Avantatges dels microscopis electrònics enfront dels microscopis òptics
El microscopi electrònic és un instrument que utilitza un feix d'electrons i una lent d'electrons en lloc de feix de llum i lent òptica segons el principi de l'òptica electrònica, de manera que l'estructura fina del material s'imatge amb un augment molt elevat.
La resolució d'un microscopi electrònic s'expressa en termes del petit espai entre dos punts veïns que pot resoldre. En els 1970s, la resolució d'un microscopi electrònic de transmissió era d'uns 0,3 nanòmetres. (la resolució de l'ull humà és d'uns 0,1 mil·límetres). Avui en dia, el gran augment del microscopi electrònic és de més de 3 milions de vegades, mentre que el gran augment del microscopi òptic és d'unes 2,000 vegades, de manera que el microscopi electrònic pot observar directament els àtoms i els cristalls de certs metalls pesants en el matriu de punts atòmica ben ordenada.
El 1931, els alemanys Knorr i Ruska, amb una font d'electrons de descàrrega de càtode fred i tres lents d'electrons, van modificar un oscil·loscopi d'alta tensió i van obtenir un augment de més d'una dotzena de vegades la imatge, confirmant la possibilitat d'augmentar la imatge amb un microscopi electrònic. 1932, després de la millora de Ruska, la resolució del microscopi electrònic va arribar als 50 nanòmetres, unes 10 vegades la resolució del microscopi òptic en aquell moment, i així el microscopi electrònic va començar a rebre l'atenció de la gent.
Als anys 1940, Hill dels Estats Units va utilitzar un dispersor per compensar l'asimetria rotacional de la lent electrònica, de manera que el poder de resolució del microscopi electrònic va tenir un nou avenç i va arribar gradualment al nivell modern. A la Xina, el 1958, el desenvolupament reeixit del microscopi electrònic de transmissió, el seu poder de resolució de 3 nanòmetres, el 1979 i el poder de resolució de 0,3 nanòmetres de microscopi electrònic a gran escala.
Tot i que la resolució del microscopi electrònic ha estat molt millor que el microscopi òptic, però el microscopi electrònic ha de funcionar en condicions de buit, de manera que és difícil observar els organismes vius i la irradiació del feix d'electrons farà que les mostres biològiques danys per irradiació. També cal seguir estudiant altres problemes, com la brillantor del canó d'electrons i la millora de la qualitat de la lent d'electrons.
El poder de resolució és un índex important d'un microscopi electrònic, que està relacionat amb l'angle d'incidència del con i la longitud d'ona del feix d'electrons que travessa la mostra. La longitud d'ona de la llum visible és d'aproximadament {{0}} nm, i la longitud d'ona del feix d'electrons està relacionada amb la tensió d'acceleració. Quan la tensió acceleradora és de 50 a 100 kV, la longitud d'ona del feix d'electrons és d'uns 0,0053 a 0,0037 nm. Com que la longitud d'ona del feix d'electrons és molt més petita que la longitud d'ona de la llum visible, fins i tot si l'angle del con del feix d'electrons és només l'1% del microscopi òptic, la resolució del microscopi electrònic encara és molt millor que el microscopi òptic. .
El microscopi electrònic consta de tres parts: tub mirall, sistema de buit i armari d'alimentació. El canó té principalment un canó d'electrons, una lent d'electrons, un suport de mostres, una pantalla fluorescent i un mecanisme de càmera i altres components, aquests components solen muntar-se de dalt a baix en una columna; El sistema de buit consta de bomba de buit mecànica, bomba de difusió i vàlvules de buit, etc., i a través de la canonada de bombeig connectada al barril del mirall; El gabinet d'alimentació està format per un generador d'alta tensió, l'estabilitzador de corrent d'excitació i una varietat d'unitats de control reguladors.
La lent electrònica és una part important del barril del microscopi electrònic, és simètrica a l'eix del barril del camp elèctric espacial o del camp magnètic de manera que l'electró segueixi cap a l'eix de formació de l'enfocament del paper del vidre convex. lent per fer que el paper del feix de llum enfocament sigui similar al paper de la lent, per la qual cosa s'anomena lent d'electrons. La majoria dels microscopis electrònics moderns utilitzen lents electromagnètiques, mitjançant un corrent d'excitació de CC molt estable a través de la bobina amb una sabata polar generada pel camp magnètic fort per enfocar els electrons.
El canó d'electrons és un component format per un càtode calent de tungstè, una porta i un càtode. Emet i forma un feix d'electrons amb una velocitat uniforme, de manera que l'estabilitat de la tensió d'acceleració no és inferior a una part de cada deu mil.
Els microscopis electrònics es poden dividir en microscopis electrònics de transmissió, microscopis electrònics d'escaneig, microscopis electrònics de reflexió i microscopis electrònics d'emissió segons la seva estructura i ús. El microscopi electrònic de transmissió s'utilitza sovint per observar els que amb microscopis normals no poden distingir l'estructura fina del material; El microscopi electrònic d'escaneig s'utilitza principalment per observar la morfologia de la superfície sòlida, però també amb el difractòmetre de raigs X o l'espectròmetre electrònic combinat per formar la microsonda electrònica, utilitzada per a l'anàlisi de la composició del material; Microscopi electrònic d'emissió per a l'estudi de la superfície d'autoemissió d'electrons.
