Elektronmikroszkóp Optikai mikroszkóp képalkotási elv Hasonlóságok és különbségek
Az elektronmikroszkóp olyan műszer, amely fénysugarak és optikai lencsék helyett elektronnyalábokat és elektronlencséket használ az anyagok finom szerkezetének felvételére nagyon nagy nagyítással az elektronoptika elve alapján.
Az elektronmikroszkóp felbontóképességét a két szomszédos pont közötti minimális távolság képviseli, amelyet képes felbontani. Az 1970 s-ben a transzmissziós elektronmikroszkópok felbontása körülbelül 0,3 nanométer volt (az emberi szem felbontóképessége körülbelül 0,1 milliméter). Most az elektronmikroszkóp maximális nagyítása meghaladja a 3 milliószorosát, míg az optikai mikroszkóp maximális nagyítása körülbelül 2000-szeres, így egyes nehézfémek atomjai és a kristályban szépen elrendezett atomrácsok közvetlenül megfigyelhetők az elektronmikroszkópon keresztül. .
1931-ben a német Knorr-Bremse és Ruska átszereltek egy nagyfeszültségű oszcilloszkópot hidegkatódos kisülésű elektronforrással és három elektronlencsével, és több mint tízszeres nagyítású képet kaptak, ami megerősítette az elektronmikroszkópos nagyítás lehetőségét. 1932-ben Ruska fejlesztése után az elektronmikroszkóp felbontóképessége elérte az 50 nanométert, az akkori optikai mikroszkóp felbontóképességének mintegy tízszeresét, így az elektronmikroszkóp elkezdte felkelteni az emberek figyelmét.
Az 1940-es években az Egyesült Államokban Hill asztigmatizálót használt az elektronlencse forgási aszimmetriájának kompenzálására, amely új áttörést hozott az elektronmikroszkóp felbontóképességében, és fokozatosan elérte a modern szintet. Kínában 1958-ban sikeresen kifejlesztettek egy 3 nanométeres felbontású transzmissziós elektronmikroszkópot, 1979-ben pedig egy nagyméretű, 0,3 nanométeres felbontású elektronmikroszkópot készítettek.
Bár az elektronmikroszkóp felbontóképessége jóval jobb, mint az optikai mikroszkópé, az élő szervezetek megfigyelése nehézkes, mert az elektronmikroszkópnak vákuumkörülmények között kell működnie, és az elektronnyaláb besugárzása a biológiai mintákban is elpusztul. sugárzás károsodhat. Egyéb kérdések, mint például az elektronágyú fényerejének és az elektronlencse minőségének javítása szintén további vizsgálatra szorul.
A felbontóképesség az elektronmikroszkópia egyik fontos mutatója, amely a mintán áthaladó elektronsugár beeső kúpszögéhez és hullámhosszához kapcsolódik. A látható fény hullámhossza körülbelül {{0}} nanométer, míg az elektronsugarak hullámhossza a gyorsító feszültséghez kapcsolódik. Ha a gyorsító feszültség 50-100 kV, az elektronsugár hullámhossza körülbelül 0.0053-0,0037 nanométer. Mivel az elektronnyaláb hullámhossza sokkal kisebb, mint a látható fény hullámhossza, még ha az elektronnyaláb kúpszöge csak 1 százaléka az optikai mikroszkópénak, az elektronmikroszkóp felbontóképessége még mindig sokkal jobb, mint a látható fényé. az optikai mikroszkópról.
