ElektronmikroszkópOptikai mikroszkóp Képalkotási alapelvekHasonlóságok és különbségek
Az elektronmikroszkóp egy olyan műszer, amely az elektronoptika elve szerint fénysugár és optikai lencse helyett elektronsugarat és elektronlencsét használ, így az anyag finom szerkezete nagyon nagy nagyítás mellett leképeződik.
Az elektronmikroszkóp felbontását a két szomszédos pont közötti kis távolságban fejezzük ki, amelyet fel tud oldani. A 1970 mp-ben egy transzmissziós elektronmikroszkóp felbontása körülbelül 0,3 nanométer volt. (az emberi szem felbontása körülbelül 0,1 milliméter). Napjainkban az elektronmikroszkóp nagy nagyítása több mint 3 milliószoros, míg az optikai mikroszkóp nagy nagyítása körülbelül 2,000-szeres, így az elektronmikroszkóp közvetlenül képes megfigyelni bizonyos nehézfémek atomjait és kristályai. az atompontok a rendezett tömb elrendezésében.
Az elektronmikroszkóp felbontása ugyan jóval jobb, mint az optikai mikroszkópé, de az elektronmikroszkópnak vákuumkörülmények között kell működnie, így nehéz megfigyelni az élő szervezeteket, és az elektronnyaláb besugárzása miatt a biológiai minták kb. besugárzási károsodás. Más problémákat, például az elektronágyú fényerejét és az elektronlencse minőségének javítását is folytatni kell.
A felbontóképesség az elektronmikroszkóp fontos mutatója, amely a mintán áthaladó elektronnyaláb beesési szögével és hullámhosszával függ össze. A látható fény hullámhossza körülbelül {{0}} nm, az elektronsugár hullámhossza pedig a gyorsító feszültséghez kapcsolódik. Amikor a gyorsító feszültség 50 és 100 kV között van, az elektronsugár hullámhossza körülbelül 0,0053 és 0,0037 nm között van. Mivel az elektronnyaláb hullámhossza sokkal kisebb, mint a látható fény hullámhossza, így még ha az elektronnyaláb kúpszöge csak az optikai mikroszkóp 1 százaléka, az elektronmikroszkóp felbontóképessége még mindig sokkal jobb, mint a mikroszkópé. optikai mikroszkóp.
Az elektronmikroszkóp három részből áll: tükörcsőből, vákuumrendszerből és tápegységből. A csövön főleg elektronágyú, elektronlencse, mintatartó, fluoreszkáló képernyő és kameramechanizmus és egyéb alkatrészek vannak, ezeket az alkatrészeket általában fentről lefelé egy oszlopba szerelik össze; a vákuumrendszer mechanikus vákuumszivattyúból, diffúziós szivattyúból és vákuumszelepekből stb. áll, valamint a tükör hengeréhez csatlakoztatott szivattyúvezetéken keresztül; A tápegység egy nagyfeszültségű generátorból, a gerjesztőáram-stabilizátorból és számos szabályozó vezérlőegységből áll.
Az elektronlencse az elektronmikroszkóp hengerének fontos része, szimmetrikus a térben lévő elektromos vagy mágneses tér hordójának tengelyére úgy, hogy az elektron az üvegkonvex lencse szerepének fókuszálásának kialakulásának tengelyéhez haladjon hogy a fénysugár szerepe a fókuszálás hasonló a lencse szerepéhez, ezért elektronlencsének nevezzük. A legtöbb modern elektronmikroszkóp elektromágneses lencséket használ, amelyek egy pólussaruval ellátott tekercsen keresztül nagyon stabil egyenáramú gerjesztőáram által generált erős mágneses térrel fókuszálják az elektronokat.
Az elektronmikroszkópok felépítésük és felhasználásuk szerint transzmissziós elektronmikroszkópokra, pásztázó elektronmikroszkópokra, reflexiós elektronmikroszkópokra és emissziós elektronmikroszkópokra oszthatók. Transzmissziós elektronmikroszkóp gyakran használják megfigyelni azokat a közönséges mikroszkópok nem tudják megkülönböztetni a finom szerkezetét az anyag; a pásztázó elektronmikroszkóp elsősorban a szilárd felület morfológiájának megfigyelésére szolgál, de az anyag összetételének elemzésére használt röntgendiffraktométerrel vagy elektronspektrométerrel is kombinálják az elektron mikroszondát; Az emissziós elektronmikroszkóp az elektronok önkibocsátásának felületének vizsgálatára szolgál.
