1. PENDAHULUAN
Secara etimologi, kata Mikroskop berasal dari bahasa Yunani, Micron yang artinya kecil dan Scopos yang artinya tujuan. Jadi, Mikroskop adalah suatu alat yang digunakan untuk melihat benda-benda mikro yang tidak dapat dilihat dengan mata telanjang, misalnya bakteri, virus, dan lain-lain.
Mikroskop pertama kali dikembangkan oleh dua orang ilmuwan Jerman, Hans Janssen dan Zacharias Janssen pada tahun 1590. Pada tahun 1906, Galileo juga membuat alat serupa yang menggunakan lensa optik sehingga dikenal sebagai Mikroskop Galileo atau Mikroskop Optic. Namun, mikroskop yang sempurna baru dibuat pada tahun 1683 oleh seorang ilmuwan Belanda yang bernama Anthony van Leeuwenhoek. Mikroskop buatan van Leeuwenhoek ini mampu membesarkan objek hingga 300x ukuran sebenarnya.
Gambar 1. Mikroskop Galileo
Mikroskop Optik memiliki daya pembesaran atau resolusi yang terbatas. Hal ini dikarenakan keterbatasan panjang gelombang difraksi radiasi sinar tampak yang digunakan. Oleh karena itu, Mikroskop Optik tidak dapat digunakan untuk meneliti benda-benda yang berukuran sangat kecil.
Hal tersebut membuat para ilmuwan bekerja keras untuk menemukan alat yang dapat mengatasi kekurangan itu. Pada tahun 1931, dua orang ilmuwan Jerman dari Universitas Berlin, Ernst Ruska dan Max Knoll membuat Mikroskop Elektron pertama yang dikenal dengan nama Transmission Electron Microscope (TEM). Mikroskop Elektron ini dibuat dengan didasarkan pada teori gelombang partikel de Broglie dan percobaan elektron yang dipercepat dalam suatu kolom elektromagnetik. TEM mempunyai resolusi yang lebih baik daripada Mikroskop Optic. Hal ini dikarenakan TEM menggunakan energi yang besar sehingga menghasilkan panjang gelombang yang lebih pendek. Mikroskop Electron pertama memiliki resolusi hingga 100 nm atau 2 kali lebih baik dari Mikroskop Optic.
2. MIKROSKOP OPTIK VS MIKROSKOP ELEKTRON
Resolusi atau Daya Pisah mata adalah jarak terkecil antara dua titik (benda) yang dapat dipisahkan oleh mata kita. Daya pisah mata berkisar antara 0,1 – 0,2 mm tergantung dari seberapa baik pandangan kita. Untuk mengamati benda-benda yang lebih kecil dari resolusi tersebut, kita memerlukan alat lain yang disebut Mikroskop. Resolusi mikroskop ditentukan dengan menghitung Kriteria Rayleigh (Rayleigh Criterion) untuk mikroskop tersebut. Kriteria Rayleigh dirumuskan sebagai berikut:
Dimana:
δ adalah Resolusi (daya pisah) mikroskop,
λ adalah panjang gelombang radiasi,
n adalah indeks refraksi,
θ adalah sudut lensa pembesar yang bergantung dari lebar lensa obyektif dan jarak titik focus dari specimen (sampel).
Dari persamaan tersebut terlihat bahwa, semakin kecil panjang gelombang yang digunakan, resolusi mikroskop akan semakin kecil. Jika diambil indeks bias n = 1,56, sudut lensa pembesar θ = 750, maka resolusi mikroskop optic untuk panjang gelombang terpendek (ungu = 380 nm) adalah 158,098 nm.
Panjang gelombang Mikroskop Electron dapat dihitung dengan menggunakan persamaan panjang gelombang de Broglie. Misalkan sebuah Electron yang dipercepat dengan potensial ε akan menghasilkan energy listrik sebesar eε (electron-volt) dan kecepatan v, atau secara matematis:
Panjang gelombang difraksi electron:
Dimana:
h adalah Konstanta Planck (6,63 x 10-34 J.s),
m adalah Massa Electron (9,1 x 10-31 kg),
ε adalah Tegangan Pemercepat (Volt),
λ adalah Panjang Gelombang Electron.
Berikut perbandingan resolusi Mikroskop Optic dan Mikroskop Electron dengan nilai indeks bias n = 1,56 dan sin θ = sin 750.
Gambar 2. Perbandingan Resolusi antara Mikroskop Elektron dengan Mikroskop Optik.
Program diatas dapat didownload di sini. Program tersebut bebas didistribusikan dengan menyertakan nama pembuatnya serta untuk tujuan yang bukan komersil.
Untuk Source Codenya, silahkan hubungi saya di asisphysic04@gmail.com atau louhattasoft@gmail.com.
0 komentar:
Posting Komentar