Microscopi atòmic Similituds i diferències del principi d'imatge del microscopi òptic
Basat en el concepte d'òptica electrònica, un microscopi electrònic és un dispositiu que visualitza els detalls complexos de les substàncies amb augments extremadament elevats utilitzant feixos d'electrons i lents d'electrons en oposició als feixos de llum i lents òptiques.
La distància més curta que un microscopi electrònic pot salvar entre dos punts veïns s'utilitza per descriure el seu poder de resolució. La resolució dels microscopis electrònics de transmissió durant els anys 1970 va ser d'aproximadament 0,3 nanòmetres (el poder de resolució de l'ull humà és d'uns 0,1 mil·límetres). Ara que l'augment màxim del microscopi electrònic supera els 3 milions de vegades, en comparació amb l'augment màxim del microscopi òptic de només unes 2000 vegades, és possible observar directament els àtoms d'alguns metalls pesants i les xarxes atòmiques ordenades dels cristalls mitjançant el microscopi electrònic.
Quan els científics alemanys Knorr-Bremse i Ruska van modificar un oscil·loscopi d'alta tensió amb una font d'electrons de descàrrega de càtode fred i tres lents d'electrons el 1931, van poder obtenir una imatge que es va ampliar més de deu vegades, confirmant la viabilitat de la imatge ampliada. utilitzant un microscopi electrònic. Després dels avenços de Ruska, el poder de resolució del microscopi electrònic va arribar als 50 nanòmetres el 1932, gairebé 10 vegades el del microscopi òptic de l'època. Com a resultat, la gent va començar a prestar més atenció al microscopi electrònic.
Per corregir l'asimetria rotacional de la lent electrònica, Hill als Estats Units va utilitzar un astigmatitzador durant els anys 1940. Aquesta innovació va ajudar a avançar el poder de resolució del microscopi electrònic i, finalment, arribar al nivell actual. Un microscopi electrònic de transmissió amb una resolució de 3 nanòmetres es va crear amb èxit a la Xina el 1958, i un gran microscopi electrònic amb una resolució de 0,3 nanòmetres es va produir allà el 1979.
Tot i que el poder de resolució del microscopi electrònic és molt més gran que el del microscopi òptic, és un repte observar els éssers vius perquè el microscopi electrònic ha de funcionar al buit i la irradiació del feix d'electrons provocarà danys per radiació a les mostres biològiques. També cal investigar més com millorar la brillantor del canó d'electrons i el calibre de la lent d'electrons, entre altres coses.
Una mesura essencial de la microscòpia electrònica és el poder de resolució, que depèn de l'angle del con incident i de la longitud d'ona del feix d'electrons quan travessa el material. Mentre que la longitud d'ona dels feixos d'electrons està correlacionada amb la tensió d'acceleració, la longitud d'ona de la llum visible oscil·la entre 300 i 700 nanòmetres. La longitud d'ona del feix d'electrons és d'aproximadament 0,0053–0,0037 nanòmetres quan la tensió d'acceleració és de 50–100 kV. Fins i tot si l'angle del con del feix d'electrons és només l'1 per cent del del microscopi òptic, el poder de resolució del microscopi electrònic encara és significativament més gran que el del microscopi òptic perquè la longitud d'ona del feix d'electrons és molt més curta que la longitud d'ona. de llum visible.
