Elektronu mikroskopijas priekšrocības salīdzinājumā ar optisko mikroskopiju
Lai gan elektronu mikroskopa izšķirtspēja ir daudz labāka nekā optiskajam mikroskopam, ir grūti novērot dzīvos organismus, jo tam jādarbojas vakuuma apstākļos, un elektronu stara apstarošana liks bioloģiskajiem paraugiem ciest no apstarošanas bojājumiem. Jāturpina pētīt arī citas problēmas, piemēram, elektronu lielgabala spilgtums un elektronu lēcas kvalitātes uzlabošana.
Izšķirtspēja ir svarīgs elektronu mikroskopa rādītājs, kas ir saistīts ar elektronu stara krišanas leņķi un viļņa garumu caur paraugu. Redzamās gaismas viļņa garums ir aptuveni no 300 līdz 700 nanometriem, un elektronu stara viļņa garums ir saistīts ar paātrinājuma spriegumu. Kad paātrinājuma spriegums ir no 50 līdz 100 kV, elektronu stara viļņa garums ir aptuveni 0,0053 līdz 0,0037 nanometri. Tā kā elektronu stara viļņa garums ir daudz mazāks par redzamās gaismas viļņa garumu, pat tad, ja elektronu stara konusa leņķis ir tikai 1% no optiskā mikroskopa, elektronu mikroskopa izšķirtspēja joprojām ir daudz labāka nekā optiskā mikroskopa izšķirtspēja. mikroskopu.
Elektronu mikroskops sastāv no trim daļām: spoguļa caurules, vakuuma sistēmas un barošanas skapja. Mucā galvenokārt ir elektronu lielgabals, elektronu lēca, paraugu turētājs, dienasgaismas ekrāns un kameras mehānisms un citas sastāvdaļas, šīs sastāvdaļas parasti tiek saliktas no augšas uz leju kolonnā; vakuuma sistēma sastāv no mehāniskā vakuumsūkņa, difūzijas sūkņiem un vakuuma vārstiem utt., un caur sūknēšanas cauruļvadu, kas savienots ar spoguļa mucu; barošanas skapis sastāv no augstsprieguma ģeneratora, ierosmes strāvas stabilizatora un dažādiem regulējošiem vadības blokiem.
Elektronu lēca ir svarīga elektronu mikroskopa stobra daļa, tā ir simetriska kosmosa elektriskā lauka vai magnētiskā lauka stobra asij tā, lai elektrons izliektos stikla lomas fokusēšanas veidošanās asij. objektīvs, lai veiktu gaismas stara fokusēšanas lomu, ir līdzīga objektīva lomai, tāpēc to sauc par elektronu lēcu. Lielākajā daļā mūsdienu elektronu mikroskopu tiek izmantotas elektromagnētiskās lēcas, izmantojot ļoti stabilu līdzstrāvas ierosmes strāvu caur spoli ar stiprā magnētiskā lauka radīto polu, lai fokusētu elektronus.
Elektronu lielgabals ir sastāvdaļa, kas sastāv no volframa karstā katoda, vārtiem un katoda. Tas izstaro un veido elektronu staru ar vienmērīgu ātrumu, tāpēc paātrinājuma sprieguma stabilitātei ir jābūt ne mazākai par vienu daļu no desmit tūkstošiem.
Elektronu mikroskopus var iedalīt transmisijas elektronu mikroskopos, skenējošajos elektronu mikroskopos, atstarošanas elektronu mikroskopos un emisijas elektronu mikroskopos atbilstoši to struktūrai un lietojumam. Pārraides elektronu mikroskopu bieži izmanto, lai novērotu tos, ar parastajiem mikroskopiem nevar atšķirt materiāla smalko struktūru; skenējošo elektronu mikroskopu galvenokārt izmanto, lai novērotu cieto virsmu morfoloģiju, bet arī ar rentgenstaru difraktometru vai elektronu spektrometru, kas apvienots, veidojot elektronu mikrozondi, ko izmanto materiāla sastāva analīzei; emisijas elektronu mikroskops elektronu pašemisijas virsmas pētīšanai.
Skenējošā elektronu mikroskopa elektronu stars neiziet cauri paraugam, bet tikai skenē parauga virsmu, lai ierosinātu sekundāros elektronus. Scintilācijas kristāls, kas novietots blakus paraugam, saņem šos sekundāros elektronus, kas tiek pastiprināti, lai modulētu CRT elektronu stara intensitāti, tādējādi mainot CRT fluorescējošā ekrāna spilgtumu. CRT novirzes spole ir sinhronizēta ar elektronu staru uz parauga virsmas, lai CRT fluorescējošajā ekrānā tiktu parādīts parauga virsmas topogrāfiskais attēls, kas ir līdzīgs industriālo televizoru darbības principam.
Skenējošā elektronu mikroskopa izšķirtspēju galvenokārt nosaka elektronu stara diametrs uz parauga virsmas. Palielinājums ir mēģenes skenēšanas amplitūdas attiecība pret parauga skenēšanas amplitūdu, ko var nepārtraukti mainīt no desmitiem līdz simtiem tūkstošu reižu. Skenējošiem elektronu mikroskopiem nav nepieciešami ļoti plāni paraugi; attēlam ir spēcīga trīsdimensionalitātes sajūta; un var analizēt vielas sastāvu, izmantojot tādu informāciju kā sekundārie elektroni, absorbētie elektroni un rentgena stari, ko rada elektronu stara mijiedarbība ar vielu.
Skenējošais elektronu mikroskops elektronu lielgabals un smērēšanas spogulis un transmisijas elektronu mikroskops ir vairāk vai mazāk vienādi, bet, lai elektronu stars būtu smalkāks, smērēšanas spogulī zem objektīva tiek pievienots un izkliedētājs, objektīva lēcā ir. aprīkoti arī ar diviem viens otram perpendikulāru komplektu skenēšanas spoles iekšpusē. Paraugu kamera zem objektīva ir aprīkota ar parauga skatuvi, kuru var pārvietot, pagriezt un noliekt.
