Принципът на състава и приложението на електронния микроскоп
Електронният микроскоп се състои от три части: корпус на лещата, вакуумна система и шкаф за захранване. Цевта на обектива включва главно електронни пушки, електронни лещи, държачи за проби, флуоресцентни екрани и механизми на камерата. Тези компоненти обикновено се сглобяват в колона отгоре надолу; вакуумната система се състои от механични вакуумни помпи, дифузионни помпи и вакуумни клапани. Газопроводът е свързан с цевта на обектива; силовият шкаф се състои от генератор за високо напрежение, стабилизатор на възбудителен ток и различни контролни блокове за настройка.
Електронната леща е най-важната част от цилиндъра на лещата на електронния микроскоп. Той използва пространствено електрическо поле или магнитно поле, симетрично на оста на цевта на лещата, за да огъне електронната следа към оста, за да образува фокус. Неговата функция е подобна на тази на стъклена изпъкнала леща за фокусиране на лъча, така че се нарича електронен. лещи. Повечето съвременни електронни микроскопи използват електромагнитни лещи, които фокусират електрони чрез силно магнитно поле, генерирано от много стабилен постоянен ток на възбуждане, преминаващ през намотка с полюсни обувки.
Електронният пистолет е компонент, състоящ се от горещ катод с волфрамова жичка, решетка и катод. Той може да излъчва и образува електронен лъч с еднаква скорост, така че стабилността на ускоряващото напрежение трябва да бъде не по-малка от една десет хилядна.
Електронните микроскопи могат да бъдат разделени на трансмисионни електронни микроскопи, сканиращи електронни микроскопи, отразяващи електронни микроскопи и емисионни електронни микроскопи според техните структури и приложения. Трансмисионните електронни микроскопи често се използват за наблюдение на фини материални структури, които не могат да бъдат разрешени от обикновени микроскопи; Сканиращите електронни микроскопи се използват главно за наблюдение на морфологията на твърди повърхности и могат също да се комбинират с рентгенови дифрактометри или електронни енергийни спектрометри за образуване на електронни Микросферите се образуват чрез разсейване на електронния лъч от атомите на пробата. По-тънката или част с по-ниска плътност на пробата има по-малко разсейване на електронния лъч, така че повече електрони преминават през диафрагмата на обектива и участват в изобразяването и изглеждат по-ярки в изображението. Обратно, по-дебелите или по-плътни части от пробата изглеждат по-тъмни в изображението. Ако пробата е твърде дебела или твърде плътна, контрастът на изображението ще се влоши или дори ще бъде повреден или унищожен от абсорбирането на енергията на електронния лъч.
Горната част на цилиндъра на лещата на трансмисионния електронен микроскоп е електронен пистолет. Електроните се излъчват от волфрамовия горещ катод, а електронните лъчи се фокусират от първия и втория кондензатор. След преминаване през пробата, електронният лъч се изобразява върху междинното огледало от лещата на обектива и след това се увеличава стъпка по стъпка през междинното огледало и проекционното огледало и след това се изобразява върху флуоресцентния екран или фотокохерентната плоча.
Увеличението на междинното огледало може непрекъснато да се променя от десетки пъти до стотици хиляди пъти главно чрез регулиране на тока на възбуждане; чрез промяна на фокусното разстояние на междинното огледало могат да се получат електронномикроскопични изображения и изображения на електронна дифракция върху малки части от една и съща проба. За да изследва по-дебели проби от метални срезове, френската лаборатория за електронна оптика Dulos разработи електронен микроскоп със свръхвисоко напрежение с ускоряващо напрежение от 3500 kV.
Електронният лъч на сканиращия електронен микроскоп не преминава през пробата, а само сканира и възбужда вторични електрони на повърхността на пробата. Сцинтилационният кристал, поставен до пробата, получава тези вторични електрони, усилва и модулира интензитета на електронния лъч на кинескопа, като по този начин променя яркостта на екрана на кинескопа. Отклоняващата намотка на кинескопа поддържа синхронно сканиране с електронния лъч на повърхността на пробата, така че флуоресцентният екран на кинескопа показва топографското изображение на повърхността на пробата, което е подобно на работния принцип на промишлен телевизор. .
Разделителната способност на сканиращия електронен микроскоп се определя главно от диаметъра на електронния лъч върху повърхността на пробата. Увеличението е съотношението на амплитудата на сканиране на кинескопа към амплитудата на сканиране на образеца, което може непрекъснато да се променя от десетки пъти до стотици хиляди пъти. Сканиращата електронна микроскопия не изисква много тънки проби; изображението има силен триизмерен ефект; може да използва информация като вторични електрони, абсорбирани електрони и рентгенови лъчи, генерирани от взаимодействието на електронни лъчи и вещества, за да анализира състава на веществата.
Електронният пистолет и кондензаторната леща на сканиращия електронен микроскоп са приблизително същите като тези на трансмисионния електронен микроскоп, но за да се направи електронният лъч по-тънък, под кондензаторната леща се добавят обективна леща и астигматизатор и два комплекта взаимно перпендикулярни сканиращи лъчи са монтирани вътре в лещата на обектива. намотка. Камерата за проби под лещата на обектива е снабдена с платформа за проби, която може да се движи, върти и накланя.
Използване на електронни микроскопи
Електронните микроскопи могат да бъдат разделени на трансмисионни електронни микроскопи, сканиращи електронни микроскопи, отразяващи електронни микроскопи и емисионни електронни микроскопи според техните структури и приложения. Трансмисионните електронни микроскопи често се използват за наблюдение на фини материални структури, които не могат да бъдат разрешени от обикновени микроскопи; сканиращите електронни микроскопи се използват главно за наблюдение на морфологията на твърди повърхности и могат също да се комбинират с рентгенови дифрактометри или електронни енергийни спектрометри за формиране на електронни микросонди за анализ на състава на материала; емисионна електронна микроскопия за изследване на самоизлъчващи електронни повърхности.
Трансмисионният електронен микроскоп е кръстен на това, че електронният лъч прониква в пробата и след това увеличава изображението с електронната леща. Неговият оптичен път е подобен на този на оптичен микроскоп. При този тип електронен микроскоп контрастът в детайлите на изображението се създава от разсейването на електронния лъч от атомите на пробата. По-тънката или част с по-ниска плътност на пробата има по-малко разсейване на електронния лъч, така че повече електрони преминават през диафрагмата на обектива и участват в изобразяването и изглеждат по-ярки в изображението. Обратно, по-дебелите или по-плътни части от пробата изглеждат по-тъмни в изображението. Ако пробата е твърде дебела или твърде плътна, контрастът на изображението ще се влоши или дори ще бъде повреден или унищожен от абсорбирането на енергията на електронния лъч.
