Elektroninio mikroskopo ir optinio mikroskopo privalumai
Elektroninis mikroskopas yra elektroninės optikos principais pagrįstas instrumentas, kuris naudoja elektronų pluoštus ir lęšius, o ne šviesos pluoštus ir optinius lęšius, kad atvaizduotų smulkias materijos struktūras labai dideliu padidinimu.
Elektroninio mikroskopo skiriamąją gebą parodo mažas atstumas tarp gretimų dviejų taškų, kuriuos jis gali atskirti. 197 0s. perdavimo elektroninio mikroskopo skiriamoji geba buvo apie 0,3 nanometro (žmogaus akies skiriamoji geba buvo apie 0,1 milimetro). Šiais laikais elektroniniai mikroskopai padidina daugiau nei 3 milijonus kartų, o optiniai mikroskopai – apie 2000 kartų. Todėl elektroniniai mikroskopai gali tiesiogiai stebėti tvarkingai išdėstytą tam tikrų sunkiųjų metalų atomų ir kristalų gardelę.
Nors elektroniniai mikroskopai turi daug geresnę skiriamąją gebą nei optiniai mikroskopai, juose sunku stebėti gyvus organizmus, nes jiems reikia dirbti vakuume, o elektronų pluošto apšvitinimas taip pat gali sukelti radiacinę žalą biologiniams mėginiams. Taip pat reikia toliau tirti kitus klausimus, tokius kaip elektroninių ginklų ryškumo ir elektroninių lęšių kokybės gerinimas.
Skiriamoji geba yra svarbus elektronų mikroskopijos rodiklis, susijęs su elektronų pluošto, einančio per mėginį, kūgio kampu ir bangos ilgiu. Matomos šviesos bangos ilgis yra maždaug {{0}} nanometrų, o elektronų pluošto bangos ilgis yra susijęs su pagreičio įtampa. Kai pagreičio įtampa yra 50-100 kV, elektronų pluošto bangos ilgis yra maždaug 0.0053-0,0037 nanometrų. Dėl to, kad elektronų pluošto bangos ilgis yra daug mažesnis už matomos šviesos bangos ilgį, net jei elektronų pluošto kūgio kampas yra tik 1 procentas optinio mikroskopo kampo, elektroninio mikroskopo skiriamoji geba vis tiek yra didelė. geriau nei optinis mikroskopas.
Elektroninis mikroskopas susideda iš trijų dalių: veidrodinio vamzdžio, vakuuminės sistemos ir maitinimo spintos. Objektyvo vamzdį daugiausia sudaro elektroniniai ginklai, elektroniniai lęšiai, mėginių stovai, fluorescenciniai ekranai ir fotoaparatų mechanizmai, kurie paprastai surenkami į kolonėlę iš viršaus į apačią; Vakuuminė sistema sudaryta iš mechaninių vakuuminių siurblių, difuzijos siurblių ir vakuuminių vožtuvų ir yra prijungta prie veidrodžio vamzdžio per oro ištraukimo vamzdyną; Maitinimo spinta sudaryta iš aukštos įtampos generatoriaus, žadinimo srovės stabilizatoriaus ir įvairių reguliavimo ir valdymo blokų.
Elektroninis lęšis yra svarbus elektroninio mikroskopo vamzdžio komponentas. Jis naudoja erdvinį elektrinį arba magnetinį lauką, simetrišką vamzdžio ašiai, kad lenktų elektronų trajektoriją link ašies ir suformuotų židinį. Jo funkcija yra panaši į stiklo išgaubto lęšio funkciją, kad sufokusuotų šviesos spindulį, todėl jis vadinamas elektroniniu lęšiu. Daugumoje šiuolaikinių elektroninių mikroskopų naudojami elektromagnetiniai lęšiai, kurie sufokusuoja elektronus per stiprų magnetinį lauką, kurį sukuria stabili nuolatinės srovės sužadinimo srovė, einanti per ritę su polių bateliais.
Elektronų pistoletas yra komponentas, sudarytas iš volframo vielos karšto katodo, vartų ir katodo. Jis gali skleisti ir formuoti vienodo greičio elektronų pluoštus, todėl pagreičio įtampos stabilumas turi būti ne mažesnis kaip viena tūkstantoji.
Skenuojančio elektroninio mikroskopo elektronų pluoštas nepraeina pro mėginį ir tik nuskaito ir sužadina antrinius elektronus mėginio paviršiuje. Šalia mėginio esantis scintiliacijos kristalas priima šiuos antrinius elektronus ir po stiprinimo moduliuoja vaizdo vamzdžio elektronų pluošto intensyvumą, taip pakeisdamas vaizdo vamzdžio fluorescencinio ekrano ryškumą. Vaizdo vamzdžio nukreipimo ritė yra sinchronizuojama su elektronų pluoštu, esančiu mėginio paviršiuje, kad būtų galima nuskaityti, kad vaizdo vamzdžio fluorescenciniame ekrane būtų rodomas mėginio paviršiaus morfologinis vaizdas, panašus į pramoninės televizijos veikimo principą.
Skenuojančio elektroninio mikroskopo skiriamoji geba daugiausia priklauso nuo elektronų pluošto skersmens mėginio paviršiuje. Didinimas yra vaizdo vamzdžio skenavimo amplitudės ir mėginio nuskaitymo amplitudės santykis, kuris gali nuolat keistis nuo dešimčių kartų iki šimtų tūkstančių kartų. Skenuojantis elektroninis mikroskopas nereikalauja labai plonų mėginių; Vaizdai turi stiprų stereoskopijos pojūtį; Jis gali analizuoti medžiagų sudėtį, naudodamas tokią informaciją kaip antriniai elektronai, absorbuoti elektronai ir rentgeno spinduliai, kuriuos sukuria elektronų pluoštų ir medžiagų sąveika.
Skenuojančio elektroninio mikroskopo elektronų pistoletas ir kondensatorius yra maždaug tokie patys kaip ir transmisinio elektronų mikroskopo, tačiau norint, kad elektronų pluoštas būtų smulkesnis, po kondensatoriumi pridedamas objektyvas ir astigmatizatorius bei du vienas kitam statmenų rinkiniai. skenavimo ritės taip pat sumontuotos objektyvo lęšio viduje. Mėginio kameroje, esančioje po objektyvo lęšiu, yra pavyzdinė dalis, kurią galima perkelti, pasukti ir pakreipti.
