Prednosti elektronskih mikroskopa u odnosu na optičke mikroskope
Elektronski mikroskop je instrument koji koristi elektronski snop i elektronsku leću umjesto svjetlosnog snopa i optičke leće prema principu elektronske optike, tako da se fina struktura materijala snima pod vrlo velikim povećanjem.
Razlučivost elektronskog mikroskopa izražava se malim razmakom između dviju susjednih točaka koje može razlučiti. U 1970s razlučivost prijenosnog elektronskog mikroskopa bila je oko 0,3 nanometra (rezolucija ljudskog oka je oko 0,1 milimetar). Danas je veliko povećanje elektronskog mikroskopa više od 3 milijuna puta, dok je veliko povećanje optičkog mikroskopa oko 2,000 puta, tako da elektronski mikroskop može izravno promatrati atome i kristale određenih teških metala u uredno posložena atomska točkasta matrica.
Godine 1931., njemački Knorr i Ruska, s izvorom elektrona s hladnim katodnim izbojem i tri elektronske leće, modificirali su visokonaponski osciloskop i dobili povećanje više od desetak puta od slike, potvrđujući mogućnost povećanja slike elektronskim mikroskopom. 1932., nakon poboljšanja Ruska, razlučivost elektronskog mikroskopa dosegla je 50 nanometara, oko 10 puta više od razlučivosti optičkog mikroskopa u to vrijeme, i tako je Elektronski mikroskop počeo privlačiti pažnju ljudi.
Godine 1940, Hill iz Sjedinjenih Država upotrijebio je disperzer za kompenzaciju rotacijske asimetrije elektronske leće, tako da je moć razlučivosti elektronskog mikroskopa doživjela novi proboj i postupno dosegla modernu razinu. U Kini, 1958. godine, uspješan razvoj transmisijskog elektronskog mikroskopa, njegove razlučivosti od 3 nanometra, 1979. godine napravio je razlučivost od 0,3 nanometra velikog elektronskog mikroskopa.
Iako je razlučivost elektronskog mikroskopa daleko bolja od optičkog mikroskopa, ali elektronski mikroskop mora raditi u vakuumskim uvjetima, tako da je teško promatrati žive organizme, a zračenje elektronskog snopa učinit će biološke uzorke oštećenje zračenjem. 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 koja prolazi kroz uzorak. Valna duljina vidljive svjetlosti je oko {{0}} nm, a valna duljina snopa elektrona 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 nm. Budući da je valna duljina elektronskog snopa puno manja od valne duljine vidljive svjetlosti, pa čak i ako je kut konusa elektronskog snopa samo 1% optičkog mikroskopa, razlučivost elektronskog mikroskopa još uvijek je daleko bolja od optičkog mikroskopa. .
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, difuzijske pumpe i vakuumskih ventila itd., a kroz crpni cjevovod spojen 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 podijeliti na 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 čvrste površine, 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.
