天游ty8检测中心 电子显微镜 (SEM/TEM) 和光学显微镜 (OM) 之间的差异 |通过观察示例介绍机制和特征
使用显微镜，我们可以详细观察肉眼无法看到的精细结构。下图显示了人眼、光学显微镜和电子显微镜（SEM）可以捕获的物体的尺寸和分辨率的差异。
例如，肉眼可以识别蚂蚁和花朵的形状，但无法看到花粉和细菌的详细结构。使用光学显微镜，可以观察微米级结构，例如花粉和昆虫鳞片。此外，电子显微镜（SEM/TEM）这样，根据所使用的显微镜类型，可以观察到的物体深度和信息会有很大差异。
在本文中，我们将详细解释光学显微镜和电子显微镜的机制和特性，以及如何根据目的使用它们的要点。
光学显微镜和电子显微镜的区别
机制比较
光学显微镜的工作原理
光学显微镜使用可见光作为光源，并使用玻璃物镜和目镜放大样品。光透过样品或从样品反射，并沿着其路径被透镜折射以形成图像。用户直接通过目镜看到图像。光学显微镜的放大倍数由物镜和目镜的放大倍数的乘积决定，一般可以观察几十倍到几千倍。
电子显微镜的工作原理
电子显微镜分为扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）。这里我们将解释扫描电子显微镜（SEM）。
扫描电子显微镜是电子束作为光源，缩小电子束以扫描样品表面（扫描）二次电子是啊背散射电子之类的信号并将它们以放大图像的形式显示在监视器上。电子束路径和样品室保持真空状态。观察放大倍数是电子束在样品上扫描的范围（扫描区域）
功能比较
| 光学显微镜图像 | 扫描电子显微镜图像 | |
|---|---|---|
| 雕像样品：螺丝加速电压：15 kV |  |
 |
| 光源 | 光 | 电子 |
| 样品室气氛 | 气氛 | 真空 |
| 颜色信息 | 是（颜色） | 无（黑白） |
| 焦深 | 浅 | 深 |
| 待观察物体的大小 | 毫米换算为微米 | 毫米 ~ 纳米 |
| 元素分析 | 我不能 | 可以 |
| 易于使用 | 相对简单广泛用于教育环境和一般研究 | 传统上需要专业知识，但最近，自动化和 UI 演变提高了可操作性 |
光源和观察物体的大小差异
电子显微镜使用短波长电子束，而光学显微镜使用长波长可见光来形成图像。这种“波长差异”会导致分辨率（区分微小物体的程度）产生巨大差异。一般来说，电子显微镜的分辨率比光学显微镜高得多，因为较短的波长可以识别较小的结构。
光和电子之间的波长差异
左：光的波长（400-700 nm）右：电子束波长（15 kV：001 nm）较短的波长使我们能够识别较小的结构。
样品室气氛的差异
光学显微镜可以在大气压下的自然环境中进行观察。它适合观察生物样本，因为它可以实时捕捉活细胞和微生物的运动。
另一方面，电子显微镜通常在真空环境下使用，以防止电子束在空气中散射。因此，样本有干燥是啊已修复、赋予导电性（例如金属涂层）等预处理。但是，在最近的 SEM 中低真空模式的引入，使得无需任何预处理即可观察非导电样品、含水生物体、植物等。
使用SEM快速观察和分析，无需任何处理！~低真空模式使用示例~
您想对未经任何处理不导电的绝缘样品进行 SEM 观察吗？我们将介绍在低真空 (LV) 模式下使用 JCM-7000 有效利用高分子材料、工业材料、矿物、食品和生物体/植物的示例。
颜色信息差异
光学显微镜图像（约 200 倍）
扫描电子显微镜图像（约 600 倍）
样品：牵牛花花粉
光学显微镜使用可见光和玻璃透镜来观察样品，产生彩色图像。特别是在生物样本中，染色可以更容易地看到细胞和组织之间的差异，并且有助于直观地了解情况。
另一方面，扫描电子显微镜（SEM）
焦深差异
焦深指的是“看起来清晰的范围”，即可以清晰地看到图像的深度量。
一般来说，随着光学显微镜放大倍数的增加，焦深会变浅，并且对于不均匀的样品，只有部分样品处于焦点，使得整体图像显得模糊。另一方面，扫描电子显微镜 (SEM) 具有非常深的焦深，即使在三维结构中也可以聚焦到较宽的区域。
例如，这适用于上图中的螺丝部分。
光学显微镜图像仅聚焦于有限区域，因此很难同时捕获整个深层结构。使用 SEM 图像，整个不均匀性都清晰可见，从而提供具有三维效果的清晰图像。当您需要详细捕捉表面不规则性和微小特征时，SEM 出色的焦深具有优势。
有和没有元素分析功能的区别
电子显微镜利用电子束照射样品来分离样品中的原子特征X射线被发射。能量色散X射线光谱仪（EDS）是啊波长色散X射线光谱仪（WDS），可以同时观察形态并识别元素类型（定性分析）、测量含量（定量分析）以及可视化元素分布（元素映射) 是可能的。
可操作性的差异
光学显微镜只需放置样品并聚焦即可观察，因此通常不需要特殊准备或环境调整，并且用途广泛，包括教育和日常检查。
另一方面，传统的电子显微镜（SEM）需要管理真空设备和冷却系统、定期维护工作以及考虑振动和电磁波等安装环境。近年来，出现了操作性优良且易于安装的紧凑型通用扫描电镜，使得引入和操作的门槛比以前低得多。因此，电子显微镜不仅用于高度专业化的研究环境，而且还用于更熟悉的环境，例如教育环境和质量控制。
请参阅下面在博物馆中引入台式扫描电子显微镜的示例。
JEOL 台式扫描电子显微镜 [JCM-7000 NeoScope™]
到目前为止，光学显微镜操作简单，适合观察生物。另一方面，SEM 可以高精度捕获更精细的结构。各有其优点，但 JEOL 的台式扫描电子显微镜“JCM-7000”满足了“我想看到更多细节”和“我想能够轻松操作”等需求。
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桌面 SEM“JCM-7000 NeoScope™”的使用示例
摘要
光学显微镜和电子显微镜各自具有不同的原理和特性，通过根据观察对象和目的不同地使用它们，可以进行更有效的分析。
JEOL 的“JCM7000 NeoScope™”作为无需专业知识即可轻松观察和分析微观结构和元素信息的设备，正在广泛领域中推广。
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自 1949 年成立以来，JEOL 一直致力于开发尖端科学和测量设备、工业设备和医疗设备。如今，我们的许多产品在世界各地使用，我们被视为一家真正的全球化公司。以成为“支持全球科技的小众顶尖公司”为目标，我们将准确响应客户日益复杂和多样化的需求。