Електронен микроскоп Оптичен микроскоп Принцип на изобразяване Прилики и разлики
Електронният микроскоп е инструмент, който използва електронни лъчи и електронни лещи вместо светлинни лъчи и оптични лещи за изобразяване на фините структури на веществата при много големи увеличения въз основа на принципа на електронната оптика.
Разделителната способност на електронния микроскоп е представена от минималното разстояние между две съседни точки, което може да разреши. През 1970 години трансмисионните електронни микроскопи са имали разделителна способност от около 0.3 нанометра (разделителната способност на човешкото око е около 0,1 милиметра). Сега максималното увеличение на електронния микроскоп надхвърля 3 милиона пъти, докато максималното увеличение на оптичния микроскоп е около 2000 пъти, така че атомите на някои тежки метали и спретнато подредените атомни решетки в кристала могат да се наблюдават директно през електронен микроскоп .
През 1931 г. Knorr-Bremse и Ruska от Германия преоборудваха високоволтов осцилоскоп с електронен източник със студен катод и три електронни лещи и получиха изображение, увеличено повече от десет пъти, което потвърди възможността за увеличено изображение с електронен микроскоп. През 1932 г., след усъвършенстването на Руска, разделителната способност на електронния микроскоп достигна 50 нанометра, около десет пъти повече от разделителната способност на оптичния микроскоп по това време, така че електронният микроскоп започна да привлича вниманието на хората.
През 1940 години Хил в Съединените щати използва астигматизатор за компенсиране на ротационната асиметрия на електронната леща, което прави нов пробив в разделителната способност на електронния микроскоп и постепенно достига съвременното ниво. В Китай през 1958 г. успешно е разработен трансмисионен електронен микроскоп с разделителна способност 3 нанометра, а през 1979 г. е произведен голям електронен микроскоп с разделителна способност 0,3 нанометра.
Въпреки че разделителната способност на електронния микроскоп е много по-добра от тази на оптичния микроскоп, е трудно да се наблюдават живи организми, тъй като електронният микроскоп трябва да работи във вакуумни условия, а облъчването на електронния лъч също ще доведе до биологичните проби да бъдат увредени от радиация. Други въпроси, като подобряването на яркостта на електронния пистолет и качеството на електронните лещи, също трябва да бъдат допълнително проучени.
Разделителната способност е важен индикатор за електронната микроскопия, който е свързан с ъгъла на падащия конус и дължината на вълната на електронния лъч, преминаващ през пробата. Дължината на вълната на видимата светлина е около {{0}} нанометра, докато дължината на вълната на електронните лъчи е свързана с ускоряващото напрежение. Когато ускоряващото напрежение е 50-100 kV, дължината на вълната на електронния лъч е около 0.0053-0.0037 нанометра. Тъй като дължината на вълната на електронния лъч е много по-малка от дължината на вълната на видимата светлина, дори ако ъгълът на конуса на електронния лъч е само 1 процент от този на оптичния микроскоп, разделителната способност на електронния микроскоп все още е много по-добра от тази на оптичния микроскоп.
