Elektronu mikroskopu un optisko mikroskopu priekšrocības
Elektronu mikroskops ir instruments, kura pamatā ir elektronu optikas princips, kas staru un optisko objektīvu vietā izmanto elektronu starus un elektronu objektīvus, lai attēlotu matērijas smalkās struktūras ar ļoti lielu palielinājumu.
Elektronu mikroskopa izšķirtspēju attēlo neliels attālums starp blakus esošajiem punktiem, ko tas var atšķirt. 197 0 s transmisijas elektronu mikroskopu izšķirtspēja bija aptuveni 0. 3 nanometri (cilvēka acs izšķirtspēja ir aptuveni 0,1 milimetri). Mūsdienās elektronu mikroskopu palielinājums ir vairāk nekā 3 miljoni reižu, savukārt optisko mikroskopu palielinājums ir aptuveni 2000 reizes, tāpēc caur elektronu mikroskopiem kristālos ir iespējams tieši novērot noteiktu smago metālu atomus un glīti sakārtotu atomu režģi kristālos.
1931. gadā Knorr un Ruska no Vācijas modificēja augstsprieguma osciloskopu ar aukstu katoda izlādes elektronu avotu un trim elektronu objektīviem un ieguva attēlus, kas palielināti vairāk nekā desmit reizes, apstiprinot elektronu mikroskopijas iespēju palielinājuma attēlveidošanai. 1932. gadā, uzlabojot Rusku, elektronu mikroskopu izšķirtspēja sasniedza 50 nanometrus, kas tajā laikā bija apmēram desmit reizes lielāki par optisko mikroskopu izšķirtspēju. Tāpēc elektronu mikroskopi sāka pievērst cilvēku uzmanību.
194. gadā 0 S kalns Amerikas Savienotajās Valstīs izmantoja defogatoru, lai kompensētu elektronu objektīvu rotācijas asimetriju, kas izraisīja jaunu izrāvienu elektronu mikroskopu izšķirtspējā un pakāpeniski sasniedza mūsdienīgu līmeni. Ķīnā 1958. gadā tika veiksmīgi izstrādāts transmisijas elektronu mikroskops ar 3 nanometru izšķirtspēju, un 1979. gadā tika izstrādāts liels elektronu mikroskops ar izšķirtspēju 0,3 nanometri.
Lai arī elektronu mikroskopu izšķirtspēja ir ievērojami pārsniegusi optisko mikroskopu, ir grūti novērot dzīvus organismus, jo ir nepieciešams strādāt vakuuma apstākļos, un elektronu staru apstarošana var izraisīt arī bioloģisko paraugu radiācijas bojājumus. Nepieciešami arī citi jautājumi, piemēram, elektronu pistoles spilgtuma uzlabošana un elektronu objektīva kvalitāte.
Izšķirtspēja ir svarīgs elektronu mikroskopijas indikators, kas ir saistīts ar krītošā konusa leņķi un elektronu staru viļņa garumu, kas iet caur paraugu. Redzamās gaismas viļņa garums ir aptuveni {{0}} nanometri, savukārt elektronu stara viļņa garums ir saistīts ar paātrinājuma spriegumu. Kad paātrinājuma spriegums ir starp 50-100 KV, elektronu stara viļņa garums ir aptuveni 0. 0053-0. 0037 nm. Sakarā ar to, ka elektronu staru viļņa garums ir daudz mazāks nekā redzamās gaismas, pat ja elektronu staru kūļa leņķis ir tikai 1% no optiskā mikroskopa, elektronu mikroskopa izšķirtspēja joprojām ir daudz labāka par optisko mikroskopu.
Elektronu mikroskops sastāv no trim detaļām: caurule, vakuuma sistēma un spēka skapis. Galvenās objektīva mucas sastāvdaļas ietver elektronu pistoli, elektronu objektīvu, parauga turētāju, fluorescējošu ekrānu un kameras mehānismu, kas parasti tiek salikts cilindriskā korpusā no augšas uz leju; Vakuuma sistēma sastāv no mehāniska vakuuma sūkņa, difūzijas sūkņa un vakuuma vārsta, un tā ir savienota ar cilindru caur izplūdes cauruļvadu; Jaudas skapis sastāv no augstsprieguma ģeneratora, ierosmes strāvas stabilizatora un dažādām regulēšanas un kontroles vienībām.
