Atominio mikroskopo optinio mikroskopo vaizdavimo principo panašumai ir skirtumai
Remiantis elektroninės optikos koncepcija, elektroninis mikroskopas yra prietaisas, vizualizuojantis sudėtingas medžiagų detales esant ypač dideliam padidinimui naudojant elektronų pluoštus ir elektroninius lęšius, o ne šviesos pluoštus ir optinius lęšius.
Trumpiausias atstumas, kurį elektroninis mikroskopas gali sujungti tarp dviejų gretimų taškų, naudojamas apibūdinti jo skiriamąją gebą. Perdavimo elektroninių mikroskopų skiriamoji geba 197 0 s buvo maždaug 0,3 nanometro (žmogaus akies skiriamoji geba yra apie 0,1 milimetro). Dabar, kai didžiausias elektroninio mikroskopo padidinimas viršija 3 milijonus kartų, palyginti su maksimaliu optinio mikroskopo padidinimu tik apie 2000 kartų, naudojant elektroninį mikroskopą galima tiesiogiai stebėti kai kurių sunkiųjų metalų atomus ir tvarkingas atomines gardeles kristaluose.
Kai 1931 m. vokiečių mokslininkai Knorr-Bremse ir Ruska modifikavo aukštos įtampos osciloskopą su šalto katodo išlydžio elektronų šaltiniu ir trimis elektroniniais lęšiais, jiems pavyko gauti daugiau nei dešimt kartų padidintą vaizdą, patvirtinantį padidinto vaizdo veiksmingumą. naudojant elektroninį mikroskopą. Po Ruskos pažangos elektroninio mikroskopo skiriamoji geba 1932 m. pasiekė 50 nanometrų, beveik 10 kartų daugiau nei tuo metu optinio mikroskopo. Dėl to žmonės pradėjo daugiau dėmesio skirti elektroniniam mikroskopui.
Siekdamas ištaisyti elektroninio lęšio sukimosi asimetriją, Hillas JAV panaudojo astigmatizatorių 194 0s. Ši naujovė padėjo elektroninio mikroskopo skiriamąją gebą pasiekti ir galiausiai pasiekti šiandieninį lygį. 1958 m. Kinijoje buvo sėkmingai sukurtas 3 nanometrų skiriamosios gebos perdavimo elektroninis mikroskopas, o 1979 m.
Nors elektroninio mikroskopo skiriamoji geba yra daug didesnė nei optinio mikroskopo, stebėti gyvus daiktus yra sudėtinga, nes elektroninis mikroskopas turi veikti vakuume, o elektronų pluošto apšvitinimas sukels radiacijos žalą biologiniams mėginiams. Taip pat reikia toliau tirti, kaip, be kita ko, pagerinti elektronų patrankos ryškumą ir elektroninio lęšio kalibrą.
Esminis elektronų mikroskopijos matas yra skiriamoji geba, kuri priklauso nuo krintančio kūgio kampo ir elektronų pluošto bangos ilgio, kai jis praeina per medžiagą. Nors elektronų pluoštų bangos ilgis yra koreliuojamas su greitėjimo įtampa, matomos šviesos bangos ilgis svyruoja nuo 300 iki 700 nanometrų. Elektronų pluošto bangos ilgis yra maždaug 0,0053–0,0037 nanometrų, kai greitinimo įtampa yra 50–100 kV. Net jei elektronų pluošto kūgio kampas yra tik 1 procentas optinio mikroskopo kampo, elektroninio mikroskopo skiriamoji geba vis tiek yra žymiai didesnė nei optinio mikroskopo, nes elektronų pluošto bangos ilgis yra daug trumpesnis už bangos ilgį. matomos šviesos.
