Elektronový mikroskop Optický mikroskop Principy zobrazováníPodobnosti a rozdíly
Elektronový mikroskop je přístroj, který využívá elektronový paprsek a elektronovou čočku místo světelného paprsku a optické čočky podle principu elektronové optiky, takže jemná struktura materiálu je zobrazena při velmi velkém zvětšení.
Rozlišení elektronového mikroskopu je vyjádřeno jako malá vzdálenost mezi dvěma sousedními body, kterou dokáže rozlišit. V 1970s bylo rozlišení transmisního elektronového mikroskopu asi 0,3 nanometrů (rozlišení lidského oka je asi 0,1 milimetru). V dnešní době je velké zvětšení elektronového mikroskopu více než 3 milionkrát, zatímco velké zvětšení optického mikroskopu je asi 2,000krát, takže elektronový mikroskop může přímo pozorovat atomy určitých těžkých kovů a krystaly atomové tečky v uspořádání úhledného pole.
Přestože rozlišení elektronového mikroskopu bylo mnohem lepší než optického mikroskopu, elektronový mikroskop potřebuje pracovat ve vakuu, takže je obtížné pozorovat živé organismy a ozáření elektronovým paprskem způsobí, že biologické vzorky budou poškození ozářením. Další problémy, jako je jas elektronového děla a zlepšení kvality elektronové čočky, je také třeba nadále studovat.
Rozlišovací schopnost je důležitým ukazatelem elektronového mikroskopu, který souvisí s úhlem dopadu kužele a vlnovou délkou elektronového paprsku procházejícího vzorkem. Vlnová délka viditelného světla je asi {{0}} nm a vlnová délka elektronového paprsku souvisí s urychlujícím napětím. Když je urychlovací napětí 50 až 100 kV, je vlnová délka elektronového paprsku asi 0,0053 až 0,0037 nm. Protože vlnová délka elektronového paprsku je mnohem menší než vlnová délka viditelného světla, takže i když je úhel kužele elektronového paprsku pouze 1 % optického mikroskopu, rozlišovací schopnost elektronového mikroskopu je stále mnohem lepší než u optického mikroskopu. optický mikroskop.
Elektronový mikroskop se skládá ze tří částí: zrcadlové trubice, vakuového systému a napájecí skříně. Hlaveň má hlavně elektronovou pistoli, elektronovou čočku, držák vzorku, fluorescenční stínítko a mechanismus kamery a další součásti, tyto součásti jsou obvykle sestaveny shora dolů do sloupce; vakuový systém se skládá z mechanické vakuové pumpy, difuzní pumpy a vakuových ventilů atd., a přes čerpací potrubí připojené k barelu zrcadla; napájecí skříň se skládá z vysokonapěťového generátoru, stabilizátoru budícího proudu a řady regulačních řídicích jednotek.
Elektronová čočka je důležitou součástí tubusu elektronového mikroskopu, je symetrická k ose tubusu prostorového elektrického nebo magnetického pole tak, aby dráha elektronů k ose vzniku fokusace role skleněné konvexní čočky aby role paprsku světla zaostřování je podobné roli čočky, proto se nazývá elektronová čočka. Většina moderních elektronových mikroskopů používá elektromagnetické čočky, které zaostřují elektrony silným magnetickým polem generovaným velmi stabilním stejnosměrným budicím proudem cívkou s pólovou patkou.
Elektronové mikroskopy lze podle konstrukce a použití rozdělit na transmisní elektronové mikroskopy, rastrovací elektronové mikroskopy, odrazové elektronové mikroskopy a emisní elektronové mikroskopy. Transmisní elektronový mikroskop se často používá k pozorování těch, kteří s běžnými mikroskopy nerozeznají jemnou strukturu materiálu; rastrovací elektronový mikroskop se používá hlavně k pozorování morfologie pevného povrchu, ale také s rentgenovým difraktometrem nebo elektronovým spektrometrem kombinovaným pro vytvoření elektronové mikrosondy, používané pro analýzu složení materiálu; Emisní elektronový mikroskop se používá pro studium povrchu samoemise elektronů.
