Zalety mikroskopów elektronowych w porównaniu z mikroskopami optycznymi
Mikroskop elektronowy jest instrumentem opartym na zasadzie optyki elektronowej, która wykorzystuje wiązki elektronów i soczewki elektronowe zamiast wiązek i soczewek optycznych do wyobrażenia drobnych struktur materii przy bardzo wysokim powiększeniu.
Rozdzielczość mikroskopu elektronowego jest reprezentowana przez niewielką odległość między sąsiednimi punktami, które może rozróżnić. W 197 0 rozdzielczość transmisyjnych mikroskopów elektronowych wynosiła około 0. 3 nanometry (rozdzielczość ludzkiego oka wynosi około 0,1 milimetra). W dzisiejszych czasach mikroskopy elektronowe mają powiększenie ponad 3 milionów razy, podczas gdy mikroskopy optyczne mają powiększenie około 2000 razy, więc możliwe jest bezpośrednio obserwowanie atomów niektórych metali ciężkich i starannie ułożonej sieci atomowej w kryształach przez mikroskopy elektronowe.
W 1931 r. Knorr i Ruska z Niemiec zmodyfikowali oscyloskop o wysokim napięciu za pomocą zimnego źródła elektronów z rozładowania katody i trzema soczewkami elektronowymi i uzyskali obrazy powiększone więcej niż dziesięć razy, co potwierdza możliwość mikroskopii elektronowej do obrazowania powiększenia. W 1932 r., Wraz z poprawą Ruski, rozdzielczość mikroskopów elektronowych osiągnęła 50 nanometrów, co było około dziesięciokrotnie rozdzielczość mikroskopów optycznych w tym czasie. Dlatego mikroskopy elektronowe zaczęły przyciągać uwagę od ludzi.
W 194 0 wzgórze w Stanach Zjednoczonych użył defogera, aby zrekompensować rotacyjną asymetrię soczewek elektronowych, co doprowadziło do nowego przełomu w rozdzielczości mikroskopów elektronowych i stopniowo osiągnęło nowoczesne poziomy. W Chinach mikroskop transmisyjny o rozdzielczości 3 nanometrów został z powodzeniem opracowany w 1958 r., A w 1979 r. Opracowano duży mikroskop elektronowy o rozdzielczości 0,3 nanometrów.
Chociaż rozdzielczość mikroskopów elektronowych znacznie przekroczyła rozdzielczość mikroskopów optycznych, trudno je obserwować żywe organizmy ze względu na potrzebę pracy w warunkach próżniowych, a napromieniowanie wiązek elektronów może również powodować uszkodzenie promieniowania próbek biologicznych. Inne problemy, takie jak poprawa jasności pistoletu elektronowego i jakość soczewki elektronowej, również wymagają dalszych badań.
Rozdzielczość jest ważnym wskaźnikiem mikroskopii elektronowej, która jest związana z padającym kątem stożka i długością fali wiązki elektronowej przechodzącej przez próbkę. Długość fali światła widzialnego wynosi około {{0}}, podczas gdy długość fali wiązki elektronów jest powiązana z napięciem przyspieszenia. Gdy napięcie przyspieszenia wynosi pomiędzy 50-100 kv, długość fali wiązki elektronowej wynosi około 0. 0053-0. 0037 nm. Ze względu na fakt, że długość fali wiązki elektronowej jest znacznie mniejsza niż światło widzialne, nawet jeśli kąt stożka wiązki elektronowej wynosi tylko 1% rozdzielczości mikroskopu optycznego, rozdzielczość mikroskopu elektronowego jest nadal znacznie lepsza niż rozdzielczość mikroskopu optycznego.
Mikroskop elektronowy składa się z trzech części: rurki, układu próżniowego i szafki zasilania. Główne elementy lufy soczewki obejmują pistolet elektronowy, soczewkę elektronową, uchwyt próbki, ekran fluorescencyjny i mechanizm kamery, które zwykle są składane w cylindrycznym korpusie od góry do dołu; Układ próżniowy składa się z mechanicznej pompy próżniowej, pompy dyfuzyjnej i zaworu próżniowego i jest podłączony do cylindra przez rurociąg spalin; Szafka zasilacza składa się z generatora wysokiego napięcia, stabilizatora prądu wzbudzenia oraz różnych jednostek regulacyjnych i kontrolnych.
