ElektronimikroskooppiOptinen mikroskooppikuvausperiaatteetYhtälaisuus ja erot
Elektronimikroskooppi on instrumentti, joka käyttää elektronisädettä ja elektronilinssiä valonsäteen ja optisen linssin sijaan elektronoptiikan periaatteen mukaisesti, jolloin materiaalin hieno rakenne kuvataan erittäin suurella suurennuksella.
Elektronimikroskoopin resoluutio ilmaistaan kahden vierekkäisen pisteen välisellä pienellä etäisyydellä, jonka se pystyy ratkaisemaan. 1970 s:n aikana transmissioelektronimikroskoopin resoluutio oli noin 0,3 nanometriä (ihmissilmän resoluutio on noin 0,1 millimetriä). Nykyään elektronimikroskoopin suuri suurennos on yli 3 miljoonaa kertaa, kun taas optisen mikroskoopin suuri suurennus on noin 2,000 kertaa, joten elektronimikroskoopilla voidaan suoraan tarkkailla tiettyjen raskasmetallien atomeja ja kiteitä. atomipisteet siistin taulukon järjestelyssä.
Vaikka elektronimikroskoopin resoluutio on ollut paljon parempi kuin optisen mikroskoopin, elektronimikroskoopin on kuitenkin toimittava tyhjiöolosuhteissa, joten eläviä organismeja on vaikea tarkkailla ja elektronisäteen säteilytys tekee biologisista näytteistä säteilyvaurioita. Myös muita ongelmia, kuten elektronipistoolin kirkkautta ja elektronilinssin laadun parantamista, on jatkettava.
Erotuskyky on elektronimikroskoopin tärkeä indeksi, joka liittyy näytteen läpi kulkevan elektronisäteen kartiokulmaan ja aallonpituuteen. Näkyvän valon aallonpituus on noin {{0}} nm, ja elektronisäteen aallonpituus on suhteessa kiihdytysjännitteeseen. Kun kiihdytysjännite on 50 - 100 kV, elektronisäteen aallonpituus on noin 0,0053 - 0,0037 nm. Koska elektronisuihkun aallonpituus on paljon pienempi kuin näkyvän valon aallonpituus, joten vaikka elektronisäteen kartiokulma on vain 1 prosentti optisesta mikroskoopista, elektronimikroskoopin erotuskyky on silti paljon parempi kuin mikroskoopin. optinen mikroskooppi.
Elektronimikroskooppi koostuu kolmesta osasta: peiliputkesta, tyhjiöjärjestelmästä ja virtalähteestä. Piipussa on pääasiassa elektronipistooli, elektronilinssi, näytepidike, fluoresoiva näyttö ja kameramekanismi ja muut komponentit, nämä komponentit kootaan yleensä ylhäältä alas pylvääksi; tyhjiöjärjestelmä koostuu mekaanisesta tyhjiöpumpusta, diffuusiopumpusta ja tyhjiöventtiileistä jne., ja pumppausputkiston kautta, joka on kytketty peilin piippuun; virtalähdekaappi koostuu suurjännitegeneraattorista, viritysvirran stabilisaattorista ja erilaisista säätöyksiköistä.
Elektronilinssi on tärkeä osa elektronimikroskoopin piippua, se on symmetrinen avaruuden sähkö- tai magneettikentän piipun akseliin nähden niin, että elektroni seuraa lasin kuperan linssin roolin fokusoinnin muodostumisakselia tehdä rooli valonsäteen tarkennus on samanlainen rooli linssin, joten sitä kutsutaan elektroni linssi. Useimmat nykyaikaiset elektronimikroskoopit käyttävät sähkömagneettisia linssejä, jotka fokusoivat elektronit vahvalla magneettikentällä, jonka tuottaa erittäin vakaa DC-viritysvirta napakengällä varustetun kelan läpi.
Elektronimikroskoopit voidaan jakaa rakenteensa ja käyttötarkoituksensa mukaan transmissioelektronimikroskooppeihin, pyyhkäisyelektronimikroskooppeihin, heijastuselektronimikroskooppeihin ja emissioelektronimikroskooppeihin. Transmissioelektronimikroskooppia käytetään usein tarkkailemaan niitä tavallisilla mikroskoopeilla, jotka eivät pysty erottamaan materiaalin hienorakennetta; pyyhkäisyelektronimikroskooppia käytetään pääasiassa kiinteän pinnan morfologian tarkkailuun, mutta myös röntgendiffraktometriä tai elektronispektrometriä, joka on yhdistetty muodostamaan elektronimikroskooppi, jota käytetään materiaalin koostumuksen analysointiin; emissiivistä elektronimikroskooppia käytetään elektronien itseemission pinnan tutkimiseen.
