Alors que les objets qu'ils étudiaient devenaient de plus en plus petits, les scientifiques ont dû développer des outils plus sophistiqués pour les voir. Les microscopes optiques ne peuvent pas détecter des objets, tels que des particules virales individuelles, des molécules et des atomes, qui sont en dessous d'un certain seuil de taille. Ils ne peuvent pas non plus fournir d'images tridimensionnelles adéquates. Des microscopes électroniques ont été développés pour surmonter ces limitations. Ils permettent aux scientifiques de scruter des objets beaucoup plus petits que ceux que l'on peut voir avec des microscopes optiques et de leur fournir des images tridimensionnelles nettes.
Agrandissement supérieur
La taille d'un objet qu'un scientifique peut voir à travers un microscope optique est limitée à la plus petite longueur d'onde de la lumière visible, qui est d'environ 0,4 micromètre. Tout objet d'un diamètre inférieur à celui-ci ne réfléchira pas la lumière et ne sera donc pas visible par un instrument à base de lumière. Quelques exemples de ces petits objets sont des atomes individuels, des molécules et des particules de virus. Les microscopes électroniques peuvent générer des images de ces choses parce qu'ils ne dépendent pas de la lumière du spectre visible pour être réfléchie par eux. Au lieu de cela, des électrons de haute énergie sont appliqués à l'échantillon à étudier, et le comportement de ces électrons - comment ils sont réfléchis et déviés par l'objet - est détecté et utilisé pour générer une image.
Profondeur améliorée of field
La capacité d'un microscope optique à former une image tridimensionnelle d'objets extrêmement petits est limitée. C'est parce qu'un microscope optique peut seulement se concentrer sur un niveau d'espace à la fois. Regarder un micro-organisme relativement grand sous un tel microscope démontre cet effet: une couche de l'organisme sera mise au point, mais ses autres couches seront floues et peuvent même interférer avec la partie focalisée de l'image. Les microscopes électroniques offrent une plus grande profondeur de champ que les microscopes optiques, ce qui signifie que plusieurs couches bidimensionnelles d'un objet peuvent être mises au point simultanément, fournissant une image globale en qualité tridimensionnelle.
Contrôle de grossissement plus fin
Le microscope optique classique peut zoomer à quelques niveaux seulement. Par exemple, les microscopes communs de classe de lycée peuvent agrandir des objets aux niveaux de 10x, 100x et 400x, avec rien entre les deux. Il ne devrait pas être surprenant qu'il puisse y avoir des objets microscopiques mieux vu à des grossissements de 50x ou 300x, mais ce serait irréalisable avec un tel microscope. D'autre part, les microscopes électroniques offrent une gamme de grossissements en douceur. Ils sont capables de le faire en raison de la nature de leurs «lentilles», qui sont des électro-aimants dont les alimentations peuvent être ajustées pour modifier en douceur les trajectoires des électrons se dirigeant vers le détecteur pour former une image.
