Prednosti elektronske mikroskopije u odnosu na optičku mikroskopiju
Iako je rezolucija elektronskog mikroskopa daleko bolja od one optičkog mikroskopa, teško je promatrati žive organizme jer on mora raditi u vakuumu, a zračenje snopa elektrona će učiniti da biološki uzorci pate od zračenja. Ostali problemi, kao što su svjetlina elektronskog pištolja i poboljšanje kvaliteta elektronskog sočiva, također treba nastaviti proučavati.
Rezoluciona moć je važan indeks elektronskog mikroskopa, koji je povezan sa upadnim uglom konusa i talasnom dužinom snopa elektrona kroz uzorak. Talasna dužina vidljive svjetlosti je oko 300 do 700 nanometara, a talasna dužina snopa elektrona je povezana sa naponom ubrzanja. Kada je napon ubrzanja 50 do 100 kV, talasna dužina elektronskog snopa je oko 0,0053 do 0,0037 nanometara. Kako je talasna dužina elektronskog snopa mnogo manja od talasne dužine vidljive svetlosti, pa čak i ako je ugao stožca elektronskog snopa samo 1% optičkog mikroskopa, rezoluciona sposobnost elektronskog mikroskopa je i dalje daleko bolja od optičkog. mikroskop.
Elektronski mikroskop se sastoji od tri dijela: cijevi za ogledalo, vakuumskog 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, difuzionih pumpi i vakum ventila i sl., a kroz cevovod za pumpanje je povezan sa bačvom ogledala; Orman za napajanje se sastoji 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 mogu kategorizirati u transmisijske elektronske mikroskope, skenirajuće elektronske mikroskope, refleksione elektronske mikroskope i emisione elektronske mikroskope prema njihovoj strukturi i upotrebi. 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 čvrstih površina, 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.
Elektronski snop skenirajućeg elektronskog mikroskopa ne prolazi kroz uzorak, već samo skenira površinu uzorka kako bi pobudio sekundarne elektrone. Scintilacioni kristal postavljen pored uzorka prima te sekundarne elektrone, koji se pojačavaju kako bi modulirali intenzitet elektronskog snopa CRT-a, mijenjajući tako svjetlinu na fluorescentnom ekranu CRT-a. Otklonski kalem CRT-a je sinhronizovan sa snopom elektrona na površini uzorka, tako da fluorescentni ekran CRT-a prikazuje topografsku sliku površine uzorka, što je slično principu rada industrijskih televizora.
Rezolucija skenirajućeg elektronskog mikroskopa uglavnom je određena prečnikom elektronskog snopa na površini uzorka. Uvećanje je omjer amplitude skeniranja na cijevi i amplitude skeniranja na uzorku, koja se može kontinuirano mijenjati od desetina do stotina hiljada puta. Skenirajući elektronski mikroskopi ne zahtijevaju vrlo tanke uzorke; slika ima snažan osjećaj za trodimenzionalnost; i može analizirati sastav supstance koristeći informacije kao što su sekundarni elektroni, apsorbovani elektroni i rendgenske zrake nastale interakcijom snopa elektrona sa supstancom.
Skenirajući elektronski mikroskop elektronski pištolj i ogledalo za uočavanje i transmisioni elektronski mikroskop su manje-više isti, ali da bi elektronski snop bio finiji, u ogledalo za uočavanje ispod objektiva se dodaje i disperzer, u sočivo objektiva također opremljen sa dva seta okomitih jedan na drugi unutar zavojnice za skeniranje. Komora za uzorke ispod sočiva objektiva opremljena je stepenom uzorka koji se može pomicati, rotirati i naginjati.
