Een van de eerste microscopen werd gebouwd hier in Nederland in 1590. Op het gebied van microscopen is sindsdien veel veranderd, maar het doel van de microscoop is altijd hetzelfde gebleven: het zichtbaar maken van het onzichtbare. Omdat men steeds kleinere dingen wilde bekijken waren er steeds betere microscopen nodig. Al langer was bekend dat met behulp van elektronen kleinere details bekeken kunnen worden dan met gewoon licht. Daarom werd in 1931 de eerste elektronenmicroscoop gebouwd. Hieronder zijn twee plaatjes van een mier te zien die met een elektronenmicroscoop zijn gemaakt.
Waarom elektronen
Twee foto's van een mier, gemaakt met een elektronenmicroscoop. Bron: wikipedia
Zoals je misschien wel weet kunnen wij dingen zien doordat ze licht weerkaatsen of zelf uitzenden. Als het licht dan in ons oog komt kunnen we het voorwerp zien. Bij een microscoop is het dus belangrijk dat het licht tegen het voorwerp aan komt, anders kan het niet worden weerkaatst en zien we niks.
Wij kunnen voorwerpen zien, omdat ze licht weerkaatsen.
Soms zijn de deeltjes echter te klein om licht te kunnen weerkaatsen. Voor een microscoop is dit een groot probleem omdat we juist deze kleine details willen zien. Een oplossing hiervoor is om elektronen te gebruiken in plaats van licht. Elektronen weerkaatsen ook op deeltjes die te klein zijn voor licht.
Waarom kan je met elektronen kleinere details zien?
Volgens de kwantummechanica kunnen deeltjes zoals elektronen zich verplaatsen als een golf. Dit is misschien moeilijk voor te stellen, maar wees gerust want zelfs de grootste geleerden hebben hier soms moeite mee. Omdat elektrongolven een kleinere golflengte hebben dan lichtgolven kunnen ze ook kleinere details laten zien. Zoals je hieronder kunt zien gaat de lichtgolf langs het deeltje zonder deze te raken.
Een lichtgolf en een elektrongolf.
Werking
De werking van een elektronenmicroscoop.
Een elektronenmicroscoop werkt zoals net is uitgelegd met elektronen in plaats van licht. Eerst moeten er dus elektronen vrijgemaakt. Dit gebeurt met een elektronenbron die vaak bestaat uit een speciaal metalen plaatje dat wordt verhit. Door het verhitten gaan de elektronen die al in het metaal zitten harder trillen en daardoor ontsnappen ze aan het metaal. Je kunt dit vergelijken met het verdampen van watermoleculen als een eitje aan het koken bent. Omdat de elektronen dan nog heel langzaam gaan moeten ze eerst worden versneld. Hierna moet de elektronenbundel worden gefocust op het voorwerp. Net als bij een lichtmicroscoop gebeurt dit met een aantal speciale lenzen. Wanneer de elektronen dan uiteindelijk op het voorwerp knallen worden ze alle kanten op weerkaatst. Deze weerkaatste elektronen worden met behulp van verschillende detectors opgevangen. De detectors sturen dan hun informatie door naar een computer die er een begrijpelijk beeld van maakt.
De bouw van een elektronenmicroscoop.
Omdat je met een elektronenmicroscoop zo gigantisch goed kunt inzoomen, wordt het tegenwoordig veel gebruikt in onderzoek. Bijvoorbeeld om te kijken hoe een bepaald materiaal er van heel dichtbij uitziet. Hieronder zijn twee filmpjes te zien waarin wordt ingezoomd op een stukje metaal en een stukje beton.
Inzoomen op een stuk staal.
Inzoomen op een stuk beton.