Elektronski mikroskop Optički mikroskop Principi snimanja sličnosti i razlike
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 određenih teških metala i kristale atomske tačke u rasporedu urednog niza.
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 oštećenja od 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. Budući da je talasna dužina elektronskog snopa mnogo manja od talasne dužine vidljive svetlosti, pa čak i ako je ugao konusa elektronskog snopa samo 1% optičkog mikroskopa, moć razlučivanja elektronskog mikroskopa je i dalje daleko bolja od optički 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; vakuumski sistem se sastoji od mehaničke vakuum pumpe, difuzijske pumpe i vakum ventila itd., a kroz cevovod za pumpanje je povezan sa buretom 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 ili magnetskog polja tako da elektron prati do osi formiranja fokusa ulogu staklene konveksne leće da bi se uloga snopa svjetlosti fokusirala slična ulozi sočiva, pa se naziva elektronska leća. Većina modernih elektronskih mikroskopa koristi elektromagnetna sočiva, koja fokusiraju elektrone snažnim magnetnim poljem koje stvara vrlo stabilna istosmjerna pobudna struja kroz zavojnicu sa cipelom.
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 u kombinaciji da čine elektronsku mikrosondu, koja se koristi za analizu sastava materijala; emisioni elektronski mikroskop se koristi za proučavanje površine samoemisije elektrona.
