Na jakiej zasadzie mikroskop elektronowy powiększa obiekty?
Zdolność rozdzielcza mikroskopu elektronowego wyraża się przez minimalną odległość między dwoma sąsiadującymi punktami, jaką może on rozróżnić. W latach siedemdziesiątych0 XX wieku rozdzielczość transmisyjnych mikroskopów elektronowych wynosiła około 0,3 nanometra (zdolność rozdzielcza ludzkiego oka wynosi około 0,1 milimetra). Maksymalne powiększenie mikroskopów elektronowych przekracza obecnie 3 miliony razy, podczas gdy maksymalne powiększenie mikroskopów optycznych wynosi około 2,000 razy. Dlatego atomy niektórych metali ciężkich i starannie ułożoną sieć atomową w kryształach można bezpośrednio obserwować za pomocą mikroskopów elektronowych.
Zdolność rozdzielcza jest ważnym wskaźnikiem mikroskopu elektronowego, który jest powiązany z kątem stożka padającego i długością fali wiązki elektronów przechodzącej przez próbkę. Długość fali światła widzialnego wynosi od około 300 do 700 nanometrów, a długość fali wiązki elektronów jest powiązana z napięciem przyspieszającym. Gdy napięcie przyspieszające wynosi od 50 do 100 kilowoltów, długość fali wiązki elektronów wynosi w przybliżeniu 0,0053 do 0,0037 nanometra. Ponieważ długość fali wiązki elektronów jest znacznie mniejsza niż długość fali światła widzialnego, nawet jeśli kąt stożka wiązki elektronów wynosi tylko 1% kąta mikroskopu optycznego, zdolność rozdzielcza mikroskopu elektronowego jest nadal znacznie większa od tej mikroskopu optycznego.
Mikroskop elektronowy składa się z trzech części: tubusu soczewki, układu próżniowego i szafki zasilającej. Tubus obiektywu zawiera głównie elementy, takie jak działo elektronowe, soczewka elektronowa, uchwyt próbki, ekran fluorescencyjny i mechanizm kamery. Elementy te są zwykle montowane w cylindrze od góry do dołu; układ próżniowy składa się z mechanicznej pompy próżniowej, pompy dyfuzyjnej, zaworu próżniowego itp. i jest pompowany przez gazociąg podłączony do tubusu soczewki; szafa zasilająca składa się z generatora wysokiego napięcia, stabilizatora prądu wzbudzenia i różnych jednostek sterujących regulacją.
Soczewka elektronowa jest najważniejszym elementem tubusu mikroskopu elektronowego. Wykorzystuje przestrzenne pole elektryczne lub pole magnetyczne, które jest symetryczne do osi cylindra, aby zagiąć trajektorię elektronu w kierunku osi i utworzyć ognisko. Jego funkcja jest podobna do funkcji szklanej soczewki wypukłej skupiającej wiązkę, dlatego nazywa się ją elektronami. obiektyw. Większość nowoczesnych mikroskopów elektronowych wykorzystuje soczewki elektromagnetyczne. Silne pole magnetyczne generowane przez bardzo stabilny prąd wzbudzenia DC przepływający przez cewkę z nabiegunnikami skupia elektrony.
