4. Nano zichtbaar maken

Grote organismen en andere structuren in ons dagelijks leven kunnen we gewoon gemakkelijk met het blote oog zien. Voor iets kleins gebruiken we soms een loep en voor nog kleinere structuren zoals cellen van planten of dieren gebruiken we een optische microscoop. Hier zijn echter beperkingen aan de maximale vergroting (2000x) en het maximaal onderscheidend vermogen. Dit laatste geeft aan wat de kleinst waarneembare afmeting is met een microscoop. Omdat bij een gewone optische microscoop gebruik wordt gemaakt van zichtbaar licht is de kleinst waarneembare afmeting begrensd door de golflengte van zichtbaar licht (tussen de 400 en 700 nm).

 

Opdracht                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   

4.1 

Zoek een afbeelding van een optische microscoop en benoem de delen.

 

4.2

Zoek op en leg in eigen woorden uit waarom de kleinst waarneembare afmetingen begrensd worden door de golflengte van het licht.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

 

Ga je dieper op onderzoek dan zijn materialen en ook levende organismen opgebouwd uit hele kleine deeltjes zoals moleculen, atomen en ionen.

Al die deeltjes zijn met het blote oog niet te zien. Dat deze deeltjes bestaan is op verschillende manieren aan te tonen. Een van die manieren is deze deeltjes zichtbaar maken met apparaten. In de loop van de tijd werd het mogelijk kleinere deeltjes – cellen, moleculen en atomen - te bekijken.

In het jaar 1924 ontdekte de Fransman Louis de Broglie (overigens is de Broglie niet de uitvinder van de elektronenmicroscoop maar Ernst Ruska, die hier in 1988 de Nobelprijs voor gekregen heeft), dat elektronen tegelijkertijd deeltjes- en golfkarakter hebben en daarom vergelijkbare eigenschappen hebben als het licht. Deze kennis maakte de weg vrij voor de bouw van een microscoop om de nanowereld binnen te dringen. Omdat snelle elektronen een zeer veel kleinere golflengte hebben dan zichtbaar licht en het onderscheidend vermogen van een microscoop door de golflengte begrensd wordt, kan met een elektronenmicroscoop een duidelijk hoger onderscheidend vermogen (nu ongeveer 0,1 nm) bereikt worden als met een optische microscoop (ongeveer 200 nm). Vergeleken met de optische microscoop bezit de elektronenmicroscoop enige bijzonderheden:

 

Opdracht                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

4.3

Zoek de ontwikkeling van de microscoop op van de tijd van de eerste optische microscoop tot en met

de elektronenmicroscoop. Noteer bij elke ontwikkeling de vergrotingsmogelijkheden en zoek een

afbeelding van een preparaat bij deze vergroting.