Prednosti elektronske mikroskopije u odnosu na optičku mikroskopiju
Iako je razlučivost elektronskog mikroskopa daleko bolja od razlučivosti optičkog mikroskopa, teško je promatrati žive organizme jer mora raditi pod vakuumom, a zračenje elektronskog snopa će uzrokovati oštećenja bioloških uzoraka od zračenja. Druge probleme, poput svjetline elektronskog topa i poboljšanja kvalitete elektronske leće, također treba nastaviti proučavati.
Moć razlučivosti važan je pokazatelj elektronskog mikroskopa, koji je povezan s upadnim kutom stošca i valnom duljinom elektronske zrake kroz uzorak. Valna duljina vidljive svjetlosti je oko 300 do 700 nanometara, a valna duljina elektronske zrake povezana je s naponom ubrzanja. Kada je ubrzavajući napon od 50 do 100 kV, valna duljina elektronskog snopa je oko 0,0053 do 0,0037 nanometara. Budući da je valna duljina elektronskog snopa mnogo manja od valne duljine vidljive svjetlosti, čak i ako je kut konusa elektronskog snopa samo 1% optičkog mikroskopa, sposobnost razlučivosti elektronskog mikroskopa još uvijek je daleko bolja od optičke mikroskop.
Elektronski mikroskop sastoji se od tri dijela: zrcalne cijevi, vakuumskog sustava i kućišta za napajanje. Cijev uglavnom ima elektronski top, elektronsku leću, držač uzorka, fluorescentni zaslon i mehanizam kamere i druge komponente, te se komponente obično sklapaju odozgo prema dolje u stupac; vakuumski sustav sastoji se od mehaničke vakuumske pumpe, difuzijskih pumpi i vakuumskih ventila itd., a preko crpnog cjevovoda spojenog na cijev zrcala; Ormar za napajanje sastoji se od visokonaponskog generatora, stabilizatora uzbudne struje i raznih regulacijskih upravljačkih jedinica.
Elektronska leća važan je dio cijevi elektronskog mikroskopa, simetrična je u odnosu na os cijevi svemirskog električnog polja ili magnetskog polja tako da elektron prati os formiranja fokusiranja uloge staklenog konveksa. leća da bi uloga snopa svjetlosti fokusiranja slična je ulozi leće, pa se naziva elektronska leća. Većina modernih elektronskih mikroskopa koristi elektromagnetske leće, vrlo stabilnom istosmjernom pobudnom strujom kroz zavojnicu s polovnom papučicom generiranom jakim magnetskim poljem za fokusiranje elektrona.
Elektronski top je komponenta koja se sastoji od volframove vruće katode, vrata i katode. On emitira i formira elektronski snop jednolike brzine, tako da stabilnost napona ubrzavanja ne mora biti manja od jednog u deset tisuća.
Elektronske mikroskope možemo kategorizirati u transmisijske elektronske mikroskope, skenirajuće elektronske mikroskope, refleksijske elektronske mikroskope i emisijske elektronske mikroskope prema svojoj strukturi i upotrebi. Transmisijski elektronski mikroskop često se koristi za promatranje onih s običnim mikroskopima koji ne mogu razlikovati finu strukturu materijala; skenirajući elektronski mikroskop uglavnom se koristi za promatranje morfologije čvrstih površina, ali također i s rendgenskim difraktometrom ili elektronskim spektrometrom u kombinaciji u obliku elektronske mikrosonde, koja se koristi za analizu sastava materijala; emisijski elektronski mikroskop za proučavanje površine samoemisije elektrona.
Elektronska zraka skenirajućeg elektronskog mikroskopa ne prolazi kroz uzorak, već samo skenira površinu uzorka kako bi pobudila sekundarne elektrone. Scintilacijski kristal postavljen pokraj uzorka prima te sekundarne elektrone, koji se pojačavaju kako bi modulirali intenzitet elektronskog snopa CRT-a, čime se mijenja svjetlina na fluorescentnom ekranu CRT-a. Otklonska zavojnica CRT-a sinkronizirana je s elektronskim snopom na površini uzorka, tako da fluorescentni zaslon CRT-a prikazuje topografsku sliku površine uzorka, što je slično principu rada industrijskih televizora.
Razlučivost skenirajućeg elektronskog mikroskopa uglavnom je određena promjerom elektronske zrake na površini uzorka. Povećanje je omjer amplitude skeniranja na cijevi i amplitude skeniranja na uzorku, koji se može kontinuirano mijenjati od desetaka do stotina tisuća puta. Pretražni elektronski mikroskopi ne zahtijevaju vrlo tanke uzorke; slika ima snažan osjećaj trodimenzionalnosti; i može analizirati sastav tvari korištenjem informacija kao što su sekundarni elektroni, apsorbirani elektroni i X-zrake nastale interakcijom elektronskog snopa s tvari.
Elektronski pištolj skenirajućeg elektronskog mikroskopa i zrcalo za uočavanje i prijenosni elektronski mikroskop manje-više su isti, ali kako bi elektronski snop bio finiji, u zrcalo za uočavanje ispod leće objektiva dodaje se i raspršivač, u leću objektiva je također opremljen s dva seta okomitih jedan na drugi unutar zavojnice za skeniranje. Komora za uzorke ispod leće objektiva opremljena je postoljem za uzorke koje se može pomicati, okretati i naginjati.
