Предимства на електронните микроскопи срещу оптични микроскопи
Електронният микроскоп е инструмент, базиран на принципа на електронната оптика, който използва електронни лъчи и електронни лещи вместо греди и оптични лещи, за да изобрази фините структури на материята при много голямо увеличение.
Разделителната способност на електронен микроскоп е представена от малкото разстояние между съседни точки, които може да разграничи. През 197 0 s разделителната способност на електронните микроскопи за предаване е около 0. 3 нанометра (резолюцията на човешкото око е около 0,1 милиметра). В наши дни електронните микроскопи имат увеличение над 3 милиона пъти, докато оптичните микроскопи имат увеличение около 2000 пъти, така че е възможно директно да се наблюдават атомите на определени тежки метали и спретнато подредената атомна решетка в кристали през електронни микроскопи.
През 1931 г. Knorr и Ruska от Германия модифицират осцилоскоп с високо напрежение с източник на електрон за изпускане на студ и три електронни лещи и получава изображения, увеличавани повече от десет пъти, потвърждавайки възможността за електронна микроскопия за изобразяване на увеличение. През 1932 г., с подобряването на Руска, разделителната способност на електронните микроскопи достига 50 нанометра, което е било около десет пъти по -голяма от разделителната способност на оптичните микроскопи по това време. Следователно електронните микроскопи започнаха да получават внимание от хората.
През 194 г. 0 S, Хил в Съединените щати използва дефогер, за да компенсира ротационната асиметрия на електронните лещи, което доведе до нов пробив в разделителната способност на електронните микроскопи и постепенно достигаше съвременни нива. В Китай през 1958 г. е разработен успешно разработен електронен микроскоп с резолюция от 3 нанометра, а през 1979 г. е разработен голям електронен микроскоп с разделителна способност 0,3 нанометра.
Въпреки че разделителната способност на електронните микроскопи далеч надхвърли тази на оптичните микроскопи, те е трудно да се наблюдават живи организми поради необходимостта от работа при вакуумни условия, а облъчването на електронните лъчи също може да причини радиационно увреждане на биологичните проби. Други проблеми, като подобряване на яркостта на електронния пистолет и качеството на електронния обектив, също се нуждаят от допълнителни изследвания.
Разделителната способност е важен показател за електронната микроскопия, която е свързана с ъгъла на падащия конус и дължината на вълната на електронния лъч, преминаващ през пробата. Дължината на вълната на видимата светлина е около {{0}} нанометри, докато дължината на вълната на електронния лъч е свързана с напрежението на ускорение. Когато напрежението на ускорение е между {{1} kV, дължината на вълната на електронния лъч е приблизително 0. 0053-0. 0037 nm. Поради факта, че дължината на вълната на електронния лъч е много по -малка от тази на видимата светлина, дори ако ъгълът на конуса на електронния лъч е само 1% от този на оптичния микроскоп, разделителната способност на електронния микроскоп все още е много по -добра от тази на оптичния микроскоп.
Електронен микроскоп се състои от три части: тръба, вакуумна система и захранващ шкаф. Основните компоненти на цевта на обектива включват електронен пистолет, електронен обектив, държач на проби, флуоресцентна екран и механизъм на камерата, които обикновено се сглобяват в цилиндрично тяло отгоре надолу; Вакуумната система се състои от механична вакуумна помпа, дифузионна помпа и вакуумна клапа и е свързана с цилиндъра през изпускателен тръбопровод; Захранващият шкаф се състои от генератор с високо напрежение, стабилизатор на ток на възбуждане и различни регулиращи и контролни единици.
