Výhody elektronových mikroskopů vs. optických mikroskopů
Elektronový mikroskop je přístroj založený na principu elektronové optiky, který používá elektronové paprsky a elektronové čočky místo paprsků a optických čoček k zobrazení jemných struktur hmoty při velmi vysokém zvětšení.
Rozlišení elektronového mikroskopu je představováno malou vzdáleností mezi sousedními body, které může rozlišit. V roce 197 0 bylo rozlišení přenosových elektronových mikroskopů asi 0. 3 nanometry (rozlišení lidského oka je asi 0,1 milimetrů). V současné době mají elektronové mikroskopy zvětšení více než 3 milionykrát, zatímco optické mikroskopy mají zvětšení asi 2000krát, takže je možné přímo pozorovat atomy určitých těžkých kovů a úhledně uspořádanou atomovou mříž v krystalech prostřednictvím elektronových mikroskopů.
V roce 1931 Knorr a Ruska z Německa upravili vysokopěťový osciloskop se studeným zdrojem vypouštěcí elektrony katody a třemi elektronovými čočkami a získali obrazy zvětšené více než desetkrát, což potvrdilo možnost elektronové mikroskopie pro zvětšovací zobrazování. V roce 1932, se zlepšením Ruska, se rozlišení elektronových mikroskopů dosáhlo 50 nanometrů, což bylo asi desetkrát větší rozlišení optických mikroskopů v té době. Proto se elektronové mikroskopy začaly věnovat pozornost lidem.
V roce 194 0 použil Hill ve Spojených státech defogger k kompenzaci rotační asymetrie elektronových čoček, což vedlo k novému průlomu v rozlišení elektronových mikroskopů a postupně dosáhlo moderních úrovní. V Číně byl v roce 1958 úspěšně vyvinut přenosový elektronový mikroskop s rozlišením 3 nanometrů a v roce 1979 byl vyvinut velký elektronový mikroskop s rozlišením 0,3 nanometrů.
Ačkoli rozlišení elektronových mikroskopů daleko překročilo rozlišení optických mikroskopů, je obtížné pozorovat živé organismy kvůli potřebě pracovat za vakuových podmínek a ozáření elektronových paprsků může také způsobit poškození biologických vzorků. Další problémy, jako je zlepšení jasu elektronové pistole a kvalita elektronové čočky, také potřebují další výzkum.
Rozlišení je důležitým indikátorem elektronové mikroskopie, která souvisí s úhlem kužele a vlnovou délkou elektronového paprsku procházejícím vzorkem. Vlnová délka viditelného světla je asi {{0}} nanometry, zatímco vlnová délka elektronového paprsku souvisí s napětím zrychlení. Když je napětí zrychlení mezi 50-100 kV, vlnová délka elektronového paprsku je přibližně 0. 0053-0. 0037 nm. Vzhledem k tomu, že vlnová délka elektronového paprsku je mnohem menší než vlna viditelného světla, i když je úhel kužele elektronového paprsku pouze 1% optického mikroskopu, rozlišení elektronového mikroskopu je stále mnohem lepší než vstup optického mikroskopu.
Elektronový mikroskop se skládá ze tří částí: trubice, vakuového systému a výkonové skříňky. Mezi hlavní komponenty barelu čočky patří elektronová pistole, elektronová čočka, držák vzorku, zářivkovou obrazovku a mechanismus fotoaparátu, které se obvykle sestavují do válcového těla shora dolů; Vakuový systém se skládá z mechanického vakuového čerpadla, difúzního čerpadla a vakuového ventilu a je připojen k válci výfukovým potrubí; Výkonová skříň se skládá z generátoru vysokého napětí, stabilizátoru excitačního proudu a různých regulačních a kontrolních jednotek.
