ElektronmikroskoopOptilise mikroskoopi pildistamise põhimõttedSarnasused ja erinevused
Elektronmikroskoop on instrument, mis kasutab elektronoptika põhimõttel valguskiire ja optilise läätse asemel elektronkiirt ja elektronläätse, nii et materjali peenstruktuur pildistatakse väga suure suurendusega.
Elektronmikroskoobi eraldusvõimet väljendatakse väikese vahekaugusena kahe naaberpunkti vahel, mida see suudab lahendada. 1970s oli transmissioonielektronmikroskoobi eraldusvõime umbes 0,3 nanomeetrit (inimsilma eraldusvõime on umbes 0,1 millimeetrit). Tänapäeval on elektronmikroskoobi suur suurendus enam kui 3 miljonit korda, samas kui optilise mikroskoobi suur suurendus on umbes 2,000 korda, nii et elektronmikroskoobiga saab otse jälgida teatud raskmetallide ja kristallide aatomeid. aatomipunktid korraliku massiivi paigutuses.
Kuigi elektronmikroskoobi eraldusvõime on olnud palju parem kui optilisel mikroskoobil, peab elektronmikroskoop töötama vaakumtingimustes, mistõttu on elusorganisme raske jälgida ja elektronkiire kiiritamine muudab bioloogilised proovid kiirituskahjustus. Uurimist vajavad ka muud probleemid, nagu elektronpüstoli heledus ja elektronläätse kvaliteedi paranemine.
Lahutusvõime on elektronmikroskoobi oluline indeks, mis on seotud proovi läbiva elektronkiire koonuse langemisnurga ja lainepikkusega. Nähtava valguse lainepikkus on umbes {{0}} nm ja elektronkiire lainepikkus on seotud kiirenduspingega. Kui kiirenduspinge on 50 kuni 100 kV, on elektronkiire lainepikkus umbes 0,0053 kuni 0,0037 nm. Kuna elektronkiire lainepikkus on palju väiksem kui nähtava valguse lainepikkus, siis isegi kui elektronkiire koonuse nurk on vaid 1% optilise mikroskoobi nurgast, on elektronmikroskoobi lahutusvõime siiski palju parem kui optiline mikroskoop.
Elektronmikroskoop koosneb kolmest osast: peegeltorust, vaakumsüsteemist ja toitekapist. Tünnil on peamiselt elektronpüstol, elektronlääts, proovihoidik, fluorestseeruv ekraan ja kaameramehhanism ning muud komponendid, need komponendid on tavaliselt ülalt alla sambaks kokku pandud; vaakumsüsteem koosneb mehaanilisest vaakumpumbast, difusioonipumbast ja vaakumventiilidest jne ning läbi pumpamistorustiku, mis on ühendatud peegli tünniga; toiteallika kapp koosneb kõrgepingegeneraatorist, ergutusvoolu stabilisaatorist ja mitmesugustest reguleerivatest juhtplokkidest.
Elektronlääts on elektronmikroskoobi silindri oluline osa, see on sümmeetriline ruumi elektri- või magnetvälja silindri telje suhtes, nii et elektron jälgib klaaskumerläätse rolli fookuse moodustumise telge. valguskiire rolli muutmiseks teravustamine on sarnane läätse rolliga, seetõttu nimetatakse seda elektronläätseks. Enamikus tänapäevastes elektronmikroskoopides kasutatakse elektromagnetläätsi, mis fokusseerivad elektronid tugeva magnetvälja abil, mille tekitab väga stabiilne alalisvoolu ergutusvool läbi pooluskingaga mähise.
Elektronmikroskoobid võib struktuuri ja kasutuse järgi jagada transmissioonielektronmikroskoopideks, skaneerivateks elektronmikroskoopideks, peegelduselektronmikroskoobideks ja emissioonielektronmikroskoobideks. Edastuselektronmikroskoopi kasutatakse sageli nende jälgimiseks, mille tavalised mikroskoobid ei suuda materjali peenstruktuuri eristada; skaneerivat elektronmikroskoopi kasutatakse peamiselt tahke pinna morfoloogia jälgimiseks, aga ka röntgendifraktomeetrit või elektronspektromeetrit, mis on kombineeritud elektronmikrosondi moodustamiseks, mida kasutatakse materjali koostise analüüsimiseks; emissiivset elektronmikroskoopi kasutatakse elektronide iseemissiooni pinna uurimiseks.
