Elektroninės mikroskopijos pranašumai prieš optinę mikroskopiją
Elektroninis mikroskopas yra prietaisas, kuris naudoja elektronų pluoštus ir elektronų lęšius, o ne šviesos pluoštus ir optinius lęšius, pagrįstus elektronų optikos principais, kad būtų galima atvaizduoti smulkią materijos struktūrą labai dideliu padidinimu.
Elektroninio mikroskopo skiriamoji geba išreiškiama mažu atstumu tarp dviejų gretimų taškų, kuriuos jis gali išspręsti. 197 0s. perdavimo elektroninių mikroskopų skiriamoji geba buvo apie 0,3 nanometro (žmogaus akies skiriamoji geba yra apie 0,1 milimetro). Šiais laikais didžiausias elektroninių mikroskopų padidinimas viršija 3 milijonus kartų, o maksimalus optinių mikroskopų – apie 2,000 kartų. Todėl tam tikrų sunkiųjų metalų atomus ir tvarkingai išdėstytą atominę gardelę kristaluose galima stebėti tiesiogiai per elektroninius mikroskopus.
Nors elektroninių mikroskopų skiriamoji geba yra daug geresnė nei optinių mikroskopų, elektroniniai mikroskopai turi veikti vakuuminėmis sąlygomis, todėl sunku stebėti gyvus organizmus, o elektronų pluoštų švitinimas taip pat gali sukelti radiacinę žalą biologiniams mėginiams. Taip pat reikia toliau tirti kitus klausimus, tokius kaip elektronų patrankos ryškumo ir elektroninio lęšio kokybės gerinimas.
Skiriamoji galia yra svarbus elektroninio mikroskopo rodiklis, susijęs su krintančio kūgio kampu ir elektronų pluošto, einančio per mėginį, bangos ilgiu. 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 kilovoltų, elektronų pluošto bangos ilgis yra maždaug 0,0053–0,0037 nanometrų. Kadangi elektronų pluošto bangos ilgis yra daug mažesnis už matomos šviesos bangos ilgį, net jei elektronų pluošto kūgio kampas yra tik 1% optinio mikroskopo, elektroninio mikroskopo skiriamoji geba vis tiek yra daug geresnė už tą. optinio mikroskopo.
Elektroninis mikroskopas susideda iš trijų dalių: lęšio vamzdžio, vakuuminės sistemos ir maitinimo spintos. Objektyvo cilindrą daugiausia sudaro tokie komponentai kaip elektronų pistoletas, elektroninis lęšis, mėginio laikiklis, fluorescencinis ekranas ir fotoaparato mechanizmas. Šie komponentai dažniausiai surenkami į cilindrą iš viršaus į apačią; vakuuminę sistemą sudaro mechaninis vakuuminis siurblys, difuzinis siurblys, vakuuminis vožtuvas ir kt., ir yra pumpuojama per Dujotiekis yra prijungtas prie lęšio vamzdžio; maitinimo spinta sudaryta iš aukštos įtampos generatoriaus, žadinimo srovės stabilizatoriaus ir įvairių reguliavimo valdymo blokų.
Elektroninis lęšis yra svarbi elektroninio mikroskopo statinės dalis. Jis naudoja erdvinį elektrinį lauką arba magnetinį lauką, kuris yra simetriškas statinės ašiai, kad elektronų trajektorija būtų lenkta link ašies, kad susidarytų židinys. Jo funkcija yra panaši į stiklo išgaubto lęšio funkciją, kad sufokusuotų spindulį, todėl jis vadinamas elektroniniu lęšiu. . Dauguma šiuolaikinių elektroninių mikroskopų naudoja elektromagnetinius lęšius. Stiprus magnetinis laukas, kurį sukuria labai stabili nuolatinės srovės sužadinimo srovė, einanti per ritę su polių bateliais, sufokusuoja elektronus.
Elektronų pistoletas yra komponentas, sudarytas iš volframo gijų karšto katodo, tinklelio ir katodo. Jis gali skleisti ir formuoti elektronų pluoštus vienodu greičiu, todėl greitinančios įtampos stabilumas turi būti ne mažesnis kaip viena dešimtoji tūkstantoji dalis.
Elektroniniai mikroskopai gali būti skirstomi į perdavimo elektronų mikroskopus, skenuojančius elektroninius mikroskopus, atspindinčius elektroninius mikroskopus ir emisijos elektroninius mikroskopus pagal jų struktūrą ir paskirtį. Perdavimo elektroniniai mikroskopai dažnai naudojami stebėti smulkias medžiagų struktūras, kurių neįmanoma atskirti įprastais mikroskopais; skenuojantys elektroniniai mikroskopai daugiausia naudojami kietų paviršių morfologijai stebėti, taip pat gali būti derinami su rentgeno spindulių difraktometrais arba elektronų energijos spektrometrais, kad susidarytų elektronai Mikrozondai naudojami medžiagų sudėties analizei; savispinduliuojančių elektronų paviršiams tirti naudojami emisijos elektronų mikroskopai.
