . Estritamente falando, no entanto, estas não são lentes reais feitas de vidro, mas apenas lentes de elétrons. Eles criam um campo magnético , mas você não pode vê-lo com seus olhos.
Coloque o objeto entre a bobina do condensador e a bobina do objeto. Você entende o objeto a ser examinado como um objeto. Na biologia, geralmente são células vegetais ou animais e seus componentes ou organelas celulares .
No entanto, você não pode ver todas as partes do microscópio do lado de fora. No entanto, você não pode simplesmente segurar um microscópio eletrônico em sua mão como um microscópio de luz porque é muito maior e mais pesado.
função de microscópio eletrônico
O cátodo, ou seja, a fonte de elétrons, produz elétrons . Estes são emitidos como um feixe na direção do ânodo. Ao mesmo tempo, o ânodo atrai os elétrons, acelerando -os. Estes são passados através da serpentina do condensador. A bobina focaliza o feixe. Isso significa que os elétrons estão amontoados em uma fileira.
Agora os elétrons atingem o objeto . Por exemplo, pode ser um pedaço de alga aquática que você coloca em um porta-objetos. Se os elétrons atingem a amostra, eles passam pelo objeto e são desviados ou novos elétrons são expulsos da amostra.
Atrás do objeto há outra bobina, a bobina do objeto . Aumenta o feixe de elétrons liberados e uma imagem intermediária é criada . Isso agora é ampliado. A imagem intermediária é ampliada novamente pela bobina de projeção . Como os elétrons não podem ser vistos a olho nu, eles são visíveis por dispositivos especiais no microscópio eletrônico.
representação da imagem
A imagem é exibida em uma tela na parte inferior do microscópio eletrônico. Você pode imaginar essa tela como a tela do tubo de imagem da televisão. Os elétrons que chegam a ele são contados. Muitos elétrons causam uma mancha brilhante e poucos elétrons uma mancha escura. As diferentes densidades eletrônicas criam assim a imagem.
A densidade eletrônica é uma medida de quantos elétrons atingem um ponto. Portanto, o microscópio eletrônico só pode produzir imagens em preto e branco. Os elétrons representam apenas um contraste, ou seja, muitas ou poucas partículas em um só lugar. As cores não podem ser reconhecidas a partir disso.
Você pode olhar para a imagem através do microscópio de observação . Você provavelmente só conhece as fotos tiradas em sala de aula. A maioria dos microscópios eletrônicos tem uma câmera integrada.
As fotos são muito detalhadas. Se você examinar uma célula vegetal com ela, poderá ver os cloroplastos ou o núcleo da célula com muita precisão e clareza. A diferença para o microscópio de luz clássico também está na ampliação e na resolução. Os elétrons que são ejetados da fonte de elétrons têm um comprimento de onda menor do que a luz do microscópio óptico. Como resultado, ampliações muito maiores e resoluções maiores são possíveis com o microscópio eletrônico.
vácuo
Um vácuo é criado dentro de um microscópio eletrônico . Isso significa que há muito poucas partículas dentro do microscópio. Portanto, quase não há obstáculos para os elétrons em seu caminho para o objeto e para a tela. Isso permite que os elétrons se movam livremente e não sejam desviados. Se não houvesse vácuo, a imagem seria borrada porque os elétrons seriam desviados em direções diferentes. Se você jogasse duas bolas uma na outra, elas também seriam desviadas em direções diferentes e não permaneceriam em sua trajetória normal.
Tipos de microscópio eletrônico
Existem diferentes tipos de microscopia eletrônica. Você pode distinguir entre o microscópio eletrônico de varredura (SEM) e o microscópio eletrônico de transmissão (TEM). O SEM pode produzir apenas uma ampliação menor que o TEM. No entanto, o SEM é capaz de exibir as imagens espacialmente.
microscópio eletrônico de varredura
Com um microscópio eletrônico de varredura, você pode examinar muito bem as superfícies realistas de um objeto. Estes são ainda exibidos espacialmente .
Para este tipo de microscopia, a superfície do corpo de prova deve ser processada. Porque um SEM pode mostrar apenas superfícies que tenham condutividade elétrica. Para fazer isso, ele é revestido com uma fina camada de um metal pesado, como o ouro.
Quando os elétrons atingem a amostra, as interações ocorrem lá. Isso tira alguns elétrons do objeto. Estes são registrados e exibidos por detectores.
O feixe de elétrons é extremamente fino. Como resultado, ele não atinge toda a preparação de uma só vez. Em vez disso, é dividido em grades, que são iluminadas uma após a outra. Isso cria muitas imagens pequenas, como peças de um quebra-cabeça, que são finalmente montadas por um computador. Agora você pode ver toda a preparação como uma imagem.
microscopia eletrônica de transmissão
O microscópio eletrônico de transmissão também é conhecido como microscópio eletrônico de transmissão . O nome vem do termo latino ‘transmissor’, que significa ‘enviar’.
No entanto, você não pode usar isso para visualizar a estrutura espacial do objeto. Você só vê a seção através do espécime , assim como com o microscópio de luz. Com o microscópio eletrônico de transmissão você pode ampliar o objeto mais do que com o microscópio eletrônico de varredura.
Com esta técnica microscópica, a amostra é embutida e tratada com metais pesados. Isso permite que você veja melhor as estruturas. Se as preparações não fossem pré-tratadas, o contraste seria extremamente baixo. Portanto, a imagem seria muito brilhante e dificilmente você poderia ver as estruturas. Além disso, a preparação deve ser cortada muito fina. Tem cerca de 10-100 μm de espessura. Para comparação: uma folha de papel é cerca de 1000 vezes mais espessa.
Os elétrons brilham através do objeto, semelhante à luz no microscópio de luz.
Aqui você pode ver os cloroplastos sob o microscópio eletrônico de transmissão:
microscópio crioeletrônico
Um tipo especial de microscopia eletrônica é a microscopia crioeletrônica. Ao contrário dos outros dois tipos, a preparação não necessita de tratamento especial . Alterações estruturais podem ocorrer durante o tratamento. Isso é descartado com microscopia crioeletrônica. Em vez disso, no entanto, as temperaturas abaixo de -150°C devem prevalecer. A preparação é resfriada tão rapidamente que sua estrutura permanece praticamente inalterada.