Prednosti elektronskog mikroskopa i optičkog mikroskopa
Elektronski mikroskop je instrument zasnovan na principima elektronske optike, koji koristi elektronske zrake i sočiva umjesto svjetlosnih zraka i optičkih sočiva za snimanje finih struktura materije pri vrlo velikom povećanju.
Rezoluciona sposobnost elektronskog mikroskopa je predstavljena malom rastojanjem između dve susedne tačke koje može razlikovati. U 1970s, rezolucija transmisionog elektronskog mikroskopa bila je oko 0,3 nanometra (rezolucija ljudskog oka je bila oko 0,1 milimetar). Danas elektronski mikroskopi imaju uvećanje od preko 3 miliona puta, dok optički mikroskopi imaju uvećanje od oko 2000 puta. Stoga, elektronski mikroskopi mogu direktno promatrati uredno raspoređenu atomsku rešetku određenih atoma i kristala teških metala.
Iako elektronski mikroskopi imaju mnogo bolju rezoluciju od optičkih mikroskopa, teško ih je promatrati žive organizme zbog njihove potrebe da rade u vakuumskim uvjetima, a zračenje elektronskim snopom također može uzrokovati radijacijsko oštećenje bioloških uzoraka. Ostala pitanja, kao što je poboljšanje svjetline elektronskog topova i kvaliteta elektronskih sočiva, također treba dalje proučavati.
Rezolucija je važan indikator elektronske mikroskopije, koji je povezan sa uglom konusa i talasnom dužinom snopa elektrona koji prolazi kroz uzorak. Talasna dužina vidljive svjetlosti je približno {{0}} nanometara, dok je talasna dužina snopa elektrona povezana sa naponom ubrzanja. Kada je napon ubrzanja 50-100 kV, talasna dužina snopa elektrona je približno 0.0053-0.0037 nanometara. Zbog činjenice da je talasna dužina snopa elektrona mnogo manja od talasne dužine vidljive svetlosti, čak i ako je ugao stožca elektronskog snopa samo 1 procenat od onog optičkog mikroskopa, rezolucija elektronskog mikroskopa je i dalje velika. bolji od optičkog mikroskopa.
Elektronski mikroskop se sastoji od tri dijela: zrcalne cijevi, vakuumskog sistema i ormara za napajanje. Cijev sočiva se uglavnom sastoji od elektronskih pištolja, elektronskih sočiva, nosača uzoraka, fluorescentnih ekrana i mehanizama kamere, koji su obično sastavljeni u stupac od vrha do dna; Vakum sistem se sastoji od mehaničkih vakuum pumpi, difuzionih pumpi i vakuum ventila, a povezan je sa ogledalom kroz cevovod za ekstrakciju vazduha; Energetski orman se sastoji od visokonaponskog generatora, stabilizatora pobudne struje i raznih regulacionih i upravljačkih jedinica.
Elektronsko sočivo je važna komponenta u cijevi elektronskog mikroskopa. Koristi prostorno električno ili magnetsko polje simetrično u odnosu na os cijevi da savije putanju elektrona prema osi, formirajući fokus. Njegova funkcija je slična onoj staklenog konveksnog sočiva da fokusira snop svjetlosti, pa se naziva elektronska leća. Većina modernih elektronskih mikroskopa koristi elektromagnetna sočiva, koja fokusiraju elektrone kroz jako magnetsko polje generirano stabilnom istosmjernom strujom pobude koja prolazi kroz zavojnicu s cipelama.
Elektronski top je komponenta koja se sastoji od vruće katode od volframove žice, kapije i katode. Može emitovati i formirati snopove elektrona sa ujednačenom brzinom, tako da stabilnost napona ubrzanja ne smije biti manja od jedne tisućinke.
Elektronski snop skenirajućeg elektronskog mikroskopa ne prolazi kroz uzorak i samo skenira i pobuđuje sekundarne elektrone na površini uzorka. Scintilacioni kristal postavljen pored uzorka prima ove sekundarne elektrone i modulira intenzitet elektronskog snopa cijevne cijevi nakon pojačanja, mijenjajući na taj način svjetlinu fluorescentnog ekrana cijevne cijevi. Deflekcijska zavojnica digitalne cijevi je sinkronizirana sa snopom elektrona na površini uzorka za skeniranje, tako da fluorescentni ekran cijevi za snimanje prikazuje morfologiju površine uzorka, što je slično principu rada industrijske televizije.
Rezolucija skenirajućeg elektronskog mikroskopa uglavnom zavisi od prečnika elektronskog snopa na površini uzorka. Uvećanje je omjer amplitude skeniranja na cijevi za snimanje i amplitude skeniranja na uzorku, koja se može kontinuirano mijenjati od desetina puta do stotina hiljada puta. Skenirajuća elektronska mikroskopija ne zahtijeva vrlo tanke uzorke; Slike imaju snažan osjećaj za stereoskopiju; Može analizirati sastav supstanci koristeći informacije kao što su sekundarni elektroni, apsorbirani elektroni i rendgenske zrake nastale interakcijom između elektronskih zraka i tvari.
Elektronski pištolj i kondenzator skenirajućeg elektronskog mikroskopa su otprilike isti kao oni transmisionog elektronskog mikroskopa, ali da bi snop elektrona bio finiji, sočivo objektiva i astigmatizator se dodaju ispod kondenzatora i dva seta međusobno okomitih zavojnice za skeniranje su takođe ugrađene unutar sočiva objektiva. Komora za uzorke ispod sočiva objektiva opremljena je stepenom uzorka koji se može pomicati, rotirati i naginjati.
