Prednosti elektronskih mikroskopa u odnosu na optičke mikroskope
Elektronski mikroskop je instrument koji koristi elektronski snop i elektronska sočiva umjesto svjetlosnog snopa i optičkog sočiva po principu elektronske optike, tako da se fina struktura materijala slika pod vrlo velikim uvećanjem.
Rezolucija elektronskog mikroskopa se izražava u smislu malog razmaka između dvije susjedne tačke koje on može razlučiti. U 1970s, rezolucija transmisionog elektronskog mikroskopa bila je oko 0.3 nanometra (rezolucija ljudskog oka je oko 0,1 milimetar). Danas je veliko uvećanje elektronskog mikroskopa više od 3 miliona puta, dok je veliko uvećanje optičkog mikroskopa oko 2,000 puta, tako da elektronski mikroskop može direktno posmatrati atome i kristale određenih teških metala u uredno uređena atomska matrica.
Godine 1931., njemački Knorr i Ruska, sa izvorom elektrona s hladnom katodnim pražnjenjem i tri elektronska sočiva modificirali su visokonaponski osciloskop i dobili više od deset puta uvećanje slike, potvrđujući mogućnost povećanja slike elektronskim mikroskopom. 1932. godine, nakon poboljšanja Ruske, rezolucija elektronskog mikroskopa je dostigla 50 nanometara, oko 10 puta veća od rezolucije tadašnjeg optičkog mikroskopa, i tako je elektronski mikroskop počeo da privlači pažnju ljudi.
1940ih godina, Hill iz Sjedinjenih Država koristio je disperzer za kompenzaciju rotacijske asimetrije elektronskog sočiva, tako da je moć razlučivanja elektronskog mikroskopa dovela do novog prodora i postepeno dostigla savremeni nivo. U Kini, 1958. godine, uspješan razvoj transmisionog elektronskog mikroskopa, njegova rezoluciona moć od 3 nanometra, 1979. godine i rezoluciona moć od 0,3 nanometra velikog elektronskog mikroskopa.
Iako je rezolucija elektronskog mikroskopa daleko bolja od optičkog, ali elektronski mikroskop treba da radi u vakuumskim uslovima, pa je teško posmatrati žive organizme, a zračenje snopa elektrona će učiniti biološke uzorke oštećenje zračenja. Ostali problemi, kao što su svjetlina elektronskog pištolja i poboljšanje kvaliteta elektronskog sočiva, također treba nastaviti proučavati.
Moć razlučivanja je važan indeks elektronskog mikroskopa, koji je povezan sa upadnim uglom konusa i talasnom dužinom snopa elektrona koji prolazi kroz uzorak. Talasna dužina vidljive svjetlosti je oko {{0}} nm, a talasna dužina snopa elektrona je povezana sa naponom ubrzanja. Kada je napon ubrzanja od 50 do 100 kV, talasna dužina snopa elektrona je oko 0,0053 do 0,0037 nm. Kako je talasna dužina elektronskog snopa mnogo manja od talasne dužine vidljive svetlosti, pa čak i ako je ugao konusa snopa elektrona samo 1% optičkog mikroskopa, rezolucija elektronskog mikroskopa je i dalje daleko bolja od optičkog mikroskopa. .
Elektronski mikroskop se sastoji od tri dijela: cijevi za ogledalo, vakumskog sistema i ormarića za napajanje. Cijev uglavnom ima elektronski pištolj, elektronska sočiva, držač uzorka, fluorescentni ekran i mehanizam kamere i druge komponente, ove komponente se obično sklapaju od vrha do dna u kolonu; vakumski sistem se sastoji od mehaničke vakuum pumpe, difuzijske pumpe i vakuum ventila itd., a preko pumpnog cevovoda spojen je na cev ogledala; Orman za napajanje sastoji se od visokonaponskog generatora, stabilizatora pobudne struje i niza regulatornih upravljačkih jedinica.
Elektronsko sočivo je važan dio cijevi elektronskog mikroskopa, simetrično je u odnosu na os cijevi svemirskog električnog polja ili magnetskog polja, tako da se elektron prati do osi formiranja fokusiranja uloge staklenog konveksnog sočiva da bi uloga snopa svjetlosti fokusirana je slična ulozi sočiva, pa se naziva elektronska leća. Većina modernih elektronskih mikroskopa koristi elektromagnetna sočiva, vrlo stabilnom istosmjernom strujom pobuđivanja kroz zavojnicu sa snopom koje stvara jako magnetno polje za fokusiranje elektrona.
Elektronski top je komponenta koja se sastoji od volframove vruće katode, kapije i katode. On emituje i formira elektronski snop sa ujednačenom brzinom, tako da stabilnost ubrzavajućeg napona ne sme biti manja od jednog dela u deset hiljada.
Elektronski mikroskopi se prema njihovoj strukturi i upotrebi mogu podijeliti na transmisione elektronske mikroskope, skenirajuće elektronske mikroskope, refleksione elektronske mikroskope i emisione elektronske mikroskope. Transmisioni elektronski mikroskop se često koristi za posmatranje onih sa običnim mikroskopima ne mogu razlikovati finu strukturu materijala; skenirajući elektronski mikroskop se uglavnom koristi za posmatranje morfologije čvrste površine, ali i sa rendgenskim difraktometrom ili elektronskim spektrometrom kombinovanim da formiraju elektronsku mikrosondu, koja se koristi za analizu sastava materijala; emisioni elektronski mikroskop za proučavanje površine samoemisije elektrona.
