Elektroninės mikroskopijos pranašumai, palyginti su optine mikroskopija
Nors elektroninio mikroskopo skiriamoji geba yra daug geresnė nei optinio mikroskopo, sunku stebėti gyvus organizmus, nes jis turi dirbti vakuume, o elektronų pluošto apšvitinimas padarys biologinius mėginius nuo apšvitos pažeidimų. Taip pat reikia toliau tirti kitas problemas, tokias kaip elektronų pistoleto ryškumas ir elektroninio lęšio kokybės gerinimas.
Skiriamoji galia yra svarbus elektroninio mikroskopo rodiklis, susijęs su elektronų pluošto kritimo kūgio kampu ir bangos ilgiu per mėginį. Matomos šviesos bangos ilgis yra maždaug nuo 300 iki 700 nanometrų, o elektronų pluošto bangos ilgis yra susijęs su greitėjimo įtampa. Kai greitinimo įtampa yra 50–100 kV, elektronų pluošto bangos ilgis yra apie 0,0053–0,0037 nanometrų. Kadangi elektronų pluošto bangos ilgis yra daug mažesnis nei matomos šviesos bangos ilgis, net jei elektronų pluošto kūgio kampas yra tik 1% optinio mikroskopo, elektroninio mikroskopo skiriamoji geba vis tiek yra daug geresnė nei optinio mikroskopo. mikroskopu.
Elektroninis mikroskopas susideda iš trijų dalių: veidrodinio vamzdžio, vakuuminės sistemos ir maitinimo spintos. Statinė daugiausia turi elektronų pistoletą, elektroninį lęšį, mėginių laikiklį, fluorescencinį ekraną ir kameros mechanizmą bei kitus komponentus, šie komponentai paprastai surenkami iš viršaus į apačią į kolonėlę; vakuuminę sistemą sudaro mechaninis vakuuminis siurblys, difuziniai siurbliai ir vakuuminiai vožtuvai ir kt., o per siurbimo vamzdyną prijungtas prie veidrodžio cilindro; Maitinimo spinta susideda iš aukštos įtampos generatoriaus, žadinimo srovės stabilizatoriaus ir įvairių reguliavimo valdymo blokų.
Elektroninis lęšis yra svarbi elektroninio mikroskopo statinės dalis, ji yra simetriška erdvės elektrinio lauko ar magnetinio lauko statinės ašiai, kad elektronas sektų iki stiklo vaidmens fokusavimo ašies formavimosi ašies. objektyvas, kad šviesos pluošto fokusavimo vaidmuo yra panašus į objektyvo vaidmenį, todėl jis vadinamas elektroniniu lęšiu. Daugumoje šiuolaikinių elektroninių mikroskopų naudojami elektromagnetiniai lęšiai, naudojant labai stabilią nuolatinės srovės sužadinimo srovę per ritę ir stipraus magnetinio lauko generuojamą polių batą, kad sufokusuotų elektronus.
Elektronų pistoletas yra komponentas, sudarytas iš volframo karštojo katodo, užtvaro ir katodo. Jis skleidžia ir formuoja vienodo greičio elektronų pluoštą, todėl greitinančios įtampos stabilumas turi būti ne mažesnis kaip viena dalis iš dešimties tūkstančių.
Elektroniniai mikroskopai gali būti suskirstyti į perdavimo elektronų mikroskopus, skenuojančius elektroninius mikroskopus, atspindinčius elektroninius mikroskopus ir emisijos elektroninius mikroskopus pagal jų struktūrą ir paskirtį. Perdavimo elektroninis mikroskopas dažnai naudojamas stebėti tuos, kurie su įprastais mikroskopais negali atskirti smulkios medžiagos struktūros; skenuojantis elektroninis mikroskopas daugiausia naudojamas kietų paviršių morfologijai stebėti, taip pat su rentgeno spindulių difraktometru arba elektronų spektrometru, sujungtu į elektronų mikrozondą, naudojamą medžiagos sudėties analizei; emisijos elektronų mikroskopas, skirtas elektronų savaiminės emisijos paviršiui tirti.
Skenuojančio elektroninio mikroskopo elektronų pluoštas nepraeina pro mėginį, o tik nuskaito mėginio paviršių, kad sužadintų antrinius elektronus. Šalia mėginio esantis scintiliacinis kristalas priima šiuos antrinius elektronus, kurie sustiprinami, kad moduliuotų CRT elektronų pluošto intensyvumą, taip pakeičiant CRT fluorescencinio ekrano ryškumą. CRT nukreipimo ritė sinchronizuojama su mėginio paviršiuje esančiu elektronų pluoštu, todėl CRT fluorescenciniame ekrane rodomas topografinis mėginio paviršiaus vaizdas, panašus į pramoninių televizorių veikimo principą.
Skenuojančio elektroninio mikroskopo skiriamąją gebą daugiausia lemia mėginio paviršiuje esančio elektronų pluošto skersmuo. Padidinimas yra vamzdelio skenavimo amplitudės ir mėginio nuskaitymo amplitudės santykis, kuris gali būti nuolat keičiamas nuo dešimčių iki šimtų tūkstančių kartų. Skenuojantiems elektroniniams mikroskopams nereikia labai plonų mėginių; vaizdas turi stiprų trimačio pojūtį; ir gali analizuoti medžiagos sudėtį, naudodamas tokią informaciją kaip antriniai elektronai, absorbuoti elektronai ir rentgeno spinduliai, kuriuos sukuria elektronų pluošto sąveika su medžiaga.
Skenuojantis elektroninis mikroskopas elektronų pistoletas ir taškinis veidrodis bei perdavimo elektronų mikroskopas yra daugmaž vienodi, tačiau norint, kad elektronų spindulys būtų smulkesnis, į dėmimo veidrodį po objektyvo lęšį pridedamas dispersorius, objektyvo lęšyje. taip pat įrengti du vienas kitam statmenų rinkiniai nuskaitymo ritės viduje. Mėginio kameroje po objektyvo lęšiu yra pavyzdinė pakopa, kurią galima perkelti, pasukti ir pakreipti.
