Elektronimikroskooppi Optisen mikroskoopin kuvantamisen periaate Yhtäläisyydet ja erot
Elektronimikroskooppi on instrumentti, joka käyttää elektronisäteitä ja elektronilinssejä valonsäteiden ja optisten linssien sijaan kuvaamaan aineiden hienoja rakenteita erittäin suurilla suurennoksilla elektronoptiikan periaatteen mukaisesti.
Elektronimikroskoopin erotuskykyä edustaa kahden vierekkäisen pisteen välinen vähimmäisetäisyys, jonka se voi erottaa. 197 0s siirtoelektronimikroskooppien resoluutio oli noin 0,3 nanometriä (ihmissilmän erotuskyky on noin 0,1 millimetriä). Nyt elektronimikroskoopin maksimisuurennus ylittää 3 miljoonaa kertaa, kun taas optisen mikroskoopin suurin suurennus on noin 2000-kertainen, joten joidenkin raskasmetallien atomit ja kiteen siististi järjestetyt atomihilat voidaan tarkkailla suoraan elektronimikroskoopin läpi. .
Vuonna 1931 saksalaiset Knorr-Bremse ja Ruska varustivat korkeajänniteoskilloskoopin, jossa oli kylmäkatodipurkauselektronilähde ja kolme elektronilinssiä, ja saivat yli kymmenen kertaa suurennetun kuvan, mikä vahvisti elektronimikroskoopilla suurennetun kuvantamisen mahdollisuuden. Vuonna 1932 Ruskan parannusten jälkeen elektronimikroskoopin erotuskyky oli 50 nanometriä, noin kymmenen kertaa optisen mikroskoopin erotuskyky tuolloin, joten elektronimikroskooppi alkoi saada ihmisten huomion.
1940-luvulla Hill Yhdysvalloissa käytti hajautinta kompensoimaan elektronin linssin pyörimishäiriötä, mikä teki uuden läpimurron elektronimikroskoopin erotuskyvyssä ja saavutti vähitellen nykyaikaisen tason. Kiinassa kehitettiin vuonna 1958 menestyksekkäästi transmissioelektronimikroskooppi, jonka resoluutio oli 3 nanometriä, ja vuonna 1979 valmistettiin suuri elektronimikroskooppi, jonka resoluutio oli 0,3 nanometriä.
Vaikka elektronimikroskoopin erotuskyky on paljon parempi kuin optisen mikroskoopin, elävien organismien havainnointi on vaikeaa, koska elektronimikroskoopin on toimittava tyhjiöolosuhteissa ja elektronisuihkun säteilytys aiheuttaa myös biologisten näytteiden hajoamisen. vaurioitua säteilystä. Muitakin asioita, kuten elektronipistoolin kirkkauden ja elektronilinssin laadun parantamista, on myös tutkittava lisää.
Erotuskyky on tärkeä elektronimikroskopian indikaattori, joka liittyy näytteen läpi kulkevan elektronisäteen tulevaan kartiokulmaan ja aallonpituuteen. Näkyvän valon aallonpituus on noin {{0}} nanometriä, kun taas elektronisuihkun aallonpituus on suhteessa kiihdytysjännitteeseen. Kun kiihdytysjännite on 50-100 kV, elektronisuihkun aallonpituus on noin 0.0053-0.0037 nanometriä. Koska elektronisäteen aallonpituus on paljon pienempi kuin näkyvän valon aallonpituus, vaikka elektronisäteen kartiokulma on vain 1 prosentti optisen mikroskoopin aallonpituudesta, elektronimikroskoopin erotuskyky on silti paljon parempi kuin sen. optisesta mikroskoopista.
